一种外包混凝土-双波纹钢板混凝土组合塔筒及施工方法技术

一种外包混凝土

【技术实现步骤摘要】
一种外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒及施工方法


[0001]本专利技术属于风机塔筒设计
，具体涉及一种外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒及施工方法。

技术介绍

[0002]塔筒作为风机中的重要承载构件，起到连接机舱和基础的作用，将捕捉风能的风力发电机支撑在有利高度以达到最经济安全的能量利用，塔筒的重要性随着风机容量和高度的增加愈加突出。目前，风机塔筒向大功率、高塔筒发展，传统混凝土塔筒接缝处需要现场灌浆养护，施工工序较多，安装周期较长，且混凝土塔筒在高于100米后，重量会出现指数型的增加，使得塔筒的自重较大，经济性较差，难以满足使用需求。
[0003]因此，开发一种性能更优，经济性更好的新型塔筒，对充分开发利用风能资源具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种一种外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒及施工方法，以期解决现有的传统混凝土塔筒自重较大、经济性能较低等问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，沿竖向由若干筒段接合组成，所述筒段沿环向由多个外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元通过预应力弯螺栓连接组成，上下相邻的筒段通过L形法兰盘连接紧固；
[0007]所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元包括波纹内钢板、波纹外钢板、预应力钢筋、外包混凝土、上端板、下端板，其中，波纹内钢板、波纹外钢板及外包混凝土构成腔体；
[0008]沿环向，相邻的外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元通过预应力弯螺栓连接为一体，构成一个筒段；在若干筒段的外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元的腔体中，填充有夹层混凝土；
[0009]沿竖向，相邻的筒段通过L形法兰盘及高强度螺栓进行连接，构成组合塔筒。
[0010]在一个实施例中，所述波纹内钢板、波纹外钢板沿筒段的筒壁截面中心对称分布且弧度相同，分别设置在距离塔筒内外壁50
±
5mm处，波纹的轴向沿筒段的竖向布置。
[0011]在一个实施例中，所述波纹内钢板、波纹外钢板的波形采用正弦波形，波纹采用宽波纹，波峰长度为波谷两倍，波峰长度为100mm～300mm，波折角度为45度～60度，波高和波长的比值为0.1～0.2。
[0012]在一个实施例中，所述波纹内钢板、波纹外钢板均焊接有多个栓钉，栓钉沿环向均匀布置，并伸入至外包混凝土；所述波纹内钢板、波纹外钢板沿环向均匀设置有多个预留孔，并通过对拉螺栓进行连接；栓钉与对拉螺栓沿竖向间隔布置。
[0013]在一个实施例中，所述外包混凝土内部设置预应力钢筋孔，沿筒段竖直方向布置预应力钢筋，预应力钢筋锚固于外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元的上端板及下端板。
[0014]在一个实施例中，所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元两侧有供环向安装连接相邻塔筒单元的正方形螺栓槽，螺栓槽预留螺栓孔。
[0015]在一个实施例中，所述外包混凝土采用超高性能混凝土或自密实混凝土，所述夹层混凝土为普通混凝土，塔筒可根据需求自下而上灵活设计，上部塔筒段可不填充夹层混凝土，可仅在所述组合塔筒下部的筒段的外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合筒单元的腔体中填充，形成外包混凝土
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双波纹钢板空心混凝土组合塔筒。
[0016]在一个实施例中，所述L形法兰盘由环形连接板、环形法兰板和肋板焊接而成，所述环形法兰板上设置有对应于高强度螺栓的预留孔，L形法兰盘各段沿环向分段组装，相邻段肋板进行焊接。
[0017]在一个实施例中，所述L形法兰盘分别焊接于上方筒段的下端板和下方筒段的上端板，并用高强度螺栓进行连接。
[0018]本专利技术还提供了该外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒施工方法，包括：
[0019]1)钢板加工为波纹内钢板、波纹外钢板并进行卷弯，加工L形法兰盘；
[0020]2)波纹内钢板、波纹外钢板外侧焊接栓钉并通过对拉螺栓进行连接，预留预应力钢筋孔并浇筑外包混凝土，两端预留正方形螺栓槽，浇筑夹层混凝土，焊接上端板、下端板，张拉预应力钢筋，完成外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元的施工，L形法兰盘分别焊接于上塔筒段的下端板和下塔筒段的上端板；
[0021]3)将预制好的外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元运输至现场，沿环向通过预应力弯螺栓连接，相邻的筒段通过L形法兰盘及高强度螺栓进行连接，构成组合塔筒。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1)施工方便
[0024]组合塔筒的筒段沿环向由多块外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元组成，分片预制的方式可批量标准化施工生产和养护，可在工厂预制，现场拼装，减少了施工现场的大型设备的使用，也便于在施工现场运输、堆放。塔筒环向通过预应力弯螺栓连接，竖向通过法兰盘连接，相比传统混凝土塔筒采用灌浆连接，缩短了施工周期，安装方便。
[0025]2)性能提升
[0026]组合塔筒稳定性好、承载力高、抗疲劳性能好。分段预制，施工质量可以得到保证。内置波纹钢板，相比平钢板，增加了钢板与混凝土的接触面积，组合效应更好。组合塔筒相比传统混凝土塔筒截面含钢率提高，可减小构件截面，提高承载能力，具有良好的延性与耗能能力。采用预应力筋，塔筒整体处于受压状态，大幅提升了塔筒的抗弯和抗裂性能，保证了塔筒的刚度和稳定性。塔筒可根据需求自下而上灵活设计，上部塔筒段可不填充夹层混凝土，形成外包混凝土
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双波纹钢板空心混凝土组合塔筒，可减轻塔筒结构自重，方便吊装。可在更多场景中使用。
[0027]3)经济性好
[0028]组合塔筒分片预制，可减少模板数量，模板可重复利用，降低成本。分片运输，节省
了运输成本。现场装配，提高了施工效率，减少了施工成本。组合塔筒整体性能优异，维修频次减少，从而减少了后期运营与维护成本。外包混凝土采用超高性能混凝土、自密实混凝土等，夹层混凝土为普通混凝土，降低材料成本。
[0029]总体来说，采用外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，稳定性好、承载力高、抗疲劳性能好。内置波纹钢板，相比传统混凝土塔筒截面含钢率增大，承载能力提高同时减小构件截面尺寸，具有良好的延性与耗能能力。采用预应力筋，大幅提升了塔筒的抗弯和抗裂性能，保证了塔筒的刚度和稳定性。塔筒可根据需求自下而上灵活设计，上部塔筒段可不填充夹层混凝土，形成外包混凝土
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双波纹钢板空心混凝土组合塔筒。组合塔筒分片预制、分片运输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，其特征在于，沿竖向由若干筒段(1)接合组成，所述筒段(1)沿环向由多个外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元(2)通过预应力弯螺栓(3)连接组成，上下相邻的筒段(1)通过L形法兰盘(4)连接紧固；所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元(2)包括波纹内钢板(5)、波纹外钢板(6)、预应力钢筋(7)、外包混凝土(8)、上端板(10)、下端板(11)，其中，波纹内钢板(5)、波纹外钢板(6)及外包混凝土(8)构成腔体；沿环向，相邻的外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元(2)通过预应力弯螺栓(3)连接为一体，构成一个筒段(1)；在若干筒段(1)的外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒单元(2)的腔体中，填充有夹层混凝土(9)；沿竖向，相邻的筒段(1)通过L形法兰盘(4)及高强度螺栓(12)进行连接，构成组合塔筒。2.根据权利要求1所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，其特征在于，所述波纹内钢板(5)、波纹外钢板(6)沿筒段(1)的筒壁截面中心对称分布且弧度相同，分别设置在距离塔筒内外壁50
±
5mm处，波纹的轴向沿筒段(1)的竖向布置。3.根据权利要求2所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，其特征在于，所述波纹内钢板(5)、波纹外钢板(6)的波形采用正弦波形，波纹采用宽波纹，波峰长度为波谷两倍，波峰长度为100mm～300mm，波折角度为45度～60度，波高和波长的比值为0.1～0.2。4.根据权利要求1所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，其特征在于，所述波纹内钢板(5)、波纹外钢板(6)均焊接有多个栓钉(13)，栓钉(13)沿环向均匀布置，并伸入至外包混凝土(8)；所述波纹内钢板(5)、波纹外钢板(6)沿环向均匀设置有多个预留孔，并通过对拉螺栓(14)进行连接；栓钉(13)与对拉螺栓(14)沿竖向间隔布置。5.根据权利要求1所述外包混凝土
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双波纹钢板混凝土组合塔筒，其特征在于，所述外包混凝土(8)内部设置预应力钢筋孔，沿筒段(1)竖直方向布置预应力钢筋(7)，预应力钢筋(7)锚固于外包混凝土
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，左开元，张树琛，郝宁，马银科，徐龙康，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：