[发明专利]塔形结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种管状塔形结构，该塔形结构具有一个环形横断面，由多个相同形状的结构部分组合而成。

背景技术

例如都知道，用于风能设备或电信设备的塔形结构都是用钢制部件制成的，其中这些塔形结构的外壁是用弧形钢板做成的，然后将许多部分管彼此套置起来，借以形成整体的塔形结构。各个部分管然后利用法兰而彼此连接起来。此外也已知的是，这种塔形结构可用钢筋混凝土在现场配以滑升或滑移模板加以制造，或者用钢筋混凝土元件加以制造，其中在浇灌混凝土之前必须及时将铠装安置好。这种铠装在制造上是费时和费钱的。此外，即使是准确测量过的铠装也不能防止由于挤压而产出的裂纹，而只能控制裂纹的数量和裂纹宽度。

发明内容

本发明的任务是提出这样一种塔形结构，这种塔形结构可以减少塔形结构上因热作用所造成的挤压，从而减小形成裂纹的倾向，以及可使用纤维混凝土。此外，所提出的支承结构可用简单的、便于运输的和尽可能同类的结构部件组成，这些部件都可大批量制造。

上述任务是通过独立权利要求中所述特征加以解决的。本发明的各项有利的发展是各项从属权利要求的主题。

发明人认为，可以用纤维混凝土预制件制造出具有环形横截面的塔形结构。为此，整个塔形结构被分成为若干个部分管，这些部分管本身也是由多个扇形管段组成的，这些扇形管段则是用混凝土最好是纤维混凝土预制成的。在生产厂或在工地上将各个扇形管段拼合成一个整体的环。相同的部分管的扇形管段之间的接缝具有一定的围绕接缝轴线的扭转能力。为了让这一部分管的结构获得稳定性，须沿着切线方向安置永久性的夹紧装置，这些夹紧装置将各个扇形管段保持在一起而成为一个部分管。将多个部分管叠置起来，便可构成整个塔形结构。各个部分管之间的接缝再用接缝填充材料加以填充，然后通过垂直的夹紧装置将这些部分管夹合起来。借助这种构成形式，沿着圆周因热作用所产生的挤压便可忽略并且因而对于铠装不起决定性作用。

有利之处是，将一个环形横断面的垂直接缝置于其下方的一个环形横断面的垂直接缝的延长部之中。环形夹紧装置可以布置在外面，也可以布置在内面，可结合或不用结合。垂直接缝或所谓的铰接接缝使得在两个相邻的扇形管段之间围绕接缝的轴线产生一种相对无挤压的扭转。与此同时，铰接接缝可确保在两个相邻的扇形管段之间实现推力和法向力的传递。在水平截面中的铰接作用通过接缝填充材料要么经过相邻的扇形管段之间的平面的接触面；通过模制件例如通过横向力心轴或通过一个插入的旋转轴；通过匹配精确的造型；通过部分地匹配精确的造型；或者通过所采取的这些措施的一种组合实现。

接缝区域中的扇形管段的闭合因此也可以用单独制造的模制件来加以实现。这些模制件可用与扇形管段相同的材料制成，或者用一种与扇形管段不同的最好有抵抗能力的材料(如超高压碳UHPC)制成。这些模制件可预先布置到模板中，或者事后利用粘接剂或灰浆布置到扇形管段的端面上。这样，在一种平面的接缝的情况下，垂直截面中的推力传递可通过接缝填充材料、通过横向力芯子、通过配合精确的或部分地配合精确的造型或者上述措施的组合得到确保。作为接缝填充材料可优选使用粘接剂、灰浆或薄膜。特别是，也可以在接缝横截面上有变化地选择接缝填充材料的性质。也可采用不同的接缝填充材料。在接缝的横截面的局部表面上也可以放弃接缝填充材料。

水平接缝可以相似于垂直接缝或铰接接缝予以成形。

通过这种结构，塔形结构由于在边界上铰接地形成的接缝、特别是垂直接缝，在横截面上基本上是静态地确定的，而不会影响到整个塔形结构的承载性能特别是强度、变形和稳定性。此外，在采用纤维混凝土的情况下的有利的是，可以省去为每个塔形区段单独制作的钢铠装的费事的制造及费事的装配。这种结构与常规的用混凝土所制造的塔形结构相比，其形成裂纹的倾向要小得多，而且由于采用了相对小的和成批预制的部件而能以大的精确性加以制造。

依据上述基本构思，本发明人提出一种具有环形横断面的塔形结构，该塔形结构包括一个或多个同心地叠置的部分管，其中至少一个部分管是由至少三个扇形管段构成；此外，至少一个部分管的扇形管段通过夹紧装置(下面称为扇形段夹紧装置)彼此预紧，所述部分管具有至少沿轴向作用的且沿至少一个水平接缝分布的夹紧装置(下面称为部分管夹紧装置)。各扇形管段和由这些扇形管段组合而成的部分管在其接合边缘上形成具有空隙的接缝，这些接合边缘至少部分地是如此形成的，使得它们能够直接地或者利用一个辅助的模制件实现一种形锁合的连接，这种连接沿至少一个方向发生作用，从而使得接缝的空隙至少部分地可用一种接缝填充材料加以填充。