[发明专利]一种混合塔筒连接结构

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及钢结构与混凝土结构组成的混合型塔筒结构。

背景技术

风能发电的开发利用越来越趋向低风速地区，利用混凝土结构和钢结构组成的混合型塔来提升发电机组距地面的高度，以获得更高风速来进行发电是常用的手段。

混凝土塔筒和钢制塔筒之间的连接方式通常有：螺栓连接方式、预应力锚具直连式和简单嵌入式。其中螺栓连接方式是在混凝土塔筒的顶端塔段中预埋入螺栓，然后通过螺栓与钢制塔筒的底法兰相连接。该种连接方式中，在风力发电机运行的过程中螺栓将塔筒传来的拉应力和弯矩等通过埋入混凝土中的螺栓表面传递给混凝土，使得混凝土塔筒在与螺栓结合的部位受幅值较高的拉力和剪力，使得承压为主的混凝土结构容易破坏。

预应力锚具直连式是在混凝土塔筒顶面灌浆摸平或塔筒顶面灌浆后覆盖一钢板调平后，安装钢制塔筒，通过预应力锚具直接将钢制塔筒和混凝土塔筒连接在一起。该种连接方式中，预应力锚具和钢索一方面要给混凝土提供预应力，以保证混凝土结构的安全；一方面要固定钢制塔筒和混凝土塔筒，以保证钢制塔筒能可靠地安装在混凝土塔筒顶部。这种连接方式虽然简单但是对预应力锚具和钢索要求很高，如果钢索预应力施加不够准确或后期松弛使预应力降低将引起与其相连的钢制塔筒法兰的张开以及法兰角点压溃等一系列连锁失效，此外钢制塔筒法兰上穿预应力钢索的孔比较大对法兰刚度削减明显。

简单嵌入式是将一定长度的钢制塔筒预埋在混凝土塔筒中，混凝土塔筒通过内部特定的钢筋布筋和混凝土，将混凝土塔筒和钢制塔筒进行固定连接。该种连接方式的缺点是混凝土和钢制塔筒的连接强度难以准确保证，往往是靠增大混凝土的体积和内部布筋数量来进行保守设计，此外钢制塔筒露出混凝土的截面位置，由于钢制塔筒段较混凝土刚度降低较大，使得混凝土结构受力不均匀。因此，需要提供一种可靠的混合塔筒连接结构。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的问题，提供了一种可靠的混合塔筒连接结构。

本发明的技术方案如下：

一种混合塔筒连接结构，位于混凝土塔筒和钢制塔筒之间，包括钢制结构和混凝土结构；所述钢制结构的顶法兰与钢制塔筒的底法兰通过高强螺栓连接；钢制结构内壁通过焊接设置有锚固平台，锚固平台为径向安装的环形钢板，用于安装锚具并承受由预应力钢索传递来的压紧力；锚固平台对应于混凝土结构的预应力钢索孔的位置开有通孔用于预应力钢索通过；所述混凝土结构的一端浇筑到钢制结构的锚固平台为止，混凝土结构的另一端面能与下面的混凝土塔筒对接；所述混凝土结构的内部沿轴向，在钢制结构的筒壁内侧设置有内主筋，在钢制结构的筒壁外侧布置外主筋；所述混凝土结构沿轴向开有多个用于安装预应力钢索的预应力钢索孔，预应力钢索孔与安装预应力钢索无粘接连接；预应力钢索穿过混凝土结构的预应力钢索孔和锚固平台上的通孔与锚具连接，压实在钢制结构的锚固平台上。

所述钢制结构的锚固平台上布置有加强肋板。

所述钢制结构的筒体内壁有环形加强肋板一和环形加强肋板二，通过一周均布的径向肋板与钢制结构的筒体相连；锚固平台下方的钢制结构的筒体以及环形加强肋板一、环形加强肋板二被浇筑在混凝土结构中。

混凝土结构的内主筋位于钢制结构的筒壁和环形加强肋板一以及环形加强肋板二之间。

混凝土结构通过定位销一和定位销二插入混凝土塔筒顶端的销孔内实现两者的对接定位。

内主筋和外主筋之间通过一个或多个副筋进行径向连接。

锚具和锚固平台之间在安装时放置压力传感器，用以实时监测锚具和锚固平台之间的压力。

一种上述混合塔段连接结构的安装方式，依次包括如下步骤：

步骤1.混凝土塔筒安装完毕后吊装所述混合塔段连接结构，将该连接塔段的定位销一和定位销二插入混凝土塔筒顶端的销孔内，使混凝土塔筒的预应力钢索孔和所述混合塔筒连接结构的预应力钢索孔一一准确对齐；

步骤2.测量所述混合塔筒连接结构的钢制结构的顶法兰的水平度，如果符合安装要求则穿设预应力钢索并安装锚具进行拉紧和锚固；如果不符合设计要求，则在该连接塔段和混凝土塔筒的结合面处进行灌浆调平使得钢制结构的顶法兰的水平度符合安装要求，待灌浆层达到要求强度后再穿设预应力钢索并安装锚具进行拉紧和锚固；

步骤3.安装锚具时在锚固平台和锚具之间安放好压力传感器，然后对每个预应力钢索施加预紧力到设计值后进行锚固锁紧；至此混凝土塔筒和所述的混合塔筒连接结构安装完毕；