[实用新型]一种基于波纹钢腹板箱梁的钢管混凝土格构式风电塔架

说明书

本实用新型公开了一种基于波纹钢腹板箱梁的钢管混凝土格构式风电塔架，涉及陆上风力发电技术领域。该体系包括风机、上部钢塔筒、环形钢‑混凝土组合箱梁、格构式塔架、基础。所述的格构式塔架的各肢件下部直接锚入基础，最上部通过环形钢‑混凝土组合箱梁与上部钢塔筒连接。塔架各肢件为预应力钢管约束混凝土柱，采用后张法，保证其只承受压力，充分利用混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能；肢件可根据其长度进行分段，各分段拼接部位均设置抗剪短钢管；各缀件为波纹钢腹板箱梁，按受力需求选择是否灌混凝土，缀件与肢件采用螺栓连接，结构体系全部采用装配化建造方式，可显著提高施工效率、保证施工质量、降低施工措施费用。

技术领域

本实用新型涉及陆上风力发电技术领域。

背景技术

风电能源是一种清洁的可再生能源，目前越来越多国家在大力推进风电领域的发展。风力发电机塔架按照结构形式分类，可以分为格构式塔架和锥筒式塔筒。格构式塔架的主要优点是造价较低、制造简单、运输方便，但其缺点是占地面积大、现场施工周期长、维修安全性较差。锥筒式塔筒由于其外形简洁美观、传力明确、构造简单、占地面积小和方便维修，在当今国际风电市场上，是大中型风力发电机组普遍采用的结构形式。

随着风电的发展，在低风速高塔筒时代，高塔筒、长叶片、大功率的风电塔筒也越来越多的展现在人们的眼前，成为风电领域的标配，相应的轮毂高度也会越来越高，对塔筒的要求也会不断提高。随着塔筒高度的增加，传统钢塔的不足之处就逐渐体现出来：经济性下降；容易发生共振；运输困难等等。因此，为了充分开发利用低风速、超低风速的风能资源，需要结合这两种塔筒形式的优点，研发出性能最佳的陆上新型混合塔筒结构。

发明内容

本实用新型综合提出一种基于波纹钢腹板箱梁的钢管混凝土格构式风电塔架：塔架为格构式，可显著降低作用在塔架上的风荷载，格构式塔架的各肢件通过预应力紧密连接，并使各肢件只承受压力，从而能充分利用混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能。格构式塔架和上部钢塔筒通过环形钢-混凝土组合箱梁进行连接，使结构构造简单、竖向和整体稳定性好，是一种全新的陆上风机塔架形式，除局部节点需要现场灌注少量混凝土外，其余构件均可全部采用装配化建造方式，可显著提高施工效率、保证施工质量、降低施工措施费用。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于波纹钢腹板箱梁的钢管混凝土格构式风电塔架。该结构包括风机、上部钢塔筒、环形钢-混凝土组合箱梁、格构式塔架、基础。所述的格构式塔架的各肢件底部直接锚入基础，并通过环形钢-混凝土组合箱梁与上部钢塔筒相连，并在钢塔筒顶部布置一台风机。

所述的塔架为格构式，其各肢件为预应力钢管约束混凝土柱，采用后张法，并在钢管内部预留张拉预应力筋的孔道，孔道中穿设预应力筋，肢件可根据其长度进行分段，各段之间通过预应力紧密连接，肢件在拼接部位中部设置抗剪钢管进行连接，肢件及抗剪钢管均在工厂预制，拼接接头处局部进行现场灌注混凝土或砂浆。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)塔架为格构式，相比传统钢塔筒和混合塔筒，塔架具有整体刚度大、承载能力高的特点，更适用于高塔筒、高功率风机；塔架受风荷载面积小，可显著降低作用在塔架上的风荷载，从而减少材料用量。

(2)格构式塔架各肢件采用预应力钢管约束混凝土柱，预应力采用后张法，保证各肢件只承受压力，从而能充分利用混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能；塔架各肢件无需额外增加钢筋，减少钢筋用量，并可大大减少现场绑扎钢筋的工作量；拼接外采用抗剪钢管，可极大的提高钢连接部位的抗剪承载力，同时施工做法简单，减少施工周期。

(3)格构式塔架缀件采用波纹钢腹板箱梁，缀件与肢件直接采用螺栓连接，结构体系全部采用装配化建造方式，减少模板使用数量，可显著提高施工效率、保证施工质量、降低施工措施费用。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；