[发明专利]一种风力发电机组预制干式装配混凝土-钢混合塔架

说明书

本发明公开了一种风力发电机组预制干式装配混凝土‑钢混合塔架，包括上部钢塔架、下部混凝土塔架和预应力筋；所述下部混凝土塔架采用分段、分片工厂预制，现场干式装配的形式，其底端放置于风力发电机组基础的预留安装槽中并进行灌浆连接，其顶端与上部钢塔架相连接，预应力筋采用体内或体外布置方式布置在下部混凝土塔架上。本发明的塔架能够提供较大的承载力、较高的刚度，具有良好的经济性，满足大容量机组、高塔架设计使用要求。下部混凝土塔架在组拼过程中采用干式连接，接触面无需灌浆、座浆或涂覆任何粘结材料，安装过程也不需要每节调平，大大简化了安装工艺，节省了安装时间，提高了生产、施工效率，并有效降低了混凝土塔架的成本。

技术领域

本发明涉及风力发电机塔架的技术领域，尤其是指一种风力发电机组预制干式装配混凝土-钢混合塔架。

背景技术

进入竞价和平价上网时代，降低度电成本LCOE成为当前和未来风电发展的迫切需求和关键因素。作为风机的重要大部件，塔架的竞争力对机组乃至整个项目度电成本的竞争力影响显著。随着风电机组大型化和风电场开发向低风速地区的全面推进，市场对塔架高度、安全性、可靠性、经济性提出了更高的要求。常规的筒形钢塔架由于运输条件和经济性的限值，在大容量机组和超高塔架中的应用面临越来越多的困难。新的塔架形式，如混凝土塔架、格构式钢塔架、分片钢塔架等不断发展，其中，混凝土塔架以良好的结构性能和发展前景广受关注，并在工程中得到一定应用。从已公开的混凝土塔架技术来看，主要采用预制混凝土塔架，也有部分项目采用现浇结构。预制混凝土塔架采用圆柱或圆锥形塔身，沿高度分为多个环形筒节，每个筒节由1个或多个弧形塔筒片组成。相邻两个环形筒节之间，以及相邻弧形塔筒片之间采用灌浆连接。受到构件预制精度限制，直接进行弧形塔筒片拼装或直接进行环形筒节吊装，安装后的精度均不能满足要求。为此，弧形筒片和环形筒节在组拼过程中需要首先进行调平定位，达到精度要求后再进行灌浆连接。整个拼装操作复杂，耗时长，增加了辅材消耗，导致混凝土塔架建造工期延长，占用场地多，成本增加，影响了混凝土塔架的市场推广和工程应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组预制干式装配混凝土-钢混合塔架，充分利用混凝土塔架刚度大、阻尼高、运输约束小的优点和钢塔架安装快、结构轻的优点，通过二者组合获得经济性良好的塔架设计。借助混凝土塔架结构形式的设计创新和预制生产精度的提高，保证了预制构件的高精度和高质量，实现了构件干式装配的要求。装配过程中通过预埋的定位装置进行塔节和塔片安装定位，然后通过螺栓连接，无需在接触面灌浆或涂覆粘结材料，大大简化了安装工艺，节省了安装时间，提高了生产、施工的效率，并有效降低了混凝土塔架的成本。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机组预制干式装配混凝土-钢混合塔架，包括上部钢塔架、下部混凝土塔架和预应力筋；所述下部混凝土塔架由位于顶部的第一预制塔节和位于第一预制塔节下方的多节第二预制塔节依次拼接而成，且两节相邻的预制塔节之间是通过干式连接结构连接，每节第二预制塔节均由多片弧形预制塔片沿环向拼接组成，且两片相邻的弧形预制塔片之间是通过干式连接结构连接，该下部混凝土塔架的底端放置于风力发电机组基础的预留安装槽中并进行灌浆连接，其顶端与上部钢塔架相连接；所述预应力筋有多束，沿下部混凝土塔架的环向均匀分布，每束预应力筋沿下部混凝土塔架通体张拉，其顶端锚固于上部钢塔架的底部法兰上，其底端锚固于基础混凝土中；所述上部钢塔架与下部混凝土塔架通过预应力筋的整体张拉作用连接为整体。

进一步，所述下部混凝土塔架为筒状结构，其筒体外形为等斜率圆锥形、分段变斜率圆锥形或圆柱形。

进一步，所述第一预制塔节为整体不分片混凝土结构，其顶端设有钢垫板，且其顶端的形状与上部钢塔架的底端的形状相匹配，该塔节为转换段，并通过干式连接结构与上部钢塔架相连接，其筒壁上预留有与预应力筋集束相同的孔道，用于贯穿预应力筋。

进一步，所述弧形预制塔片的上、下两个连接端面处均设置有定位预埋件和吊装预埋件，且相邻两节预制塔节之间的竖向拼接缝相互错开。