[发明专利]一种多向预应力筒状正交胶合木结构风力发电塔

说明书

本发明涉及一种多向预应力筒状正交胶合木结构风力发电塔，包括混凝土基础、正交胶合木塔筒、环向预应力箍、竖向预应力钢绞线、钢转换节、风机头，正交胶合木塔筒由多个正多边形的正交胶合木塔筒段通过塔筒连接件竖向拼接而成，多个正交胶合木塔筒段的尺寸从上至下依次增加，各个正交胶合木塔筒段的外围设有环向预应力箍，竖向预应力钢绞线贯穿整个塔筒对其施加竖向预应力，钢转换节通过法兰连接与风机头连接。与现有技术相比，本发明在造价接近的情况下可有效提高风力发电塔的抗弯承载力、刚度和阻尼，并在合适的预应力作用下可克服疲劳问题。

技术领域

本发明涉及风力发电塔预应力技术领域，尤其是涉及一种多向预应力筒状正交胶合木结构风力发电塔。

背景技术

作为一种清洁的可再生能源，风能的利用越来越受到重视。现如今大多数风力发电塔为钢结构或钢筋混凝土结构。目前的风力发电塔正在向低风区发展，因此需要建造更高的风电塔。已有的钢筒状风电塔因局部稳定的限制，其筒壁需达到一定的厚度，这就导致其抗弯强度和用钢量的比值减小，抗弯刚度也减小，导致结构效率降低。此外，钢筒塔的阻尼比很小，较难避免塔体与风机的共振。

木材是众所周知的可再生材料，增加木材在土木工程领域的应用，有助于推动可持续发展。正交胶合木是一种至少由三层实木锯材或结构复合板材正交组坯，采用结构胶黏剂压制而成的矩形、直线、平面板材形式的工厂预制工程木产品(简称CLT)。相比传统木构件的力学性能，正交胶合木层板采用正交双向胶合，可有效弥补木材顺纹和横纹受力性能差异大的缺陷，形成良好的平面内抗压和抗剪强度。这种新型工程木产品的出现使得采用木材建造风力发电塔成为可能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种塔筒高度高、刚度强的多向预应力筒状正交胶合木结构风力发电塔。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多向预应力筒状正交胶合木结构风力发电塔，包括混凝土基础、固定在混凝土基础上的正交胶合木塔筒以及设于正交胶合木塔筒顶部的风机头，所述的正交胶合木塔筒由多个正多边形的正交胶合木塔筒段通过塔筒连接件竖向拼接而成，多个正交胶合木塔筒段的尺寸从上至下依次增加，各个正交胶合木塔筒段的外围设有环向预应力箍，所述的正交胶合木塔筒内贯穿设有竖向预应力钢绞线，该竖向预应力钢绞线的底部固定在混凝土基础上，该竖向预应力钢绞线的顶部固定钢转换节，该钢转换节与风机头连接。

优选地，所述的正交胶合木塔筒段为正十二边形或正十六边形，上一层正交胶合木塔筒段的底部截面尺寸、形状与下一层正交胶合木塔筒段的顶部截面的尺寸、形状相同。

优选地，各正交胶合木塔筒段由多个正交胶合木板围合而成，位于上层的正交胶合木板与位于下层的正交胶合木板之间采用胶连接。

优选地，所述的正交胶合木板为梯形结构板，正交胶合木板的两侧截面根据板拼接角度切角，正交胶合木板的顶部截面与底部截面根据正交胶合木塔筒的倾斜角度切平，正交胶合木板的顶部截面上设有上预留孔，正交胶合木板的底部截面上设有下预留孔。

优选地，所述的塔筒连接件包括上钢管、下钢管、钢板，所述的钢板焊接于上钢管与下钢管之间，所述的上钢管插入位于上层的正交胶合木板的下预留孔中，所述的下钢管插入位于下层的正交胶合木板的上预留孔中。

优选地，所述的竖向预应力钢绞线的顶部通过第一锚具锚固于钢转换节的底部，所述的竖向预应力钢绞线的底部通过第二锚具固定在混凝土基础上。

优选地，所述的钢转换节通过连接法兰与风机头连接。

优选地，所述的环向预应力箍的外壁设有用以限制环向预应力箍竖向位移的限位钢钉。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：