[发明专利]一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔

说明书

本发明公开了一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，包括顶部钢塔筒、反向自平衡过渡段钢混过渡段、免灌浆干式快速拼接分片预制装配式混凝土塔筒和齿轮加强型风机基础；所述钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒和中空风机基础由上至下通过预应力钢绞线系统进行整体连接以提高塔架整体抗弯能力；所述预应力钢绞线上端锚固于钢混过渡段，下端锚固于风机基础牛腿底面；混凝土塔筒由若干圆台形预制混凝土塔筒分段竖向免灌浆干式拼接而成，竖向拼接通过定位销精准定位安装位置，预制混凝土塔筒分段由若干片圆弧形预制混凝土管片环向免灌浆干式拼接而成，各管片之间通过预应力螺栓拼接成整体后上下错缝安装以增强抗剪性能。

技术领域

本发明属于陆上风力发电技术领域，具体涉及一种上部是常规钢制塔筒、下部是一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混凝土塔筒。

背景技术

补贴逐步退坡实现平价上网是风电行业发展的必然趋势，如何降低度电成本提升发电量是摆在风电从业者面前的一个现实问题，行业内提升发电量的手段通常有增加机组容量、增大叶轮直径和增高轮毂高度三种，且三种技术手段通常会组合使用以达到发电量的最大化提升。未来陆上风电市场将逐步由传统风资源丰富地区向低风速区发展，风电机组向大单机容量与大叶轮直径发展，目前国内 140m轮毂高度的塔架已经进入规模化的商业应用阶段，未来还将向更高的轮毂高度发展。

目前高塔筒市场绝大多数采用钢制圆锥形塔筒，但随着塔筒轮毂高度的增加，其整体刚度下降会诱发风电机组的不良振动特性，且存在频率穿越以及涡激振动的问题，对机组的控制策略要求极高，从而限制高塔筒风电机组的发展。由于混凝土具有刚度大和可塑性强的特点，抬高轮毂高度的第二条技术路线是引入混凝土介质，下部采用混凝土塔筒，上部采用常规钢制塔筒，可综合利用混凝土塔筒的刚度优势和钢塔筒的快速施工优势，权衡塔筒的安全性、成本和施工周期。目前国内现有的钢混组合式塔筒(以下简称“混塔”)分片之间均通过预制时在拼接面设置外露钢筋、现场通过插筋灌浆的方式(也即“湿连接”)进行拼接，需要待灌浆料达到设计强度后才能进行整环吊装，施工效率低下，难以满足大规模的推广应用。此外，现有混塔方案存在以下几个方面的问题：(1)移动预制工厂粗放型预制养护质量难以保证，(2)整环或C片预制运输受限、大部件运输成本昂贵，(3)预制构件平整度差、调平工序繁琐，灌浆连接养护时间长导致的工期不可控。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种工厂化集约式预制生产、远距离辐射运输、免灌浆干式即拼即吊快速施工安装、全结构一体化设计和批量流程化建造、结构精致、承载能力强的分片预制装配式混塔。为此，本发明采用以下技术方案：

一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，包括顶部钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒、底部中空风机基础和预应力钢绞线系统，所述钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒和中空风机基础由上至下通过预应力钢绞线系统进行整体连接以提高塔架整体抗弯能力，预制混凝土塔筒分段由若干片圆弧形预制混凝土管片环向拼接而成；其特征在于：

所述预应力钢绞线通过上端锚固于钢混过渡段的向中心悬挑出的锚固法兰板，下端锚固于风机基础牛腿底面，而使预应力钢绞线不经过混凝土塔筒内部；

所述混塔通过采用体外预应力钢绞线，圆弧形预制混凝土管片内部不设置钢绞线穿管，竖向和水平向端面不设置连接钢筋，而为四面光面的实心管片，使管片上端面的平整度不大于2mm，管片竖向端面的平整度差不大于2mm，实现免灌浆干式拼接的高精度要求及对下述结构胶厚度的有效控制；

所述圆弧形预制混凝土管片之间环向不设置钢筋连接，而通过免灌浆干式拼接而成，并用水平环向布置的预应力弯螺栓连接；

所述混凝土塔筒分段之间采用速凝结构胶进行免灌浆拼接，所述结构胶的最大厚度处不超过3mm，所述速凝结构胶固化时间在1小时以内，7天强度可到 C80以上；所述混凝土管片竖缝之间也可采用与混凝土塔筒分段水平缝之间相同的结构胶；

所述管片的竖向端面之间采用薄的结构胶进行免灌浆拼接，结构胶的最大厚度处不超过3mm；