[发明专利]一种钢管桁架式高风塔预应力柔性斜腹杆结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种钢管桁架式高风塔预应力柔性斜腹杆结构及施工方法，结构包括塔柱、横杆、弧形法兰板、斜钢绞线对和张拉牛腿；横杆通过弧形法兰板连接于塔柱上；斜钢绞线对用于形成预应力柔性斜腹杆，斜钢绞线对的下端为锁固端，锁固于弧形法兰板的上部，锚固点采用锁固端挤压式锚具；斜钢绞线对的上端为张拉端，穿过弧形法兰板的下部，且张拉端与弧形法兰板下部的锚固点采用调节端夹片式锚具，调节端夹片式锚具通过螺纹连接有防松螺纹帽；张拉牛腿与塔柱固定连接，并设置于斜钢绞线对上端的延伸线上，用于为斜钢绞线对的张拉提供作业平台。与现有技术相比，本发明用钢量省、抗疲劳优、施工方便、维护简单、适应性强。

技术领域

本发明涉及高耸钢结构技术桁架式风电塔领域，具体涉及一种钢管桁架式高风塔预应力柔性斜腹杆结构及施工方法。

背景技术

风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，是没有公害的能源之一，且它取之不尽，用之不竭。风能利用主要以风力发电为主，即通过风力机捕获风能并将其转换成电能后并网传输供电力需求用户使用。

随着风塔轮毂高度的不断上升，传统单管钢塔结构形式面临挑战，出现了桁架式风塔结构方案。风力发电塔在风荷载和机械运行作用下疲劳效应显著，在结构生命周期内节点将承受千万次往复疲劳荷载，不宜设置多级腹杆增加节点数量，因此很多情况下斜杆跨度较大、长细比较高、受压稳定折减较多。此外，疲劳效应对连接节点的抗疲劳性能也提出了相应的要求。

桁架式风塔斜杆需要解决受压稳定及抗疲劳问题，使斜杆材料强度得以充分发挥，提高材料利用率，降低材料用量。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种钢管桁架式高风塔预应力柔性斜腹杆结构及施工方法。大跨度预应力斜腹杆始终受拉，不存在受压稳定的问题，且强度较高，用钢量省；钢绞线两端分别采用挤压式锚具与夹片式锚具，相比于螺栓，抗疲劳优；采用液压千斤顶、工具式顶梁、张拉夹片式锚具施工，施工方便、维护简单。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种钢管桁架式高风塔预应力柔性斜腹杆结构，包括塔柱、横杆、弧形法兰板、斜钢绞线对和张拉牛腿；

所述的横杆通过弧形法兰板连接于塔柱上；

所述的斜钢绞线对用于形成预应力柔性斜腹杆，斜钢绞线对的下端为锁固端，锁固于弧形法兰板的上部，锚固点采用锁固端挤压式锚具；斜钢绞线对的上端为张拉端，穿过弧形法兰板的下部，且张拉端与弧形法兰板下部的锚固点采用调节端夹片式锚具，所述的调节端夹片式锚具通过螺纹连接有防松螺纹帽；

所述的张拉牛腿与塔柱固定连接，并设置于斜钢绞线对上端的延伸线上，用于为斜钢绞线对的张拉提供作业平台。

优选地，所述的斜钢绞线对由两根并列的钢绞线构成，并列的钢绞线所在的平面与塔柱和横杆所在的平面垂直。进一步优选斜钢绞线对的两根钢绞线夹着塔柱。两根钢绞线分别产生的塔面外偏心扭矩相互平衡。

优选地，横杆上下两侧的斜钢绞线对分别为上斜钢绞线对和下斜钢绞线对，上斜钢绞线对的下端和下斜钢绞线对的上端连接于同一个弧形法兰板上。

优选地，所述的锁固端挤压式锚具采用市售的挤压式锚具，锁固端挤压式锚具连接于钢绞线下端穿过弧形法兰板的部分上。

优选地，所述调节端夹片式锚具采用市售的夹片式锚具，调节端夹片式锚具穿设于钢绞线的上端穿过弧形法兰板的部分上，且调节端夹片式锚具的锚环与防松螺纹帽通过螺纹连接，张拉完成后防松螺纹帽顶紧调节端夹片式锚具的夹片，用于防止夹片在循环动力荷载下松脱。

优选地，通过工具式顶梁、张拉夹片式锚具和液压千斤顶配合张拉牛腿实现斜钢绞线对的张拉，