本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔及其施工方法。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的增多，一些風(fēng)資源較好的風(fēng)場(chǎng)已經(jīng)被開發(fā)完畢，為了更好的利用較高處的風(fēng)資源，風(fēng)力發(fā)電塔必須向高塔方面發(fā)展。理論研究證明，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電塔高度超過100米以上時(shí)，構(gòu)架式塔架的優(yōu)越性突顯，可以大幅度節(jié)約結(jié)構(gòu)造價(jià)。然而，由于風(fēng)力發(fā)電塔結(jié)構(gòu)存在疲勞問題，對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)，疲勞允許應(yīng)力幅較低，若滿足疲勞允許應(yīng)力幅，結(jié)構(gòu)材料消耗必然增大。因此，為提高材料的利用率，可以設(shè)計(jì)一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔來解決上述問題，該全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔對(duì)塔柱及斜桿施加預(yù)拉力，使得塔柱及其橫斜桿在疲勞荷載作用下受壓，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以不用計(jì)算疲勞，且節(jié)約造價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔及其施工方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔，該全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔由格構(gòu)式塔架、混凝土過渡段以及鋼結(jié)構(gòu)塔筒組成。

其中，所述格構(gòu)式塔架包括基礎(chǔ)、塔柱、栓釘、鋼絞線、斜桿、橫桿和橫膈，所述鋼絞線從所述塔柱內(nèi)側(cè)底部貫穿至所述塔柱內(nèi)側(cè)頂部，所述塔柱端部焊有所述栓釘，所述塔柱底部還設(shè)置有拉索，所述塔柱底部與所述拉索和所述鋼絞線下端共同錨固于所述塔柱底部的所述基礎(chǔ)內(nèi)，所述塔柱頂部的所述混凝土過渡段張拉所述塔柱內(nèi)的所述鋼絞線，所述橫膈采用十字交叉型布置兩根所述鋼絞線，通過對(duì)所述鋼絞線張拉來實(shí)現(xiàn)所述斜桿和所述橫桿受壓，從而控制工作荷載下所述斜桿和所述橫桿的拉應(yīng)力幅。

其中，所述混凝土過渡段位于所述格構(gòu)式塔架頂部，其主要用于連接底部的所述格構(gòu)式塔架和頂部的所述鋼結(jié)構(gòu)塔筒，所述混凝土過渡段內(nèi)設(shè)置有過渡段鋼絞線，所述混凝土過渡段采用水平雙向的所述過渡段鋼絞線進(jìn)行張拉，使得所述混凝土過渡段橫向處于受壓狀態(tài)，所述混凝土過渡段中間還開有人孔。

其中，所述鋼結(jié)構(gòu)塔筒底部柱腳通過預(yù)應(yīng)力錨栓錨固于所述混凝土過渡段內(nèi)，所述混凝土過渡段在豎向也處于受壓狀態(tài)。

一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的施工方法，其步驟如下：

（1）施工基礎(chǔ)，在所述基礎(chǔ)的柱腳底部預(yù)埋拉索錨固段，對(duì)所述拉索一端進(jìn)行錨固；

（2）安裝第一節(jié)塔柱，將所述鋼絞線穿過所述第一節(jié)塔柱連接柱腳法蘭螺栓，然后安裝所述第一節(jié)塔柱的橫斜桿、橫膈，最后對(duì)所述橫膈進(jìn)行張拉；

（3）安裝第二節(jié)塔筒，將所述鋼絞線穿過第二節(jié)塔柱連接所述第二節(jié)塔柱的法蘭螺栓，然后安裝所述第二節(jié)塔柱的橫斜桿、橫膈，最后再對(duì)所述橫膈進(jìn)行張拉；以此類推，直到所有的格構(gòu)段安裝完畢；

（4）在塔架頂部穿所述鋼絞線、預(yù)埋預(yù)應(yīng)力錨栓、綁扎鋼筋、支模，澆筑混凝土；

（5）待混凝土養(yǎng)護(hù)完畢后，張拉柱腳上的所述鋼絞線，安裝第一節(jié)塔筒，然后張拉柱腳錨栓；

（6）安裝第二節(jié)塔筒，將所述第二節(jié)塔筒與所述第一節(jié)塔筒連接，以此類推，完成塔筒安裝。

上述的全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的有益效果在于：該全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的所有桿件在工作荷載下全部受壓，消除了疲勞問題（極限荷載下可能受拉），而且還具有施工方便、結(jié)構(gòu)受力合理可行、節(jié)約材料的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的混凝土過渡段的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的人孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

1、塔柱；2、鋼絞線；3、斜桿；4、橫桿；5、橫膈；6、混凝土過渡段；7、鋼結(jié)構(gòu)塔筒；8、預(yù)應(yīng)力錨栓；9、基礎(chǔ)；10、栓釘；11、過渡段鋼絞線；12、人孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1-圖3所示，一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔，該全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔由格構(gòu)式塔架、混凝土過渡段6以及鋼結(jié)構(gòu)塔筒7組成。

在本實(shí)施例中，所述格構(gòu)式塔架包括基礎(chǔ)9、塔柱1、栓釘10、鋼絞線2、斜桿3、橫桿4和橫膈5，所述鋼絞線2從所述塔柱1內(nèi)側(cè)底部貫穿至所述塔柱1內(nèi)側(cè)頂部，所述塔柱1端部焊有所述栓釘10，所述栓釘10用于加強(qiáng)所述塔柱1與所述混凝土過渡段6之間的粘結(jié)，所述塔柱1底部還設(shè)置有拉索，所述塔柱1底部與所述拉索和所述鋼絞線2下端共同錨固于所述塔柱1底部的所述基礎(chǔ)9內(nèi)，所述塔柱1頂部的所述混凝土過渡段6張拉所述塔柱1內(nèi)的所述鋼絞線2，所述橫膈5采用十字交叉型布置兩根所述鋼絞線2，通過對(duì)所述鋼絞線2張拉來實(shí)現(xiàn)所述斜桿3和所述橫桿4受壓，從而控制工作荷載下所述斜桿3和所述橫桿4的拉應(yīng)力幅。

在本實(shí)施例中，所述混凝土過渡段6位于所述格構(gòu)式塔架頂部，其主要用于連接底部的所述格構(gòu)式塔架和頂部的所述鋼結(jié)構(gòu)塔筒7，所述混凝土過渡段6內(nèi)設(shè)置有過渡段鋼絞線11，所述混凝土過渡段6采用水平雙向的所述過渡段鋼絞線11進(jìn)行張拉，使得所述混凝土過渡段6橫向處于受壓狀態(tài)，所述混凝土過渡段6中間還開有人孔12，方便操作人員上下。

在本實(shí)施例中，所述鋼結(jié)構(gòu)塔筒7底部柱腳通過預(yù)應(yīng)力錨栓8錨固于所述混凝土過渡段6內(nèi)，所述混凝土過渡段6在豎向也處于受壓狀態(tài)。

一種全向預(yù)應(yīng)力抗疲勞組合鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)塔的施工方法，其步驟如下：

（1）施工基礎(chǔ)9，在所述基礎(chǔ)9的柱腳底部預(yù)埋拉索錨固段，對(duì)所述拉索一端進(jìn)行錨固；

（2）安裝第一節(jié)塔柱，將所述鋼絞線2穿過所述第一節(jié)塔柱連接柱腳法蘭螺栓，然后安裝所述第一節(jié)塔柱的橫斜桿、橫膈，最后對(duì)所述橫膈進(jìn)行張拉；

（3）安裝第二節(jié)塔筒，將所述鋼絞線2穿過第二節(jié)塔柱連接所述第二節(jié)塔柱的法蘭螺栓，然后安裝所述第二節(jié)塔柱的橫斜桿、橫膈，最后再對(duì)所述橫膈進(jìn)行張拉；以此類推，直到所有的格構(gòu)段安裝完畢；

（4）在塔架頂部穿所述鋼絞線2、預(yù)埋預(yù)應(yīng)力錨栓8、綁扎鋼筋、支模，澆筑混凝土；

（5）待混凝土養(yǎng)護(hù)完畢后，張拉柱腳上的所述鋼絞線2，安裝第一節(jié)塔筒，然后張拉柱腳錨栓；

（6）安裝第二節(jié)塔筒，將所述第二節(jié)塔筒與所述第一節(jié)塔筒連接，以此類推，完成塔筒安裝。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其效物界定。