專利名稱：一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構及方法
技術領域：
本發明屬于風力發電塔架領域，是一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構。
背景技術：
全球能源緊張和環境氣候問題的嚴峻，促使各國日益重視對風能、太陽能、生物能等可再生能源的開發和利用。風力發電研究起步早、技術成熟，已成為可再生能源利用的重用途徑，尤其在最近幾年，風電裝機容量取得快速增長。我國風能蘊含豐富，其中陸地高度10 m處2.53億千瓦,50 m處可增加一倍；近海高度10 m處7.5億千瓦,50 m處約15億千瓦。截至2010年，我國風力發電達4473萬千瓦，已成為繼水電后最重要的可再生能源。內陸地區的風速通常比沿海地區低很多，為了給中低風速地區的風電場提供更多的發電量，風機供應商有兩種主要選擇:他們既可以選擇安裝具有更大風輪的風機，也可以把沒有改造過的機組安裝在更高的風塔上。高塔的選擇只需增加適度的投資，便可以大幅度的提高功率輸出。例如，在非沿海地區，輪轂高度每增加lm，增產幅度約為1%。更高的風塔還能提供其他優勢，如降低湍流影響、減少疲勞載荷、增加整機壽命、解決運輸限制、減少材料成本變動等。由于鋼塔架材料特性的局限和造價決定了高混凝土塔架的必然，現澆混凝土塔架施工期較長，難以滿足風場快速施工要求，預制混凝土塔架應運而生。由于交通運輸對塔架結構尺寸的限制，塔架由多個預制構件拼接而成；因此，構件之間的接縫成了控制塔架安全運行的關鍵部位。接縫是預制階段施工結構的一個特殊構造，是裝配式鋼筋混凝土結構的最薄弱環節。預制拼接結構的受力性能和工作情況(抗震性能、整體性和穩定性)與拼接接縫處的強度以及連接的可靠度，主要取決于接縫連接的好壞。
發明內容
本發明的目的是提供一種能加快預制構件的拼裝進度，節省時間，施工方法簡單，施工方便的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構。本發明的目的是這樣實現的，一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:它至少包括:風力發電預制鋼筋混凝土塔架構件之間的縱縫和橫縫以及錨固鋼板、高強螺栓、套筒、固定螺栓、固定螺母和防水膠；預制鋼筋混凝土塔架構件水平方向各有向縱縫延伸的錨固鋼板，錨固鋼板與高強螺栓的一端連接為一體；高強螺栓另一端通過螺紋與套筒連接，兩側套筒通過固定螺栓和螺母固定連接；上下預制鋼筋混凝土塔架構件各有向橫縫方向的定位鍵槽和定位鍵，定位鍵槽和定位鍵通過環氧樹脂膠接。所述的縱縫和橫縫處有涂抹的防水膠。所述的預制鋼筋混凝土塔架構件為上邊弧長小，下邊弧長長，三片預制鋼筋混凝土塔架構件合圍成上邊直徑小，下邊直徑大的筒狀體。
所述的橫縫上端的預制鋼筋混凝土塔架構件下端的圓口端與橫縫下端的預制鋼筋混凝土塔架構件上端的圓口端直徑相同。所述的錨固鋼板的長=40cm,寬=IOcm,厚度=4.5mm。所述的高強螺栓采用M24。所述的定位鍵槽底部長30cm,寬20cm,開槽長35cm,寬25cm,槽深4cm ;定位鍵頂部部長29.5cm,寬19.5cm,底部長35cm,寬25cm,鍵高3.8cm。在定位鍵槽上涂抹I 3mm厚的環氧樹脂，筒壁厚度為30cm 50cm。一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構方法，包括:
橫縫接縫的步驟為:
(1)在預制構件中預埋錨固鋼板，與高強螺栓焊接固定；
(2)構件對接前，在外露的高強螺栓上加套筒，并把套筒擰入高強螺栓，以不影響構件拼接為標準；
(3)構件對接時，把兩邊的套筒同時外擰，利用固定螺栓固定；
(4)利用專業設備旋鈕套筒，牽拉兩邊高強螺栓，實現預制構件的收緊。本發明的有益效果是，通過預埋錨固鋼板與高強螺栓連接，通過套筒連接高強螺栓，兩邊套筒連接固定成整體，最后通過旋轉套筒來實現預制構件的收緊。縱縫面不再設置鍵槽或U型鋼筋等設備，減少了模板的設計難度，加快了預制構件的拼裝進度，節省了時間，施工方法簡單，施工方便，施工期不再利用焊接等設備。設置簡單的三個定位鍵，可以保證橫縫的準確對接，還可通過加墊環氧樹脂墊片來調整橫縫的水平度，在接觸面涂抹環氧樹脂可以滿足強度要求，又可節省工期。環氧接縫是在節段間涂抹一層很薄的環氧樹脂，厚度通常為I 3_，使上下兩個圓環段構件粘結在一起。環氧樹脂是一種粘結劑，連接時構件雙方的接合面必須做成密貼的。
下面結合實施例附圖對本發明做進一步說明:
圖1是縱縫和橫縫示意 圖2是縱縫連接形式示意 圖3是橫縫定位鍵平面 圖4是橫縫定位鍵剖面圖。圖中:1.縱縫；2.橫縫；3.錨固鋼板；4.高強螺栓；5.套筒；6.固定螺栓；7.固定螺母；8.防水膠；9.定位鍵槽；10.定位鍵；11.環氧樹脂；12.筒壁。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，它至少包括:風力發電預制鋼筋混凝土塔架構件之間的縱縫I和橫縫2以及錨固鋼板3、高強螺栓4、套筒5、固定螺栓6、固定螺母7和防水膠8 ;預制鋼筋混凝土塔架構件水平方向各有向縱縫I延伸的錨固鋼板3，錨固鋼板3與高強螺栓4的一端連接為一體；高強螺栓4另一端通過螺紋與套筒5連接，兩側套筒5通過固定螺栓6和螺母7固定連接；上下預制鋼筋混凝土塔架構件各有向橫縫2方向的定位鍵槽9和定位鍵10，定位鍵槽9和定位鍵10通過環氧樹脂11膠接。縱縫I和橫縫2處有涂抹的防水膠8。所述的預制鋼筋混凝土塔架構件為上邊弧長小，下邊弧長長，三片預制鋼筋混凝土塔架構件合圍成上邊直徑小，下邊直徑大的筒狀體。所述的橫縫2上端的預制鋼筋混凝土塔架構件下端的圓口端與橫縫2下端的預制鋼筋混凝土塔架構件上端的圓口端直徑相同。如圖2所示，本實施例縱縫的連接結構包括錨固鋼板3、高強螺栓4、套筒5、錨固螺栓6、錨固螺孔7和防水膠8。錨固鋼板3，長40cm，寬10cm，厚度為4.5mm ;高強螺栓4采用M24等級，錨固鋼板3和高強螺栓4的一端預埋在混凝土中，兩者焊接在一起。套筒5與高強螺栓4連接，當構件對接過程中，把兩側的套筒通過固定螺栓6 (M22)和螺母7連接在一起，最后通過旋轉套筒5，來拉緊構件。如圖3和圖4所示，本實施例橫縫定位結構包括定位鍵槽9和定位鍵槽10，定位鍵槽底部長30cm,寬20cm,開槽長35cm,寬25cm,槽深4cm ;定位鍵頂部部長29.5cm,寬19.5cm,底部長35cm，寬25cm，鍵高3.8cm。在定位鍵槽上涂抹I 3mm厚的環氧樹脂11，筒壁12厚度為30cm 50cm。一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構方法，包括:
橫縫接縫的步驟為:
(1)在預制構件中預埋錨固鋼板3，與高強螺栓4焊接固定；
(2)構件對接前，在外露的高強螺栓4上加套筒5，并把套筒擰入高強螺栓4，以不影響構件拼接為標準；
(3)構件對接時，把兩邊的套筒5同時外擰，利用固定螺栓6固定；
(4)利用專業設備旋鈕套筒5，牽拉兩邊高強螺栓4，實現預制構件的收緊。針對縱縫:設計一種可使得瓦片構件能夠緊密連接，并可提供足夠的拉力。包括:錨固鋼板，高強螺栓，高強套筒，固定螺栓，固定螺母和防水膠；錨固鋼板埋設在混凝土構件中，伸入混凝土構件內部的高強螺栓與錨固鋼板焊接，外露部分高強螺栓外部設有套筒，當兩個構件縱縫對接完畢后，利用固定螺栓把兩側套筒固定連接成整體，最后通過旋轉套筒牽拉兩側的螺栓，達到拉緊預制構件的目的。針對橫縫:設計一種可以準確定位的結構形式，利用環氧樹脂來滿足施工期的結構穩定。包括:定位鍵槽，定位鍵，環氧樹脂，環氧樹脂墊片；在下部塔節橫縫接觸面設置定位鍵槽，在上部塔節橫縫接觸面設置定位鍵，定位鍵高度稍小與定位鍵槽深度，鍵槽內部及整個橫縫接觸涂抹環氧樹脂，靠自重保證上、下部塔節的壓緊，由環氧樹脂保證上、下部塔節的有效連接。
權利要求
1.一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:它至少包括:風力發電預制鋼筋混凝土塔架構件之間的縱縫(I)和橫縫(2)以及錨固鋼板(3)、高強螺栓(4)、套筒(5)、固定螺栓(6)、固定螺母(7)和防水膠(8);預制鋼筋混凝土塔架構件水平方向各有向縱縫(I)延伸的錨固鋼板(3)，錨固鋼板(3)與高強螺栓(4)的一端連接為一體；高強螺栓(4)另一端通過螺紋與套筒(5)連接，兩側套筒(5)通過固定螺栓(6)和螺母(7)固定連接；上下預制鋼筋混凝土塔架構件各有向橫縫(2)方向的定位鍵槽(9)和定位鍵(10)，定位鍵槽(9)和定位鍵(10)通過環氧樹脂(11)膠接。
2.根據權利要求1所述的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:所述的縱縫(I)和橫縫(2)處有涂抹的防水膠(8)。
3.根據權利要求1所述的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:所述的預制鋼筋混凝土塔架構件為上邊弧長小，下邊弧長長，三片預制鋼筋混凝土塔架構件合圍成上邊直徑小，下邊直徑大的筒狀體。
4.根據權利要求1所述的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:所述的橫縫(2)上端的預制鋼筋混凝土塔架構件下端的圓口端與橫縫(2)下端的預制鋼筋混凝土塔架構件上端的圓口端直徑相同。
5.根據權利要求1所述的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:所述的錨固鋼板(3)的長=40cm,寬=IOcm,厚度=4.5mm。
6.根據權利要求1所述的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:所述的高強螺栓(4)采用M24。
7.根據權利要求1所述的一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構，其特征是:所述的定位鍵槽(9)底部長30cm,寬20cm,開槽長35cm,寬25cm,槽深4cm ;定位鍵頂部部長29.5cm,寬19.5cm,底部長35cm,寬25cm,鍵高3.8cm ;在定位鍵槽上涂抹I 3mm厚的環氧樹脂(11)，筒壁(12)厚度為30cm 50cm。
8.一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構方法，包括:橫縫接縫的步驟為: (1)在預制構件中預埋錨固鋼板，與高強螺栓焊接固定； (2)構件對接前，在外露的高強螺栓上加套筒，并把套筒擰入高強螺栓，以不影響構件拼接為標準； (3)構件對接時，把兩邊的套筒同時外擰，利用固定螺栓固定； (4)利用專業設備旋鈕套筒，牽拉兩邊高強螺栓，實現預制構件的收緊。
全文摘要
本發明涉及一種新型的風力發電預制混凝土塔架構件接縫結構及方法，其特征是它至少包括風力發電預制鋼筋混凝土塔架構件之間的縱縫(1)和橫縫(2)以及錨固鋼板(3)、高強螺栓(4)、套筒(5)、固定螺栓(6)、固定螺母(7)和防水膠(8)；預制鋼筋混凝土塔架構件水平方向各有向縱縫(1)延伸的錨固鋼板(3)，錨固鋼板(3)與高強螺栓(4)的一端連接為一體；高強螺栓(4)另一端通過螺紋與套筒(5)連接，兩側套筒(5)通過固定螺栓(6)和螺母(7)固定連接；上下預制鋼筋混凝土塔架構件各有向橫縫(2)方向的定位鍵槽(9)和定位鍵(10)，定位鍵槽(9)和定位鍵(10)通過環氧樹脂(11)膠接。該結構能加快預制構件的拼裝進度，節省時間，施工方法簡單，施工方便。
文檔編號F03D11/04GK103195668SQ20131011254
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者楊靜安, 羅林, 楊鑫平, 張鵬飛 申請人:中國水電顧問集團西北勘測設計研究院