鋼結構混凝土塔筒連接節點、風機塔筒及施工方法
【專利摘要】本發明涉及塔筒連接技術領域，特別涉及一種鋼結構混凝土塔筒連接節點、風機塔筒及施工方法。上下層筒體分別與上下筒體法蘭連接，上下筒體法蘭在塔筒內側的位置通過連接固定件連接，在上下筒體法蘭上預留澆注孔，并設置貫穿上下筒體法蘭并伸入上下層筒體夾層內的貫穿件，在澆筑混凝土后，使上層筒體、貫穿件和下層筒體通過混凝土粘接在一起。本發明增加了筒體與混凝土的粘接面積及連接強度，提高了抗剪能力和連接可靠性，改善了上下筒體連接螺栓以及筒體與法蘭焊縫間的受力情況，且安裝方便，施工難度較低。
【專利說明】
鋼結構混凝土塔筒連接節點、風機塔筒及施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及塔筒連接技術領域，特別涉及一種鋼結構混凝土塔筒連接節點、風機塔筒及施工方法。
【背景技術】
[0002]塔筒結構常用做大承載的高聳立桿式結構的支撐體，如風機結構等。目前的塔筒結構一般內、外兩層鋼殼以及兩層鋼殼之間灌注的混凝土層組成，可以根據需要設置為兩段以上，且相鄰兩段之間通常通過法蘭固定連接。
[0003]目前的塔筒普遍采用傳統鋼制塔筒或者預應力混凝土塔筒與鋼制塔筒的組合。傳統鋼制塔筒的重量大，運輸困難，更重要的是塔筒與法蘭處的焊縫受力大、連接螺栓受力大且受剪能力較差;而預應力混凝土塔筒與鋼制塔筒的組合結構，施工困難且預應力結構復雜O
[0004]例如專利CN2013204054675公開了一種鋼殼混凝土塔筒，該申請中，上下兩段塔筒之間通過法蘭和內外兩層螺栓連接，且內層螺栓設置在內層鋼殼的內側，外層螺栓設置在內外鋼殼之間，安裝困難，連接強度一般。
[0005]而在專利CN2014201427230中公開了一種風電塔架，在每段塔筒內側沿縱向均設有若干預應力鋼筋，且預應力鋼筋張拉后上端錨固在該段塔筒的上端面內側，下端與基礎環錨固連接。這種方式中，預應力鋼筋過長，導致施工難度大，安裝困難。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種鋼結構混凝土塔筒連接節點，以解決現有技術中的塔筒連接處抗剪能力差、安裝難度大的問題。
[0007]本發明的第二目的在于提供一種風機塔筒。
[0008]本發明的第三目的在于提供一種風機塔筒的施工方法。
[0009]本發明提供的鋼結構混凝土塔筒連接節點，用于連接上層筒體和下層筒體，包括:
[0010]上筒體法蘭，用于與所述上層筒體連接;并在所述上筒體法蘭對應于所述上層筒體的內鋼殼內側的位置設置上法蘭連接部，在所述上筒體法蘭對應于所述上層筒體的內鋼殼與外鋼殼之間的位置設置上法蘭澆注孔；
[0011 ]下筒體法蘭，用于與所述下層筒體連接;并在所述下筒體法蘭上設置與所述上法蘭連接部相對應的下法蘭連接部，以及與所述上法蘭澆注孔相對應的下法蘭澆注孔；
[0012]內層連接件，用于連接所述上筒體法蘭和所述下筒體法蘭；
[0013]貫穿件，穿過所述上法蘭澆注孔和所述下法蘭澆注孔，且兩端分別延伸至所述上層筒體與所述下層筒體內。
[0014]進一步的，所述上筒體法蘭上設置有法蘭加強筋和/或所述下筒體法蘭設置有法蘭加強筋。
[0015]進一步的，所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點還包括至少一個環形筋；所述貫穿件的上端和/或下端穿過所述環形筋，且所述貫穿件與所述環形筋固定連接。
[0016]進一步的，所述環形筋的內緣和外緣分別用于與所述上層筒體和所述下層筒體的內鋼殼外壁及外鋼殼內壁連接。
[0017]進一步的，所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點還包括環形筋加強筋，與所述環形筋連接，用于增強所述環形筋與所述上層筒體或所述下層筒體之間的連接強度。
[0018]進一步的，所述環形筋上設置有多個通孔或缺口，用于混凝土通過。
[0019]進一步的，所述上筒體法蘭與所述下筒體法蘭之間設置密封圈。
[0020]進一步的，所述密封圈至少為兩個，分別設置在所述下法蘭澆注孔的內外兩側。[0021 ]進一步的，所述貫穿件為鋼筋。
[0022]進一步的，所述貫穿件位于所述上層筒體內的部分或位于所述下層筒體內的部分的長度均不小于1.3m。
[0023]本發明提供的風機塔筒，包括多段筒體，以及所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點；
[0024]相鄰兩段所述筒體間通過所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點固定連接，且在所述筒體的內鋼殼和外鋼殼之間填充混凝土。
[0025]本發明提供的所述的風機塔筒的施工方法，包括以下步驟:
[0026]架設下層筒體的內鋼殼，并在所述內鋼殼外固接至少一圈環形筋；
[0027]布置貫穿件，使其貫穿所述環形筋并與之固接；
[0028]安裝下筒體法蘭、上筒體法蘭以及下層筒體的外鋼殼；
[0029]從預留的法蘭澆筑孔處向塔筒內澆筑混凝土，至接近所述下層筒體高度方向的2/3處或者接近所述貫穿件底端位置時停止；
[0030]安裝上層筒體，并從所述上層筒體的澆注孔繼續澆筑混凝土，使下層筒體、連接節點及上層筒體通過混凝土粘結為一體。
[0031]本發明的有益效果為:
[0032]該鋼結構混凝土塔筒連接節點以及使用該鋼結構混凝土塔筒連接節點的風機塔筒的抗剪能力強，連接可靠性高，改善了上下筒體連接螺栓以及筒體與法蘭焊縫間的受力情況，且安裝方便，施工難度較低。
【附圖說明】
[0033]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0034]圖1是本發明實施例的鋼結構混凝土塔筒連接節點與塔筒連接時的結構示意圖；
[0035]圖2是圖1中圈定區域的放大示意圖；
[0036]圖3是本發明實施例的鋼結構混凝土塔筒連接節點與下層塔筒連接時的剖面示意圖；
[0037]圖4是圖3中圈定區域的放大示意圖；
[0038]圖中:
[0039]1-下層筒體；
[0040]101-下層內鋼殼；102-下層外鋼殼；
[0041 ] 2-上層筒體；
[0042]201-上層內鋼殼；202-上層外鋼殼；
[0043]3-連接節點；
[0044]301-上筒體法蘭；302_下筒體法蘭；
[0045]303-內層螺栓；304-貫穿鋼筋；
[0046]305-澆注孔；306-環形筋；
[0047]307-上法蘭加強筋；308-下法蘭加強筋；
[0048]309-0形密封圈。
【具體實施方式】
[0049]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0050]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0051]下面以本申請所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點在風機塔筒中的具體應用，來對該連接節點、使用該連接節點的風機塔筒以及該風機塔筒的施工方法做具體的說明。
[0052]如圖1?圖4所示，下層筒體I包括下層內鋼殼101和下層外鋼殼102兩部分，上層筒體2包括上層內鋼殼201和上層外鋼殼202兩部分。
[0053]連接節點3主要包括以下部分:
[0054]上筒體法蘭301，用于與上層筒體2連接；并在上筒體法蘭301對應于上層內鋼殼201內側的位置設置上法蘭螺栓孔，在上筒體法蘭301對應于上層內鋼殼201與上層外鋼殼202之間的位置設置澆注孔305 ；
[0055]下筒體法蘭302，用于與下層筒體I連接;并在下筒體法蘭302上設置與上法蘭螺栓孔相對應的下法蘭螺栓孔，以及與上筒體法蘭301上的澆注孔305相對應的澆注孔；
[0056]內層螺栓303，從下層內鋼殼101與上層內鋼殼201的內側連接上筒體法蘭301和下筒體法蘭302;
[0057]貫穿鋼筋304，穿過上筒體法蘭301和下筒體法蘭302的澆注孔305，上下兩端分別延伸至上層筒體2與下層筒體I的夾層空間內。貫穿鋼筋304能夠增強塔筒結構的剛性，同時可以增加塔筒鋼結構與混凝土之間的粘結強度。
[0058]內層螺栓303可以參照現有技術中的方式，設置為緊密排列的一圈。澆注孔305也可以沿周向設置為均布的多個，每個澆注孔305中穿過I?2根貫穿鋼筋304，并使貫穿鋼筋304也呈周向均勻的方式布置。
[0059]在本實施例的其他方案中，上筒體法蘭301和下筒體法蘭302的內緣位置也可以使用內層螺栓303以外的連接件或固定連接方式代替。
[0060]為了實現貫穿鋼筋304的定位及固定，同時也為了增加塔筒與混凝土的接觸面積，提高塔筒的抗剪能力，在下層內鋼殼101與下層外鋼殼102之間設置至少一個環形筋306，貫穿鋼筋304穿過環形筋306且兩者之間焊接連接，同時環形筋306的內緣與下層內鋼殼101的外壁焊接連接。
[0061]可選的，環形筋306還可以通過外緣與下層外鋼殼102的內壁焊接連接，或者環形筋306同時與下層內鋼殼101的外壁以及下層外鋼殼102的內壁焊接連接。另外，考慮到施工方便的的問題，本實施例中僅在下層筒體I內設置了環形筋306，根據安裝需要，也可以僅在上層筒體2內設置環形筋306，或者同時在上層筒體2和下層筒體I內設置環形筋306。
[0062]優選的，環形筋306與下筒體法蘭302平行設置，且間隔設置多條。貫穿鋼筋304依次穿過上部的幾個環形筋306，下端與最下方的一個環形筋306焊接不穿過。
[0063]優選的，為了增加上筒體法蘭301與上層筒體2的連接強度，以及下筒體法蘭302與下層筒體I的連接強度，可以根據需要，在上筒體法蘭301上設置上法蘭加強筋307和/或在下筒體法蘭302上設置下法蘭加強筋308。
[0064]為了方便施工，上法蘭加強筋307與上層內鋼殼201以及上筒體法蘭301相互垂直且焊接連接，設置在相鄰的澆注孔305之間，呈周向均布。
[0065]下法蘭加強筋308按同樣的方式布置，與下層內鋼殼101以及下筒體法蘭302相互垂直且焊接連接。
[0066]更優選的，在不影響加強筋連接強度的前提下，同時為了減輕重量，上法蘭加強筋307和下法蘭加強筋308的中心部分設置大面積孔結構。
[0067]為了增加環形筋306的連接強度，可以在最下端的環形筋306的下表面設置與下層內鋼殼101焊接連接的環形筋加強筋，用于增強環形筋306與下層筒體I之間的連接強度。
[0068]為了能夠在澆筑混凝土時，讓混凝土順利通過，還需要在各環形筋306上設有通孔或缺口，或者在環形筋306與下層外鋼殼102之間留有縫隙。
[0069]優選的，為了防止在澆筑混凝土時，混凝土從上筒體法蘭301與下筒體法蘭302之間溢出，還需要在上筒體法蘭301與下筒體法蘭302之間設置O形密封圈309。具體的，O形密封圈309設置為兩個，分別位于澆注孔305的內外兩側的位置。
[0070]本實施例中采用了貫穿鋼筋304作為貫穿件，強度高、抗剪切能力強、成本較低且加工方便。通常選用長度在3m左右的鋼筋，使其伸入下層筒體I和上層筒體2內各1.5m左右。
[0071]當然，在本實施例的其他可替代方案中，貫穿件也可以采用其他形式，如鋼管、鋼柱、鋼板等形式，其長度也可以根據單層塔筒的高度進行調整。
[0072]本發明所述風機塔筒的施工方式為:
[0073]首先制作下層筒體I的下層內鋼殼101，可采用多塊弧形鋼板拼焊而成，也可采用卷制或者其他工藝制備；
[0074]在下層內鋼殼101的外側上部設置多個環形筋306，以增強筒體I的剛性；
[0075]安裝上筒體法蘭301、下筒體法蘭302以及O形密封圈309，將下層內鋼殼101與下筒體法蘭302焊接連接；
[0076]安裝貫穿鋼筋304，使其穿過上筒體法蘭301和下筒體法蘭302的澆注孔，以及環形筋306上預留的安裝孔，貫穿鋼筋304的底端伸至最下層的環形筋306上。最下層的環形筋306上不設孔，直接與貫穿鋼筋304的底端焊接，并在最下層的環形筋306的下表面設置環形筋加強筋，提高連接強度，保證貫穿鋼筋304的軸向定位可靠。貫穿鋼筋304的筋身分別與靠上的各層環形筋306焊接連接；
[0077]隨后焊接下層筒體I的下層外鋼殼102，可采用多塊弧形鋼板拼焊，也可采用卷制或者其他工藝。下層外鋼殼102的內側也可設置多個環形筋306，以增強剛性。再將下層外鋼殼102與下筒體法蘭302焊接連接；
[0078]固定好下層筒體I后，從預留出暫時未安裝貫穿鋼筋304的一個澆注孔305處開始灌注混凝土。當混凝土的澆筑量達到下層筒體I高度的2/3或者接近貫穿鋼筋304的下端安裝位置時，將預留的澆注孔305處的貫穿鋼筋304安裝好；
[0079]然后吊裝安裝上層筒體2，使上層內鋼殼201以及上層外鋼殼202分別與上筒體法蘭301焊接連接，貫穿鋼筋304伸入到上層內鋼殼201與上層外鋼殼202之間的空間內，同時上層筒體2和下層筒體I的內側通過高強度的內層螺栓303將上筒體法蘭301和下筒體法蘭302連接在一起；
[0080]從上層筒體2的上層內鋼殼201與上層外鋼殼202之間的空間繼續灌入混凝土，使其灌滿下層筒體I的夾層空間，并達到貫穿鋼筋304的上端位置，從而使下層筒體1、連接節點3、上層筒體2通過混凝土粘結為一體，增強了塔筒的剛性、強度和可靠性。
[0081 ]重復上述的安裝步驟，繼續安裝更上層的筒體，直至達到設計要求。
[0082]在塔筒的內層塔筒壁上可設置梯子、休息平臺以及電纜支架等附件。
[0083]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鋼結構混凝土塔筒連接節點，用于連接上層筒體和下層筒體，其特征在于，包括: 上筒體法蘭，用于與所述上層筒體連接;并在所述上筒體法蘭對應于所述上層筒體的內鋼殼內側的位置設置上法蘭連接部，在所述上筒體法蘭對應于所述上層筒體的內鋼殼與外鋼殼之間的位置設置上法蘭澆注孔； 下筒體法蘭，用于與所述下層筒體連接;并在所述下筒體法蘭上設置與所述上法蘭連接部相對應的下法蘭連接部，以及與所述上法蘭澆注孔相對應的下法蘭澆注孔； 內層連接件，用于連接所述上筒體法蘭和所述下筒體法蘭； 貫穿件，穿過所述上法蘭澆注孔和所述下法蘭澆注孔，且兩端分別延伸至所述上層筒體與所述下層筒體內。2.根據權利要求1所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，所述上筒體法蘭上設置有法蘭加強筋和/或所述下筒體法蘭設置有法蘭加強筋。3.根據權利要求1所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，還包括至少一個環形筋;所述貫穿件的上端和/或下端穿過所述環形筋，且所述貫穿件與所述環形筋固定連接。4.根據權利要求3所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，還包括多個環形筋加強筋，與所述環形筋連接，用于增強所述環形筋與所述上層筒體或所述下層筒體之間的連接強度。5.根據權利要求3所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，所述環形筋上設有多個通孔或缺口，用于供混凝土通過。6.根據權利要求1所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，所述上筒體法蘭與所述下筒體法蘭之間設置密封圈。7.根據權利要求6所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，所述密封圈至少為兩個，分別設置在所述下法蘭澆注孔的內外兩側。8.根據權利要求1?7任一項所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，所述貫穿件為鋼筋。9.根據權利要求1?7任一項所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點，其特征在于，所述貫穿件位于所述上層筒體內的部分或位于所述下層筒體內的部分的長度均不小于1.3m。10.—種風機塔筒，其特征在于，包括多段筒體，以及權利要求1?9任一項所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點； 相鄰兩段所述筒體間通過所述的鋼結構混凝土塔筒連接節點固定連接，且在所述筒體的內鋼殼和外鋼殼之間填充混凝土。11.一種權利要求10所述的風機塔筒的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 架設下層筒體的內鋼殼，并在所述內鋼殼外固接至少一圈環形筋； 布置貫穿件，使其貫穿所述環形筋并與之固接； 安裝下筒體法蘭、上筒體法蘭以及下層筒體的外鋼殼； 從預留的法蘭澆筑孔處向塔筒內澆筑混凝土，至接近所述下層筒體高度方向的2/3處或者接近所述貫穿件底端位置時停止； 安裝上層筒體，并繼續澆筑混凝土，使下層筒體、連接節點及上層筒體通過混凝土粘結CO
【文檔編號】E04G21/00GK106014872SQ201610499090
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】劉石堅, 黃加佳, 曾潔如
【申請人】三重型能源裝備有限公司, 三一重型能源裝備有限公司