塔筒组件及拼接式塔筒的制作方法

1.本技术涉及风电技术领域，具体而言，涉及一种塔筒组件及拼接式塔筒。


背景技术：

2.随着风力发电机组单台设计容量的日益增大，塔筒的高度随之增加，因此对塔筒的设计提出了更高的要求。其中，管塔式塔筒具有结构紧凑、安全可靠、外形美观等优点被广泛使用。
3.现有的管塔式塔筒，上部设置为传统的钢塔架，下部采用混凝土预制管片，钢塔架和混凝土预制管片通过钢绞线连接。有一种连接方式是采用体外预应力钢绞线连接，就是将塔顶锚具和塔底锚具分别安装至塔顶和塔底，顶部和底部的目标锚孔同轴设置，利用卷扬机将钢绞线牵引至对应锚孔，夹片锚固后，使用千斤顶进行张拉，钢绞线仅穿过最顶部一节管片和基础部分；还有一种连接方式是采用体内预应力钢绞线连接，就是每一节管片预埋波纹管，钢绞线穿过每一节管片，将所有管片粘结在一起，同样使用卷扬机进行张拉。
4.上述连接方式都不可避免的需要使用到钢绞线，在进行风力发电机支撑塔架钢绞线安装时，通常利用大型吊车或大功率卷扬机、大量程千斤顶等设备，由于整束钢绞线的重量较大，一整束约包含十几根甚至几十根钢绞线，其重量动辄几吨，现场施工作业效率低、危险系数大。另外，安装后的钢绞线互相之间易打搅，极易导致钢绞线松弛，影响张拉效果。体外钢绞线布置占据塔筒内部空间，极易与塔筒爬梯支架、电缆夹块、辅变设施等发生干涉，考虑避让门洞，钢绞线常常不均匀分布，为避免与筒内平台边缘干涉，引起平台设计的兼容性和适用性急速下降。使用体外后张拉无粘结作用的预应力体系，随着塔筒高度的增加两目标锚孔同轴的施工难度会加大。


技术实现要素：

5.本技术提供一种改进的塔筒组件及拼接式塔筒。
6.一种塔筒组件，包括：
7.管状基体，包括上端面和下端面，所述上端面设有浆料容纳槽；及连接件，与所述管状基体连接，所述连接件包括下连接段，所述下连接段从所述下端面伸出。
8.可选的，所述浆料容纳槽围绕所述管状基体的轴线延伸，呈连通式的环形结构。
9.可选的，所述管状基体包括位于所述上端面与所述下端面之间的侧壁，所述侧壁设有灌浆孔，所述灌浆孔与所述浆料容纳槽连通。
10.可选的，所述侧壁还设有与所述浆料容纳槽连通溢流孔，所述溢流孔的高度低于所述上端面，且高于所述灌浆孔。
11.可选的，所述下连接段从所述下端面伸出的长度尺寸的范围值为300
±
20mm；和/或
12.所述浆料容纳槽的深度尺寸的范围值为350
±
10mm；和/或
13.所述管状基体由混凝土制成，所述连接件由钢材料制成，所述连接件埋设于所述
管状基体；和/或
14.所述上端面与所述下端面均为圆环形端面，所述上端面的外圆的直径小于所述下端面的外圆的直径；和/或
15.所述连接件还包括朝向所述上端面的一侧伸出且位于所述浆料容纳槽内的上连接段，所述上连接段伸出的高度不超出所述上端面。
16.一种拼接式塔筒，包括：
17.至少两个如上述任一项所述的塔筒组件，至少两个所述塔筒组件包括沿高度方向排布的上塔筒组件和下塔筒组件，所述上塔筒组件的所述下连接段插置于所述下塔筒组件的所述浆料容纳槽内；及
18.粘接浆料，填充于所述浆料容纳槽内，粘接所述上塔筒组件与所述下塔筒组件。
19.可选的，所述连接件还包括向上伸出且位于所述浆料容纳槽内的上连接段，所述上塔筒组件的所述下连接段与所述下塔筒组件的上连接段沿所述管状基体的周向错开。
20.可选的，所述上连接段的高度不超出所述上端面，所述下连接段从所述下端面伸出的长度小于或等于所述浆料容纳槽的深度。
21.可选的，所述连接件还包括向上伸出且位于所述浆料容纳槽内的上连接段，所述上塔筒组件的所述下连接段与所述下塔筒组件的上连接段连接。
22.可选的，所述上塔筒组件的所述下连接段与所述下塔筒组件的上连接段平行延伸且相互连接；或
23.所述上塔筒组件的所述下连接段与所述下塔筒组件的上连接段正对且相互连接。
24.本技术提供的技术方案至少可以达到以下有益效果：
25.本技术提供了一种塔筒组件及包含该塔筒组件的拼接式塔筒。其中，塔筒组件的上端面设有浆料容纳槽，浆料容纳槽内用于灌注浆料，上下层的塔筒组件通过粘接浆料粘接固定，无需使用钢绞线张拉，有效提高了拼接式塔筒的组装效率，避免后期由于钢绞线引起的运维问题，降低了成本。同时，取消钢绞线后，拼接式塔筒的内部空间充裕，有利于塔筒内部附件的安装和布局，提高了内部附件的兼容性和适用性。
附图说明
26.图1是本技术一示例性实施例示出的塔筒的示意图；
27.图2是本技术一示例性实施例示出的塔筒组件的示意图；
28.图3是本技术一示例性实施例示出的上下层塔筒组件的剖视图；
29.图4是连接件与部分管状基体的剖视图；
30.图5是连接件与部分管状基体的又一剖视图。
具体实施方式
31.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
32.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。
除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
33.请参考图1和图2，图1所示为拼接式塔筒100的示意图。图2所示为本技术一示例性实施例示出的塔筒组件10的示意图。
34.本技术实施例提供的塔筒组件10用于拼接式塔筒100中，塔筒组件10可以设置有多个，多个塔筒组件10沿竖直方向依次堆叠，并组装成拼接式塔筒100。
35.如图1所示，塔筒组件10包括管状基体101和连接件102。在一个实施例中，所述管状基体101由混凝土制成，所述连接件102由钢材料制成，且在预制管状基体101的过程中，所述连接件102可以埋设于所述管状基体101，如此可以确保连接件102与管状基体101的接合强度。
36.管状基体101包括沿轴向分布的上端面1010和下端面1011。在一个实施例中，所述上端面1010与所述下端面1011均为圆环形端面。可选择的一实施例中，上端面1010的外圆的直径可以等于所述下端面1011的外圆的直径，管状基体101形成为圆环形结构的管状基体101。可选择的又一实施例中，所述上端面1010的外圆的直径可以小于所述下端面1011的外圆的直径，管状基体101形成为圆台形结构的管状基体101。
37.管状基体101的上端面1010设有浆料容纳槽10100，浆料容纳槽10100内用于填充粘接浆料，粘接浆料可以与上层的塔筒组件粘接固定。
38.连接件102与所述管状基体101连接，所述连接件102包括下连接段1020，所述下连接段1020从所述下端面1011伸出，使下连接段1020能够与下层的塔筒组件连接固定。所述下连接段1020从所述下端面1011伸出的长度尺寸的范围值为300
±
20mm。
39.根据以上的描述可知，在拼接式塔筒100的拼接过程中，由于塔筒组件10的上端面1010设有浆料容纳槽10100，以及从下端面1011伸出下连接段1020，使得上下层塔筒组件10在组装过程中无需使用钢绞线连接，降低了安装成本，提高了拼接效率。
40.在一个实施例中，所述浆料容纳槽10100围绕所述管状基体的轴线o延伸，呈连通式的环形结构。连通式的浆料容纳槽10100方便粘接浆料的灌注，例如通过一个灌注口即可注满整个浆料容纳槽10100，使灌注过程更加简单、方便。当然，在其他一些实施例中，可以设置成多个浆料容纳槽，且彼此相互隔开。
41.向浆料容纳槽10100灌注粘接浆料时，一种方式是可以直接从浆料容纳槽10100的上方灌注，此灌注方式必须要在上层的塔筒组件10组装之前进行，否则无法灌注。本实施例中，采用灌浆孔灌注的方式。具体的，所述管状基体101包括位于所述上端面1010与所述下端面1011之间的侧壁1012，所述侧壁1012设有灌浆孔10120，所述灌浆孔10120与所述浆料
容纳槽10100连通。如此，上下层的塔筒组件10堆叠后，依然可以通过灌浆孔10120向浆料容纳槽10100灌注浆料，而不受组装过程的影响。灌浆孔10120可以设置多个，多个灌浆孔10120均与浆料容纳槽10100连通，这样就可以通过多个灌浆孔10120同时向浆料容纳槽10100内灌注粘接浆料，以提高灌注效率。
42.在一个实施例中，为了避免灌注于浆料容纳槽10100内的粘接浆料溢出，侧壁1012还设有与浆料容纳槽10100连通的溢流孔10121，溢流孔10121所在的高度低于上端面1010，且高于灌浆孔10120，由此使得粘接浆料达到溢流孔10121所在高度后不再增加。溢流孔10121可以设置多个，多个溢流孔10121所在的高度一致，且均与浆料容纳槽10100连通。灌浆孔10120和溢流孔10121成对设置，例如，可以设置有6～10对灌浆孔10120和溢流孔10121，但不仅限于此。
43.在一个实施例中，所述连接件102还包括朝向所述上端面1010的一侧伸出且位于所述浆料容纳槽10100内的上连接段1021，所述上连接段1021伸出的高度不超出所述上端面1010。例如，上连接段1021伸出的高度可以与上端面1010平齐。又如，上连接段1021伸出的高度可以低于上端面1010。采用后者，上连接段1021裸露在浆料容纳槽10100内，可以用于与上层的塔筒组件10的下连接段1020连接，用于提高上下层塔筒组件10的连接强度。
44.请参考图3，图3所示为上下层的两塔筒组件10的示意图。
45.本技术还提供一种拼接式塔筒100，该拼接式塔筒100包括至少两个所述塔筒组件10和粘接浆料(未示出)，至少两个所述塔筒组件10包括沿高度方向排布的上塔筒组件11和下塔筒组件12，所述上塔筒组件11的所述下连接段1020插置于所述下塔筒组件12的所述浆料容纳槽10100内。其中，粘接浆料填充于所述浆料容纳槽10100内，粘接所述上塔筒组件11与所述下塔筒组件12。该拼接式塔筒100中，处于上层的上塔筒组件11与处于下层的所述下塔筒组件12通过粘接浆料粘接固定，无需使用钢绞线张拉，有效提高了拼接式塔筒100的组装效率，避免后期由于钢绞线引起的运维问题，降低了成本。同时，取消钢绞线后，拼接式塔筒100的内部空间充裕，有利于塔筒内部附件的安装和布局，提高了内部附件的兼容性和适用性。
46.在一个实施例中，所述下塔筒组件12的所述连接件102包括向上伸出且位于所述浆料容纳槽10100内的上连接段1021，所述上塔筒组件11的所述下连接段1020与所述下塔筒组件12的上连接段1021沿所述管状基体101的周向错开。也就是说，下塔筒组件12的上连接段1021与上塔筒组件11的下连接段1020错位排布，这可以使得下连接段1020在浆料容纳槽10100内更充分的与粘接浆料结合，提高上塔筒组件11与所述下塔筒组件12的连接强度。
47.请参考图4，图4所示为连接件102与部分管状基体101的剖视图。
48.在一个实施例中，所述上连接段1021的高度不超出所述上端面1010，所述下连接段1020从所述下端面1011伸出的长度小于或等于所述浆料容纳槽10100的深度。这样可以确保上塔筒组件11的下端面1011与下塔筒组件12上端面1010可靠接触，增大上塔筒组件11与下塔筒组件12的粘接面积，有利于提高粘接强度。在图4所示的实施例中，上连接段1021的顶面与上端面1010平齐。
49.在图4所示的实施例中，向浆料容纳槽10100内灌注的粘接浆料可以采用uhpc(ultra-high performance concrete，超高性能混凝土)材料，也称为活性粉末混凝土，该粘接浆料包括水泥、硅灰、金属纤维等成分，具有高强度、高韧性、高耐久性、高耐磨性和抗
爆性能。
50.请参考图5，图5所示为连接件102与部分管状基体101的又一剖视图。
51.在一个实施例中，下塔筒组件12的上连接段1021与上塔筒组件11的所述下连接段1020连接，由此而使得上塔筒组件11与下塔筒组件12在粘接固定的基础上进一步通过连接件102连接，进一步提高连接强度。在图5所示的实施例中，所述上塔筒组件11的所述下连接段1020与所述下塔筒组件12的上连接段1021正对且相互连接。也就是说，下连接段1020底面与上连接段1021的顶面相连接，连接方式可以采用焊接。在一个实施例中，下连接段1020的长度为300mm，上连接段1021的长度为300mm，浆料容纳槽10100的深度为650mm，下连接段1020与上连接段1021之间预留焊接空间，该预留焊接空间用于容纳焊料。
52.在其他一些实施例中，上塔筒组件11的下连接段1020与下塔筒组件12的上连接段1021平行延伸且相互连接。也就是说，下连接段1020的侧面与上连接段1021的侧面连接，连接方式可以采用焊接。
53.在图5所示的实施例中，粘接浆料可以采用高强砂浆，其性能低于uhpc材料。但由于采用上塔筒组件11的下连接段1020与下塔筒组件12的上连接段1021的机械联接结构，仍可满足要求。
54.在图5所示的实施例中，所述拼接式塔筒100还包括加固砂浆(未图示)，所述加固砂浆填充于所述上塔筒组件11与所述下塔筒组件12相接合的部位处。加固砂浆用于封堵上塔筒组件11与下塔筒组件12接合处的间隙，保证拼接式塔筒100内部空间的密封性。加固砂浆包括但不限于环氧树脂砂浆。
55.下面通过表1对比现有的拼接式塔筒与本技术提供的拼接式塔筒的技术效果。以90m的混凝土塔筒用量为例，螺杆 套筒钢构件约等钢筋单价，考虑市面上钢筋和砂浆用量差异较大，本专利仅做比较，认为钢筋用量为a，砂浆用量是b，uhpc抗折强度是普通c50混凝土的3倍，用量按1/3折算。
56.表1
[0057][0058]
通过表1可知，本技术提供的塔筒组件10及包含该塔筒组件10的拼接式塔筒100，降低了施工难度，节省了作业时间，内部附件设计兼容性更好。
[0059]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。