筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒的制作方法

1.本实用新型涉及风电设施技术领域，特别是涉及一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒。


背景技术：

2.为了满足风力发电需求，在对非常规高耸风力发电塔筒结构设计大多采用大直径和壁厚较厚的钢筋混凝土塔筒结构，同时塔筒结构底部采用常规较厚的钢筋混凝土基础。现场施工步骤多，流程复杂，现场施工工期长且更容易破坏施工现场生态环境。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，结构简单紧凑，且传力路径清晰、施工简便、现场施工工期短、造价低，整体稳固性强。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，包括：
5.基础主体；
6.多组基础悬挑梁，每组所述基础悬挑梁包括多根，多根所述基础悬挑梁沿所述基础主体的圆周依次设置；
7.塔筒结构，所述塔筒结构设置于所述基础主体；
8.第一拉索，所述第一拉索沿所述基础悬挑梁的底面设置，且所述第一拉索的一端与所述基础主体连接，另一端与所述基础悬挑梁连接；
9.第二拉索，所述第二拉索沿所述基础悬挑梁的顶面设置，且所述第二拉索的一端与所述基础主体连接，另一端与所述基础悬挑梁连接；
10.第三拉索，每个所述第三拉索的一端连接所述塔筒结构，所述第三拉索的另一端与所述基础悬挑梁连接。
11.可选地，所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础环梁；所述基础环梁套设于所述基础主体，且所述基础环梁与所述基础悬挑梁的另一端连接。
12.可选地，所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础底板，所述基础底板分别与所述基础主体和所述基础悬挑梁连接。
13.可选地，所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础侧板，所述基础侧板沿所述基础环梁设置，所述基础侧板与所述基础底板连接。
14.可选地，所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括土层，所述基础侧板、所述基础悬挑梁、所述基础底板和所述基础主体之间围成空腔，所述土层设置于所述空腔内。
15.可选地，所述基础主体的水平剖面呈圆形结构或者多边形，所述基础主体的水平剖面半径为8～20m。
16.可选地，每根所述基础悬挑梁的长度为10～35m。
17.可选地，所述基础环梁的半径为10～35m。
18.一种如上述任一项所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒施工方法，包括步骤：
19.s1、基础土体开挖；
20.s2、布置结构模板和所需的钢筋构件，预埋预应力拉索锚固端所需构件，同时预设管道以便布置基础内部预应力拉索；
21.s3、进行基础主体的混凝土浇筑；
22.s4、采用后张法对基础主体和基础悬挑梁内部预应力拉索进行张拉；
23.s5、现场按照筒段分批吊装和固定转换段塔筒标高以下的所有钢筒；
24.s6、对钢筒转换段进行吊装和固定；
25.s7、在转换段上安装斜拉索固定所需的锚具；
26.s8、布置斜拉索并对其进行张拉至指定的预应力；
27.s9、进行塔筒转换段以上范围内塔筒筒段的分批吊装和固定；
28.s10、最后安装塔顶处的风力发电设备。
29.根据上述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，本实用新型至少具有以下有益效果：
30.本实用新型的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒设置基础主体，基础主体的重力为整个结构提供稳固重心，同时设置基础悬挑梁和基础环梁，并且在基础悬挑梁和搭筒结构上分别设置第一拉索、第二拉索和第三拉索，形成自平衡整体体系，使得整体具有良好的整体性和抗倾覆能力，也避免出现混凝土结构开裂；本实用新型的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒受力清晰，传力路径明确，能够有效减小和归并塔筒结构底部各筒节的筒壁厚度和直径，以提高现场吊装和构件运输的可操作性，现场施工步骤少，结构的整体性良好。
31.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
32.图1是本实用新型实施例提供的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒的结构示意图；
33.图2是图1的1－1剖面图；
34.图3是图1的2－2剖面图；
35.图4是本实用新型实施例提供的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒的俯视图。
36.附图标记：
37.1、基础主体；2、基础悬挑梁；3、基础环梁；4、塔筒结构；5、第一拉索；6、第二拉索；7、第三拉索；8、基础底板；9、基础侧板；10、土层。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.参见图1～4所示，本实用新型优选实施例提供一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，包括基础主体1、多组基础悬挑梁2、塔筒结构4、第一拉索5、第二拉索6和第三拉索7；每组基础悬挑梁2包括多根，多根基础悬挑梁2沿基础主体1的圆周依次设置；塔筒结构4设置于基础主体1；第一拉索5沿基础悬挑梁2的底面设置，且第一拉索5的一端与基础主体1连接，另一端与基础悬挑梁2连接；第二拉索6沿基础悬挑梁2的顶面设置，且第二拉索6的一端与基础主体1连接，另一端与基础悬挑梁2连接；每个第三拉索7的一端连接塔筒结构4，第三拉索7的另一端与基础悬挑梁2连接。
42.本实用新型的一些优选实施例中，筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础底板8，基础底板8分别与基础主体1和基础悬挑梁2连接。
43.本实用新型的一些优选实施例中，筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础环梁3；基础环梁3套设于基础主体1，且基础环梁3与基础悬挑梁2的另一端连接。
44.本实用新型的一些优选实施例中，筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础侧板9，基础侧板9沿基础环梁3设置，基础侧板9与基础底板8连接。如此，在基础主体1至悬挑梁端部的圆环形区域内布置混凝土底板，在悬挑梁端部布置厚度约50cm的圆形侧壁将各悬挑梁进行串联，同时起到挡土的作用。
45.本实用新型的一些优选实施例中，筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括土层10，基础侧板9、基础悬挑梁2、基础底板8和基础主体1之间围成空腔，土层10设置于空腔内。如此，当所有的基础结构完成施工后，在基础主体1至悬挑梁端部的圆环形的空腔区域内采用天然土进行回填配重，可以有效地提高基础的整体抗倾覆能力。
46.本实用新型的一些优选实施例中，基础主体1的水平剖面呈圆形结构或者多边形，基础主体1的水平剖面半径为8～20m。进一步的，基础主体1的水平剖面半径为15m。
47.本实用新型的一些优选实施例中，基础悬挑梁2的竖直高度朝远离基础主体1的方向逐渐减小。如此，基础悬挑梁2采用变截面形式可减小基础向下开挖深度的同时更具有工程经济性。
48.本实用新型的一些优选实施例中，每根基础悬挑梁2的长度为10～35m。进一步的，每根基础悬挑梁2的长度为20m。
49.本实用新型的一些优选实施例中，基础环梁3的半径为10～35m。进一步的，基础环梁3的半径为25m。
50.进一步的，基础主体1的水平剖面也可以为不规则结构。而塔筒结构4由多段钢筒依次拼接组成。塔筒结构4的下部钢筒部分在采用本实用新型的设计方案后，可根据工程实际需求和现场运输、吊装，等施工条件，既可以采用混凝土材料也可以采用钢材进行设计，相比传统设计方案灵活性更强。
51.本实用新型优选实施例还公开一种如上述任一项的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒施工方法，包括步骤：
52.s1、基础土体开挖；
53.s2、布置结构模板和所需的钢筋构件，预埋预应力拉索锚固端所需构件，同时预设管道以便布置基础内部预应力拉索；
54.s3、进行基础主体1的混凝土浇筑；
55.s4、采用后张法对基础主体1和基础悬挑梁2内部预应力拉索进行张拉；
56.s5、现场按照筒段分批吊装和固定转换段塔筒标高以下的所有钢筒；
57.s6、对钢筒转换段进行吊装和固定；
58.s7、在转换段上安装斜拉索固定所需的锚具；
59.s8、布置斜拉索并对其进行张拉至指定的预应力；
60.s9、进行塔筒转换段以上范围内塔筒筒段的分批吊装和固定；
61.s10、最后安装塔顶处的风力发电设备。
62.本实用新型优选实施例提供一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其与现有技术相比：
63.本实用新型的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒设置基础主体1，基础主体1的重力为整个结构提供稳固重心，同时设置基础悬挑梁2和基础环梁3，并且在基础悬挑梁2和搭筒结构上分别设置第一拉索5、第二拉索6和第三拉索7，形成自平衡整体体系，使得整体具有良好的整体性和抗倾覆能力，也避免出现混凝土结构开裂；本实用新型的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒受力清晰，传力路径明确，能够有效减小和归并塔筒结构4底部各筒节的筒壁厚度和直径，以提高现场吊装和构件运输的可操作性，现场施工步骤少，结构的整体性良好。
64.此外，设置塔筒外的第三拉索7并且将其与第二拉索6连接，对第一拉索5施加预拉应力，可以较好地克服高耸风电塔筒结构4的底部倾覆力矩的同时也减小筒壁的应力值。从而减小风电塔筒结构4筒壁所需的直径和壁厚，相比传统结构施工更加简便，更具有工程经济性。
65.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于，包括：基础主体(1)；多组基础悬挑梁(2)，每组所述基础悬挑梁(2)包括多根，多根所述基础悬挑梁(2)沿所述基础主体的圆周依次设置；塔筒结构(4)，所述塔筒结构(4)设置于所述基础主体；第一拉索(5)，所述第一拉索(5)沿所述基础悬挑梁(2)的底面设置，且所述第一拉索(5)的一端与所述基础主体连接，另一端与所述基础悬挑梁连接；第二拉索(6)，所述第二拉索(6)沿所述基础悬挑梁(2)的顶面设置，且所述第二拉索的一端与所述基础主体连接，另一端与所述基础悬挑梁连接；第三拉索(7)，每个所述第三拉索(7)的一端连接所述塔筒结构(4)，所述第三拉索(7)的另一端与所述基础悬挑梁连接。2.如权利要求1所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础环梁；所述基础环梁(3)套设于所述基础主体(1)，且所述基础环梁(3)与所述基础悬挑梁(2)的另一端连接。3.如权利要求2所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础底板(8)，所述基础底板(8)分别与所述基础主体(1)和所述基础悬挑梁连接。4.如权利要求3所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括基础侧板(9)，所述基础侧板(9)沿所述基础环梁(3)设置，所述基础侧板(9)与所述基础底板(8)连接。5.如权利要求4所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：所述筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒还包括土层(10)，所述基础侧板(9)、所述基础悬挑梁(2)、所述基础底板(8)和所述基础主体(1)之间围成空腔，所述土层(10)设置于所述空腔内。6.如权利要求1所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：所述基础主体(1)的水平剖面呈圆形结构或者多边形，所述基础主体(1)的水平剖面半径为8～20m。7.如权利要求5所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：每根所述基础悬挑梁(2)的长度为10～35m。8.如权利要求2所述的筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，其特征在于：所述基础环梁(3)的半径为10～35m。

技术总结
本实用新型涉及风电设施技术领域，具体提供了一种筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒，筒外斜拉索式的自平衡风电塔筒包括基础主体、多组基础悬挑梁、塔筒结构、第一拉索、第二拉索和第三拉索；每组基础悬挑梁包括多根，多根基础悬挑梁沿基础主体的圆周依次设置；塔筒结构设置于基础主体；第一拉索沿基础悬挑梁的底面设置，且第一拉索的一端与基础主体连接，另一端与基础悬挑梁连接；第二拉索沿基础悬挑梁的顶面设置，且第二拉索的一端与基础主体连接，另一端与基础悬挑梁连接；每个第三拉索的一端连接塔筒结构，第三拉索的另一端与基础悬挑梁连接。本实用新型结构简单紧凑，且传力路径清晰、施工简便、现场施工工期短、造价低，整体稳固性强。强。强。


技术研发人员：李盛勇 徐麟 吕坚锋 隋晓 洪绍文 宋策
受保护的技术使用者：广州容柏生建筑工程设计咨询有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/6/17