混凝土塔筒的施工方法转让专利
申请号 : CN201811490151.4
文献号 : CN111287908B
文献日 : 2022-01-04
发明人 : 孙阳 , 李沐
申请人 : 上海风领新能源有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,所述混凝土塔筒包括塔筒基础和塔筒本体,所述塔筒本体包括由下到上依次设置的多个塔筒段,每个所述塔筒段内均设有预应力孔道,至少一个所述塔筒段为锚固塔筒段,当所述锚固塔筒段为多个时均间隔开设置,所述锚固塔筒段内的所述预应力孔道包括第一预应力孔道和第二预应力孔道,所述第一预应力孔道和所述第二预应力孔道从所述锚固塔筒段的底面延伸至所述锚固塔筒段的顶面,且,所述第二预应力孔道在锚固塔筒段顶面的位置相对于所述第一预应力孔道在锚固塔筒段顶面的位置更靠近锚固塔筒段的中轴线;
当所述锚固塔筒段下方连接有所述塔筒段时,该所述塔筒段为下接塔筒段,所述下接塔筒段内的所述预应力孔道的数量等于所对应的锚固塔筒段的所述第一预应力孔道和所述第二预应力孔道数量之和;
当所述锚固塔筒段上方连接有所述塔筒段时,该所述塔筒段为上接塔筒段,所述上接塔筒段内的所述预应力孔道的数量等于所对应的锚固塔筒段的所述第一预应力孔道的数量;
所述混凝土塔筒在施工中用到的预应力索包括前期预应力索和后期预应力索;
所述混凝土塔筒通过塔吊装置进行安装,所述塔吊装置包括塔吊基础和塔吊主体,所述塔吊主体包括纵向桁架和水平桁架,在至少一个所述锚固塔筒段上或者至少一个所述下接塔筒段上连接有扶臂结构,所述扶臂结构连接在所述塔筒段与所述纵向桁架之间;
所述混凝土塔筒的施工包括如下步骤:S1:在地面上建造塔筒基础;
S2:将预制的所述塔筒段吊装到所述塔筒基础上,每吊装一个所述塔筒段后,再向上吊装另一个所述塔筒段,直至将所述锚固塔筒段吊装完成;
S3:将所述前期预应力索从所述塔筒基础插入到最下方的所述塔筒段的部分所述预应力孔道内,然后将所述前期预应力索向上穿过多个所述塔筒段,直至从所述锚固塔筒段的所述第二预应力孔道的顶端伸出;或者,将所述前期预应力索从所述锚固塔筒段的所述第二预应力孔道的顶端插入,然后将所述前期预应力索向下穿过多个所述塔筒段,直至插入到所述塔筒基础内;
将所述前期预应力索的一端通过一个锚固装置固定在所述锚固塔筒段的靠近内周面的顶壁上,将所述前期预应力索的另一端通过另一个锚固装置固定在所述塔筒基础上;
S4:在建好的所述锚固塔筒段上继续吊装其他所述塔筒段,直至将最顶部的所述塔筒段吊装完成;其中,当吊装的所述塔筒段为另一个所述锚固塔筒段时,重复S3的步骤;
S5:在最顶端的所述塔筒段吊装完成后,插入所述后期预应力索,所述后期预应力索穿过所有所述塔筒段的所述预应力孔道后两端锚固。
2.根据权利要求1所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,在步骤S5之后还包括步骤S6:将所述前期预应力索拆除。
3.根据权利要求2所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,拆去所述前期预应力索的所述预应力孔道均用混凝土填实。
4.根据权利要求1所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,在所述混凝土塔筒完成建造后,所述前期预应力索和所述后期预应力索均保留在所述混凝土塔筒内。
5.根据权利要求1所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,在最底端的所述塔筒段内,用来插入所述后期预应力索的所述预应力孔道的个数,为所有所述预应力孔道的个数的30%‑50%。
6.根据权利要求1所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,在步骤S1中,所述塔筒基础建造完成后,在所述塔筒基础上建造所述塔吊基础,然后在所述塔吊基础上连接所述塔吊主体,所述纵向桁架沿竖向固定在所述塔吊基础上,所述水平桁架沿水平方向设置且连接在所述纵向桁架上,所述水平桁架上设有可沿所述水平桁架滑动的吊车,在步骤S2和步骤S4中,所述塔筒段由所述吊车完成吊装。
7.根据权利要求6所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,每个所述锚固塔筒段在锚固所述前期预应力索之前,进行邻近的所述扶臂结构的安装。
8.根据权利要求6所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,所述扶臂结构安装好后,再在安装了所述扶臂结构的所述塔筒段的上方吊装另一个所述塔筒段。
9.根据权利要求6所述的混凝土塔筒的施工方法,其特征在于,所述扶臂结构沿竖向设置有二道或者三道。
说明书 :
混凝土塔筒的施工方法
技术领域
背景技术
造要求。而预制混凝土塔筒能够经济地建造大型风力发电机组。混凝土塔筒建造过程中通
过塔吊装置由下往上依次吊装单个预制塔筒段,最终建造成完整的混凝土塔筒。
塔筒时,同时需要使用高度相匹配的塔吊装置,高度极高的塔吊装置在吊装的过程中极易
发生歪斜。为了增加塔吊装置的稳定性,当一个或多个混凝土塔筒建造完毕时,利用扶臂支
撑结构将混凝土塔筒与塔吊装置连接在一起,以实现混凝土塔筒对塔吊装置的支撑,从而
避免塔吊装置侧翻。但现有技术中,当在塔筒上设置连接装置支撑塔吊装置时,塔筒的支撑
部位会产生更多的侧向载荷,使得塔筒受力集中,容易出现变形,需要进行结构强化,但目
前并没有一种可形成包含有结构强化的塔筒段的方法。
发明内容
体不易发生歪斜。
有预应力孔道,至少一个所述塔筒段为锚固塔筒段,当所述锚固塔筒段为多个时均间隔开
设置,所述锚固塔筒段内的所述预应力孔道包括第一预应力孔道和第二预应力孔道,所述
第一预应力孔道和所述第二预应力孔道从所述锚固塔筒段的底面延伸至所述锚固塔筒段
的顶面,且,所述第二预应力孔道在锚固塔筒段顶面的位置相对于所述第一预应力孔道在
锚固塔筒段顶面的位置更靠近锚固塔筒段的中轴线;当所述锚固塔筒段下方连接有所述塔
筒段时,该所述塔筒段为下接塔筒段,所述下接塔筒段内的所述预应力孔道的数量等于所
述第一预应力孔道和所述第二预应力孔道数量之和;当所述锚固塔筒段上方连接有所述塔
筒段时,该所述塔筒段为上接塔筒段,所述上接塔筒段内的所述预应力孔道的数量等于所
述第一预应力孔道的数量;所述混凝土塔筒在施工中用到的预应力索包括前期预应力索和
后期预应力索;
筒段,直至将所述锚固塔筒段吊装完成;S3:将所述前期预应力索从所述塔筒基础插入到最
下方的所述塔筒段的部分所述预应力孔道内,然后将所述前期预应力索向上穿过多个所述
塔筒段,直至从所述锚固塔筒段的所述第二预应力孔道的顶端伸出;或者,将所述前期预应
力索从所述锚固塔筒段的所述第二预应力孔道的顶端插入,然后将所述前期预应力索向下
穿过多个所述塔筒段,直至插入到所述塔筒基础内;将所述前期预应力索的一端通过一个
锚固装置固定在所述锚固塔筒段的靠近内周面的顶壁上,将所述前期预应力索的另一端通
过另一个锚固装置固定在所述塔筒基础上;S4:在建好的所述锚固塔筒段上继续吊装其他
所述塔筒段,直至将最顶部的所述塔筒段吊装完成;其中,当吊装的所述塔筒段为另一个所
述锚固塔筒段时,重复S3的步骤;S5:在最顶端的所述塔筒段吊装完成后,插入所述后期预
应力索,所述后期预应力索穿过所有所述塔筒段的所述预应力孔道后两端锚固。
的一段较短的预应力索,专门用于下部已建好的塔筒段的锚固,增加了阶段性施工过程中
塔筒段上的预应力,使阶段性施工安全有保障,且保证已吊装拼接的部分塔筒段不歪斜。在
锚固塔筒段的靠近内周面的顶壁上增设锚固装置,不影响锚固塔筒段与上接塔筒段之间的
连接,接合处无需预留设置锚固装置的凹槽,且锚固处不易开裂,承力面积大,增强局部荷
载力,可在吊装过程中支撑塔吊装置,防止塔吊装置侧翻。在施工过程中,分多次施加预应
力索并锚固,保证了混凝土塔筒的各段筒壁不发生歪斜,保证了混凝土塔筒具有足够的承
力强度,保证了塔筒本体的稳定性。
的30%‑50%。
后,在所述塔筒基础上建造所述塔吊基础,然后在所述塔吊基础上连接所述塔吊主体,所述
塔吊主体包括纵向桁架和水平桁架,所述纵向桁架沿竖向固定在所述塔吊基础上,所述水
平桁架沿水平方向设置且连接在所述纵向桁架上,所述水平桁架上设有可沿所述水平桁架
滑动的吊车,在步骤S2和步骤S4中,所述塔筒段由所述吊车完成吊装。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
200。如图3‑图9所示,每个塔筒段200内均设有预应力孔道50。预应力孔道50内可以穿设预
应力索,在相应的塔筒段200上施加预应力。
工时,隔一段距离进行一次预应力索的抻拉,并进行一次锚固。同时可在锚固塔筒段100或
其邻近的塔筒段200上设置扶臂结构330连接塔吊基础400,进而支撑塔吊基础400。
延伸至锚固塔筒段100的顶面,且,第二预应力孔道40在锚固塔筒段100顶面的位置相对于
第一预应力孔道30在锚固塔筒段100顶面的位置更靠近锚固塔筒段100的中轴线。此处的第
一预应力孔道30和第二预应力孔道40中均可穿设预应力索。第一预应力孔道30内的预应力
索的一端穿入上部塔筒段200的预应力孔道50中,另一端穿入下部塔筒段200的预应力孔道
50中。第二预应力孔道40中的预应力索的一端穿入下部塔筒段200的预应力孔道50中,另一
端则锚固至锚固塔筒段100的靠近内周面一侧的顶壁上。第二预应力孔道40的上部朝向锚
固塔筒段100的内周面弯曲一定角度延伸并朝着顶壁伸出。锚固有预应力索的锚固塔筒段
100可增强局部强度,提高荷载力,使得扶臂结构330连接在锚固塔筒段100或其邻近的塔筒
段200上均不会使结构产生破坏。
称。
应力孔道40数量之和。此处需保证锚固塔筒段100内的所有预应力索均向下穿入下接塔筒
段210。
此处则为了保证所有未锚固在锚固塔筒段100上的预应力索均可向上穿入上接塔筒段220。
区分进行的命名。其中,第一预应力孔道30内的预应力索连接该锚固塔筒段100上方的塔筒
段200,第二预应力孔道40内的预应力索将锚固在该锚固塔筒段100上,不再向上延伸到上
方的塔筒段200。可以看出,第一预应力孔道30和第二预应力孔道40是体现每个锚固塔筒段
100的结构特征的独特属性。
将预应力索按照施工顺序进行了区别命名,但是二者对预应力索本身的选型并没有任何限
制。其中,前期预应力索为穿入锚固塔筒段100中的第二预应力孔道40后锚固在锚固塔筒段
100上的预应力索,可在阶段性施工的过程中进行抻拉,后期可拆可不拆。后期预应力索为
穿设在整个塔筒本体11中的预应力索。
也可以用于顶端敞开的烟囱塔筒建造,在此不对建造的混凝土塔筒10的具体用途及其应用
领域做出限定。
则多于上接塔筒段220上的预应力孔道50的数量。如图8、图9所示,部分或所有第一预应力
孔道30和第二预应力孔道40的下部是连通的,此时下接塔筒段210上的预应力孔道50则等
于上接塔筒段220上的预应力孔道50的数量,均等于锚固塔筒段100上的第一预应力孔道30
的数量。
第二预应力孔道40的顶端伸出。或者,穿设前期预应力索时,也可以将前期预应力索从锚固
塔筒段100的第二预应力孔道40的顶端插入,然后将前期预应力索向下穿过多个塔筒段
200,直至插入到塔筒基础10内。
基础10上(图未示出)。
段100靠近内周面的顶壁上的一段较短的预应力索,施加一次预应力,增加了阶段性施工过
程中塔筒本体11上的预应力,保障阶段性施工的安全性,保证已吊装拼接的部分塔筒段200
不发生歪斜,确保已成型的部分塔筒本体11的稳定性。另外,吊装建造混凝土塔筒1000时,
需使用塔吊装置2000,可将锚固塔筒段100或其邻近的塔筒段200上设置扶臂结构330连接
塔吊装置2000,保证塔吊装置2000不发生侧翻。
需预留设置锚固装置60的凹槽,且锚固处不易开裂,承力面积大,锚固塔筒段100具有足够
的强度,连接扶臂结构330后可为塔吊装置2000提供足够的支撑。
固在内凸沿20上。这里的内凸沿20,一方面可以加强锚固塔筒段100自身的结构强度,另一
方面方便前期的锚固安装、以及后期的预应力索的拆除。
性能。
有足够的稳定性和受力性能,且不需要对塔吊装置2000进行支撑,混凝土塔筒1000也不再
需要承受较大的侧向荷载,可将前期预应力索拆除。而本发明前期预应力索的一端锚固在
锚固塔筒段100的靠近内周面的顶壁上,方便拆除。拆除后的前期预应力索可重复利用,减
少耗材,增加锚固塔筒段100的内壁的美观性。
筒本体11的下部不易坍塌。
预应力,防止塔筒本体11歪斜,增加各个塔筒段200之间的连接。
量,包括穿设前期预应力索的预应力孔道50,也包括穿设后期预应力索的预应力孔道50。
30‑50%的比例表明,塔筒本体11上要设置的总的后期预应力索的数量不得少于30%,防止
塔筒本体11的总预应力不足,防止建成后的塔筒本体11倾斜。塔筒本体11上要设置的前期
预应力索的数量不得少于50%,防止阶段性施工时施加的预应力不足,而引起的下部塔筒
本体11歪斜变形,或不稳定,或在支撑塔吊装置2000时受到较大侧向负荷而出现裂痕。
在塔筒基础10上建造塔吊基础400,然后在塔吊基础400上连接塔吊主体300。此处需要说明
的是,塔筒基础10是钢筋混凝土结构,塔吊基础400是在塔筒基础10上建的混凝土地基,两
个基础之间相连,保证总的地基强度,共同为上部的塔吊主体300、塔筒本体11提供支撑。
310与塔筒本体11的高度的延伸方向一致,纵向桁架310的高度可在施工时,跟随塔筒本体
11的高度变化,逐渐增高,以保证其在施工过程中不因过高而发生侧翻。水平桁架320设置
在纵向桁架310上,一方面增强了纵向桁架310之间的连接稳定性,另一方面为吊装塔筒段
200提供了吊装支撑。
筒段200与纵向桁架310之间。扶臂结构330可将塔筒本体11和塔吊主体300之间进行连接,
增强两者之间的相互支撑力,使塔筒本体11和塔吊主体300均不易发生歪斜,保证了施工过
程中的安全性,防止塔吊装置2000发生侧翻造成事故。
结构330的稳定性,保证纵向桁架310和塔筒本体11之间的连接。
不位于同一水平面上,而是以一种较为合适的分布方式排布在塔筒本体11的轴向不同高度
处。
证了锚固塔筒段100的受力强度,在抻拉前期预应力索于锚固塔筒段100靠近内周面的顶壁
上和底部的塔筒基础10上时,可保证抻拉预应力索过程中塔筒本体11不发生歪斜,也可保
证塔吊主体300不易晃动和侧翻。
构330的一端安装在锚固塔筒段100上,可进一步增强锚固塔筒段100锚固时的稳定性,增加
其承力性能。
当将扶臂结构330设在下接塔筒段210上时,可减少施工等待的时间,增加施工效率,且位于
下部的下接塔筒段210可为锚固塔筒段100提供较好的支撑。
的力可以相互传递,使得塔筒段200整体的承力性能得以大大的加强,塔吊主体300在受到
塔筒段200的力的支撑时也不易侧翻。当在其上吊装另一个塔筒段200时,可保证吊装过程
施工稳定,塔吊主体300不歪斜不晃动,塔筒段200之间也不发生歪斜。
300和塔筒本体11的作用。因此,设置两道或三道,既能保证施工较为便捷,还能保证塔吊主
体300和塔筒本体11之间的相互支撑。当然,在本发明的其他实施例中,扶臂结构330的道数
可以根据实际混凝土塔筒1000的高度及塔吊主体300的高度确定,并不限于上述范围。
吊基础400上的纵向桁架310,和沿水平方向设置且连接在纵向桁架310上的水平桁架320,
水平桁架320上设有可沿水平桁架320滑动的吊车(图未示出);
接塔筒段210上和与之相平行的纵向桁架310上连接扶臂结构330,之后吊装第一个锚固塔
筒段100;
至从第一个锚固塔筒段100的第二预应力孔道40的顶端伸出,将前期预应力索的一端通过
一个锚固装置60固定在锚固塔筒段100的内周壁的内凸沿20的顶壁上(如图3、图4所示);将
前期预应力索的另一端通过另一个锚固装置60固定在塔筒基础10上(图未示出);
吊装完成;其中,当吊装的塔筒段200为第二个或其他锚固塔筒段100时,重复S3的步骤;在
锚固塔筒段100中穿设预应力索时,需要提前在其下方的下接塔筒段210上连接扶臂结构
330;整个塔筒本体11和塔吊主体300上的扶臂结构330沿竖向设置二道或三道;
的第一预应力孔道30(如图5所示)、上接塔筒段220上的第四预应力孔道52(如图7所示)后,
后期预应力索的两端锚固,一端锚固在塔筒基础10内,另一端锚固在塔筒本体11的顶壁上;
吊基础400上的纵向桁架310,和沿水平方向设置且连接在纵向桁架310上的水平桁架320,
水平桁架320上设有可沿水平桁架320滑动的吊车(图未示出);
固前预应力索之前,在锚固塔筒段100上和与之相平行的纵向桁架310上连接扶臂结构330;
到塔筒基础10内;将前期预应力索的一端通过一个锚固装置60固定在锚固塔筒段100的内
周壁的内凸沿20顶壁上(如图3、图4所示);将前期预应力索的另一端通过另一个锚固装置
60固定在塔筒基础10上(图未示出);
100对应的第二道扶臂结构330,直至将最顶部的塔筒段200吊装完成;其中,当吊装的塔筒
段200为第二个或其他锚固塔筒段100时,重复S3的步骤;整个塔筒本体11和塔吊主体300上
的扶臂结构330沿竖向设置二道或三道;
四预应力孔道52、锚固塔筒段100的第一预应力孔道30(如图8所示)、所有的下接塔筒段210
的第三预应力孔道51(如图9所示)之后,一端锚固在塔筒基础10内,另一端锚固在塔筒本体
11的顶壁上;
的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。
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
发明中的具体含义。
的,这里不再详细描述。
说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体
特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
发明的范围由权利要求及其等同物限定。