CN111287895A - 塔筒的预应力筋连接器和具有其的混凝土塔筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔筒的预应力筋连接器和具有其的混凝土塔筒，所述塔筒的预应力筋连接器包括：内连接柱和外连接台，内连接柱上设有内连接孔，内连接孔沿轴向贯通内连接柱，外连接台由内连接柱的部分外周壁向外延伸而成，外连接台的轴向尺寸小于内连接柱的轴向尺寸，外连接台上沿周向设有多个间隔开的外连接槽，外连接槽沿轴向贯通外连接台，外连接槽在远离内连接柱的一侧敞开。根据本发明实施例的塔筒的预应力筋连接器，使混凝土塔筒能够提前张紧预应力索，施加预应力，以抵抗塔筒因支撑塔吊装置产生的侧向载荷，有利于塔筒结构的稳定，内连接孔和外连接槽结构简单，施工方便。

Description

塔筒的预应力筋连接器和具有其的混凝土塔筒

技术领域

本发明涉及塔筒领域，尤其涉及一种塔筒的预应力筋连接器和具有其的混凝土塔筒。

背景技术

随着风机发电效率的增加，叶片长度越来越长，与之匹配的风机塔筒的高度和截面尺寸也不断增加。钢结构塔筒由于成本较高、运输困难，因此难以满足大截面高塔筒的建造要求。而预制混凝土塔筒能够经济地建造大型风力发电机组，因此得到广泛关注。由于运输条件和预制加工条件限制，单个大截面塔筒往往由多片弧形筒片现场组装而成。然后将组装后的单个塔筒由下往上依次吊装，最终建造成完整的混凝土塔筒。

传统塔筒的高度一般为80米到120米，由于高空的风速更大，风力发电可以产生更高的发电效率，因此需要增加塔筒的高度，但由此增加了吊装的难度。当在吊装高度极高的塔筒时，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。

发明内容

为保证超高塔吊装置的稳定性及安全性，发明人设计出多个方案，例如采用多根从地面引出的斜拉索索固在塔吊装置上，又例如对塔吊装置做结构刚度强化处理等等。在众多方案中，有一种方案以稳定性及可靠性显著脱颖而出，即利用扶臂结构将塔吊装置支撑在混凝土塔筒上。但是，当在塔筒上设置扶臂结构支撑塔吊装置时，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，这就引伸出另一问题，如何对混凝土塔筒进行结构强化。

为解决混凝土塔筒因支撑塔吊装置而产生额外侧向载荷的问题，发明人设计出利用混凝土塔筒的预应力索提前施加预应力的方案。具体而言，现有施工中预制混凝土塔筒的建造，是在所有塔筒段均吊装完成后，将预应力索从塔筒顶端连接至塔筒底部。而本发明实施例中，计划将预应力索分段连接，在将塔吊装置通过扶臂结构连接到某个塔筒段之前，预先将该塔筒段通过预应力索张拉预紧，这样待该塔筒段因支撑塔吊装置而产生侧向载荷时，侧向载荷难以让塔筒段变形。

方案进展至此，又将面临如何将预应力索提前张紧的问题。为此，本发明提出一种塔筒的预应力筋连接器，所述塔筒的预应力筋连接器能够设置在混凝土塔筒的筒壁内，并且连接预应力索。本发明还提出一种具有所述塔筒的预应力筋连接器的混凝土塔筒。

根据本发明第一方面实施例的塔筒的预应力筋连接器，包括内连接柱和外连接台，所述内连接柱上设有内连接孔，所述内连接孔沿轴向贯通所述内连接柱，所述外连接台由所述内连接柱的部分外周壁向外延伸而成，所述外连接台的轴向尺寸小于所述内连接柱的轴向尺寸，所述外连接台上沿周向设有多个间隔开的外连接槽，所述外连接槽沿轴向贯通所述外连接台，所述外连接槽在远离所述内连接柱的一侧敞开。

根据本发明实施例的塔筒的预应力筋连接器，可以将两段预应力索紧固连接，从而对混凝土塔筒施加预应力，以抵抗混凝土塔筒因支撑塔吊装置而产生的侧向载荷，有利于混凝土塔筒稳定。内连接孔和外连接槽结构简单，两段预应力索可以较为轻易地穿过，施工方便。

另外，根据本发明的塔筒的预应力筋连接器，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述内连接柱由一端朝向另一端的方向上直径逐渐减小。

在本发明的一些示例中，所述外连接台邻近所述内连接柱的直径小的一端设置。

在本发明的一些实施例中，所述内连接柱的外周上连接两个所述外连接台，两个所述外连接台沿所述内连接柱的轴向间隔开设置，两个所述外连接台上的所述外连接槽对应设置。

在本发明的一些实施例中，所述内连接孔包括中心孔和多个围孔，所述中心孔设在所述内连接柱的中轴线上，多个所述围孔环绕所述中心孔间隔开设置。

可选地，由所述内连接柱的一端朝向另一端的方向上，多个所述围孔与所述中心孔之间的孔距逐渐减小。

在本发明的一些实施例中，所述内连接柱为圆柱形，所述外连接台为圆环形。

本发明还提出一种具有上述实施例的塔筒的预应力筋连接器的混凝土塔筒。

根据本发明第二方面实施例的混凝土塔筒，包括塔筒本体和多个预应力索，所述塔筒本体包括由下到上依次相连的多个塔筒段，每个所述塔筒段均设有上下贯通的多个预应力孔道，多个所述预应力索分别设在多个所述预应力孔道内，每个所述预应力索的两端均通过锚固装置张紧固定，其中，至少一个所述预应力索包括下段索和上段索，所述上段索的下端和所述下段索的上端分别张紧固定在预应力筋连接器上，所述预应力筋连接器可以是上述任意一个实施例，

根据本发明实施例的混凝土塔筒，通过锚固装置和预应力筋连接器，可以对混凝土塔筒施加预应力，从而抵消混凝土塔筒内的侧向载荷。

可选地，所述上段索锚固在所述外连接槽上，所述下拉索锚固在所述内连接孔上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的混凝土塔筒的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一个角度的塔筒的预应力筋连接器的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的另一个角度的塔筒的预应力筋连接器的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的又一个角度的塔筒的预应力筋连接器的结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的预应力筋连接器的结构示意图。

附图标记：

预应力筋连接器100、

内连接柱1、内连接孔11、中心孔111、围孔112、

外连接台2、外连接槽21、第一外连接台22、第一外连接槽221、第二外连接台23第二外连接槽231、

混凝土塔筒1000、

塔筒本体200、塔筒段10、

塔吊装置2000、扶臂结构3000。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的混凝土塔筒1000。

如图1所示，根据本发明实施例的混凝土塔筒1000，包括塔筒本体200和多个预应力索(图中未示出)，塔筒本体200包括由下到上依次相连的多个塔筒段10，每个塔筒段10均设有上下贯通的多个预应力孔道(图中未示出)，相邻两个塔筒段10内的预应力孔道可以相互对应，多个预应力索分别设在多个预应力孔道内，每个预应力索的两端均张紧固定。

具体地，每个塔筒段10内设有多个上下贯通的预应力孔道(图未示出)，相邻两个塔筒段10内的预应力孔道可以相互对应，由此，每个预应力索可穿过一个塔筒段10的预应力孔道，也可以连续穿过两个或者多个塔筒段10的预应力孔道。锚固装置可以将每个预应力索的两端张紧固定，从而对混凝土塔筒1000施加预应力。

其中，塔筒段10为预制塔筒，混凝土塔筒1000建造所需的塔筒段10预先在工厂完成制作。预制而成的多个塔筒段10由预制工厂运输至使用场所后，由下到上依次向上拼接形成高塔。由于多个塔筒段10要在使用场所现场拼装，塔筒段10的吊装为高空作业，施工难度高，需要使用塔吊装置2000吊装作业。

本发明实施例所述的混凝土塔筒1000，在由塔吊装置2000吊装的过程中，随着已吊装完成的塔筒段的增高，塔吊装置2000也要相应增高。现有技术中，有的混凝土塔筒的高度甚至能达到百米以上，因此塔吊装置需要的高度就更高。为保障施工安全性，本发明实施例中提出，将已吊装完成的塔筒段10中，塔吊装置2000固定在合适的塔筒段10上。

如图1所示，塔吊装置2000通过至少一个扶臂结构3000连接到合适的塔筒段10上。在一个示例中，塔吊装置2000在混凝土塔筒1000的1/3高度处，以及2/3高度处均设置有扶臂结构3000，塔吊装置2000连接在两处扶臂结构3000上。这样设置，可以通过混凝土塔筒1000对塔吊装置2000提供支撑力，避免塔吊装置2000过高而弯折、大幅度摆动等。

但是塔吊装置2000通过扶臂结构3000连接到混凝土塔筒1000时，会通过扶臂结构3000施加给塔筒段10侧向荷载，因此为避免上述扶臂结构3000造成混凝土塔筒1000的倾斜、压溃，需要对已经吊装完成的塔筒段10提前施加预应力。因此上述示例中，可以当在混凝土塔筒1000建造到1/3高度处时，将这1/3高度的多个塔筒段10通过预应力索张拉、预紧。这部分塔筒段10拉紧后，再将塔吊装置2000通过扶臂结构3000连接到其中某个塔筒段10上。之后，将在混凝土塔筒1000建造到2/3高度处时，将从1/3高度处到2/3高度处的多个塔筒段10通过预应力索张拉、预紧，这部分预应力索的底部续接到上一次张拉的预应力索上，实现预应力索的连续性。当然，在整个混凝土塔筒1000建造完成后，也可以再采用另一整段的预应力索(不再分段)，将塔筒由底部到顶部张紧连接，起到加强连接作用。

对于分段连接的预应力索，为将上下两段预应力索续接上，本发明实施例提出一种预应力筋连接器100。至少一个预应力索包括下段索和上段索，上段索的下端和下段索的上端分别张紧固定在预应力筋连接器100上。这里称分段连接的预应力索包括下段索和上段索，是为方便描述预应力筋连接器100的结构，将由下方连接至预应力筋连接器100的预应力索称为下段索，将由上方连接至预应力筋连接器100的预应力索称为上段索。对于预应力索分成三段或者更多段的方案来讲，下方的预应力筋连接器100连接的上段索，是其上方的预应力筋连接器100连接的下段索。因此预应力索究竟为下段索还是上段索，是相对于其连接的预应力筋连接器100的位置而言的。

由于不分段连接的预应力索不会使用到预应力筋连接器100，因此下文中将不再对不分段的预应力索进行说明，下文中提及的预应力索均是分段的预应力索。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的塔筒的预应力筋连接器100。

如图2-图4所示，根据本发明实施例的塔筒的预应力筋连接器100，包括内连接柱1和外连接台2，内连接柱1上设有内连接孔11，内连接孔11沿轴向贯通内连接柱1，外连接台2由内连接柱1的部分外周壁向外延伸而成，外连接台2的轴向尺寸小于内连接柱1的轴向尺寸，外连接台2上沿周向设有多个间隔开的外连接槽21，外连接槽21沿轴向贯通外连接台2，外连接槽21在远离内连接柱1的一侧敞开。

也就是说，一段预应力索可以从内连接孔11的一端穿入，然后在内连接柱1的另一端锚固，另一段预应力索可以从外连接槽21的敞开位置进入外连接台2，然后在外连接台2的一个端面锚固，由此，预应力筋连接器100完成两段预应力索连接。

其中，外连接槽21设有多个且沿周向间隔开，也就是说，预应力筋连接器100可以通过外连接台2连接有多段预应力索，提高外连接台2的使用性能。多段预应力索在外连接台2上周向间隔开，有利于外连接台2的平衡，还可防止多段预应力索相互之间的影响。可选地，内连接柱1上可以设有多个内连接孔11，或者内连接孔11可以连接一段预应力索，也可以同时与多段预应力索配合，这里不做限定。

外连接台2由内连接柱1的部分外周壁向外延伸而成，也就是说，在塔筒的轴向上，内连接柱1的长度大于或等于外连接台2的长度，由此，外连接台2与内连接柱1的上端面可以在同一水平面上，也可以在不同水平面上，外连接台2与内连接柱1的下端面可以在同一水平面上，也可以在不同水平面上。优选地，如图3和图4所示，外连接台2设在内连接柱1的中间位置，外连接台2的上端面到内连接柱1的上端面的距离小于外连接台2的下端面到内连接柱1的下端面的距离，这样，塔筒的预应力筋连接器100的外形轮廓大致为十字形，便于定位安装。另外，外连接台2下端的空间较大，预应力索穿过外连接台2后可以在此处锚固，便于施工。

根据本发明实施例的塔筒的预应力筋连接器100，可以将两段预应力索紧固连接，从而对混凝土塔筒1000施加预应力，以提高支撑部位的结构强度，从而抵消塔吊装置2000对混凝土塔筒1000施加的侧向载荷，有利于混凝土塔筒1000稳定。内连接孔11和外连接槽21结构简单，两段预应力索可以较为轻易地穿过，施工方便。

可选地，上段索锚固在外连接槽21上，下段索锚固在内连接孔11上。也就是说，上段索可以从外连接槽21的敞开位置进入外连接台2，上段索的下端锚固在外连接台2的下端。下段索需要从内连接柱1的下端进入内连接孔11，然后从内连接柱1的上端伸出，下段索的上端锚固在内连接柱1的上端。可以理解的是，上段索也可以锚固在内连接孔11上，下段索锚固在外连接槽21上，这里仅描述上段索与下段索在预应力筋连接器100上的连接位置。为了便于解释本发明，下面均以上段索锚固在外连接槽21上，下段索锚固在内连接孔11上为例进行描写。

在本发明的一些实施例中，内连接柱1为圆柱形，外连接台2为圆环形。圆柱与圆环的结构较为简单，方便制造与安装，同时占用的空间较小，这样，混凝土塔筒1000的筒壁就可以将预留安装预应力筋连接器100的空间设的小一些，可以保证混凝土塔筒1000结构的稳定性。

在本发明的一些实施例中，内连接柱1的一端朝向另一端的方向上直径逐渐减小。也就是说，在内连接柱1的轴向上，内连接柱1可以是由下到上直径逐渐减小，也可以是由上到下直径逐渐减小。优选地，当下段索由下到上穿设入内连接柱1时，内连接柱1由下到上直径逐渐减小，这样，内连接柱1下端的直径比较大，较大的下端面与混凝土塔筒1000的内壁抵接更容易地限位、稳定性较强。另外，还可以将内连接孔11在内连接柱1的下端设的稍大一些，有利于下段索穿设入内连接孔11，简化施工难度。

可选地，如图3和图4所示，外连接台2邻近内连接柱1的直径小的一端，也就是说，内连接柱1与外连接台2配合的直径较小，有利于内连接柱1与外连接台2的固定，还可以使得外连接台2上下端面的空间较大，可以获得较大的锚固空间，方便施工。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，内连接柱1的外周上连接两个外连接台2，两个外连接台2沿内连接柱1的轴向间隔开设置，两个外连接台2的外连接槽21对应设置。也就是说，外连接台2设有两个，分别为第一外连接台22和第二外连接台23，两个外连接台2可以分别进行定位和锚固，例如，上段索可以先穿过第一外连接台22上的第一外连接槽221，然后再穿过第二外连接台23的第二外连接槽231，第一外连接槽221可以用来对上段索进行限位，使得多个上段索之间不会互相影响，保证上段索之间的稳定性。第二外连接槽231可以用来锚固上段索，由于上段索经过第一外连接槽221的限位，然后再经过第二外连接槽231的锚固，可以使得上段索更加紧固。

在本发明的一些实施例中，内连接孔11包括中心孔111和多个围孔112，中心孔111设在内连接柱1的中轴线上，多个围孔112环绕中心孔111间隔开设置。也就是说，内连接孔11可以连接多个下段索，多个下段索之间相互间隔开，不互相影响。多个下段索连接在预应力筋连接器100上可以提高对混凝土塔筒1000施加的预应力。同时还可以节约混凝土塔筒1000筒壁的空间，提高混凝土塔筒1000的稳定性。中心孔111设在内连接柱1的中轴线上，多个围孔112环绕中心孔111间隔开设置，其中，多个围孔112对称设置，可以使得下段索锚固后内连接柱1较为平衡，可提高内连接柱1的稳定性。

可选地，由内连接柱1的一端朝向另一端的方向上，多个围孔112与中心孔111之间的孔距逐渐减小。也就是说，可以是内连接柱1的上端朝向下端的方向上，多个围孔112与中心孔111的孔距逐渐减小，也可以是内连接柱1的下端朝向上端的方向上，多个围孔112与中心孔111的孔距逐渐减小，优选地，当预应力索由下端朝向上端穿设，且在内连接柱1的上端锚固时，内连接柱1的下端朝向上端的方向上，多个围孔112与中心孔111的孔距逐渐减小，这样，当多个预应力索穿设进内连接柱1时可以进一步增加隔开的距离，避免相互影响，同时，在多个预应力索在内连接柱1的上端被锚固时会靠的较近，可以集中锚固，方便施工。

根据本发明实施例的混凝土塔筒1000的其他构成例如塔基等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面参考图2-图3描述本发明一个具体实施例预应力筋连接器100的具体结构。

如图2-图3所示，本实施例的预应力筋连接器100包括内连接柱1和外连接台2，内连接柱1上设有内连接孔11，内连接孔11沿轴向贯通内连接柱1，内连接孔11包括中心孔111和六个围孔112，中心孔111设在内连接柱1的中轴线上，六个围孔112环绕中心孔111间隔开设置。内连接柱1的一端朝向另一端的方向上直径逐渐减小。外连接台2由内连接柱1的部分外周壁向外延伸而成，外连接台2的轴向尺寸小于内连接柱1的轴向尺寸，外连接台2上沿周向设有十个间隔开的外连接槽21，外连接槽21沿轴向贯通外连接台2，外连接槽21在远离内连接柱1的一侧敞开。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”“可选地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，包括：

内连接柱，所述内连接柱上设有内连接孔，所述内连接孔沿轴向贯通所述内连接柱；

外连接台，所述外连接台由所述内连接柱的部分外周壁向外延伸而成，所述外连接台的轴向尺寸小于所述内连接柱的轴向尺寸，所述外连接台上沿周向设有多个间隔开的外连接槽，所述外连接槽沿轴向贯通所述外连接台，所述外连接槽在远离所述内连接柱的一侧敞开。

2.根据权利要求1所述的塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，所述内连接柱由一端朝向另一端的方向上直径逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，所述外连接台邻近所述内连接柱的直径小的一端设置。

4.根据权利要求1所述的塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，所述内连接柱的外周上连接两个所述外连接台，两个所述外连接台沿所述内连接柱的轴向间隔开设置，两个所述外连接台上的所述外连接槽对应设置。

5.根据权利要求1所述的塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，所述内连接孔包括中心孔和多个围孔，所述中心孔设在所述内连接柱的中轴线上，多个所述围孔环绕所述中心孔间隔开设置。

6.根据权利要求5所述的塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，由所述内连接柱的一端朝向另一端的方向上，多个所述围孔与所述中心孔之间的孔距逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的塔筒的预应力筋连接器，其特征在于，所述内连接柱为圆柱形，所述外连接台为圆环形。

8.一种混凝土塔筒，其特征在于，包括：

塔筒本体，所述塔筒本体包括由下到上依次相连的多个塔筒段，每个所述塔筒段均设有上下贯通的多个预应力孔道；

多个预应力索，多个所述预应力索分别设在多个所述预应力孔道内，每个所述预应力索的两端均通过锚固装置张紧固定；其中，

至少一个所述预应力索包括下段索和上段索，所述上段索的下端和所述下段索的上端分别张紧固定在预应力筋连接器上，所述预应力筋连接器为根据权利要求1-7中任一项所述的塔筒的预应力筋连接器。

9.根据权利要求8所述的混凝土塔筒，其特征在于，所述上段索锚固在所述外连接槽上，所述下段索锚固在所述内连接孔上。

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