一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段的制作方法

1.本发明涉及风电技术领域，具体涉及一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段。


背景技术：

2.风电机组钢混塔架需要采用转接段将混凝土段和钢制段进行过渡连接，转接段需要同时承担上部钢制塔架的外载及混凝土段的预应力，受力状态极其复杂。为满足转接段的承载力要求，采用一般钢筋混凝土结构的转接段时需要较大的结构配筋，由于钢筋过于密集导致绑扎、施工困难，同时在浇筑时不利于混凝土流动，容易造成局部强度削弱等质量问题。并且一般钢筋混凝土结构的转接段采用长锚栓组件(锚栓及预埋于转接段中的锚板)和钢塔进行连接，由于高强锚栓孔道定位精度差，导致锚栓连接施工困难，锚板底部混凝土易形成空腔，需要二次灌浆，工艺繁琐。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明提出一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段，能够降低转接段的施工难度。
4.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段，包括外钢壳和嵌套于其内的内钢壳，所述外钢壳和内钢壳通过多个筋板连接，所述外钢壳和内钢壳的两端均通过封板连接，且外钢壳和内钢壳之间具有腔体。
5.将混凝土浇注至外钢壳和内钢壳之间的腔体内，使转接段共包括两部分，一部分为内钢壳、外钢壳、封板和筋板组成的钢结构主体，另一部分为浇筑于钢结构主体内的混凝土。
6.进一步地，还包括转接法兰，所述转接法兰与外钢壳的端部焊接。
7.进一步地，所述外钢壳和内钢壳的两端分别通过上封板和下封板连接，所述上封板、下封板、外钢壳及内钢壳均与筋板焊接固定。
8.进一步地，所述外钢壳和内钢壳相互靠近的一侧均设有筋板二，所述筋板二绕周向设有多个，所述筋板二的两端分别与上封板和下封板焊接固定。
9.进一步地，所述筋板和筋板二上均开设有多个连通两侧的通孔。
10.进一步地，所述通孔的直径为100mm。
11.进一步地，所述上封板和下封板上均绕周向、间隔均匀地开设有多个连通腔体的预埋孔，且上封板和下封板的预埋孔一一对应设置。
12.进一步地，所述上封板和下封板均开设有12个预埋孔，所述预埋孔的直径为400mm。
13.进一步地，所述上封板绕周向、间隔均匀地开设有多个浇注孔，所述筋板将腔体分隔内部分隔为多个浇注腔，所述浇注孔与浇注腔相连通。
14.进一步地，所述浇注孔开设有12个，所述浇注孔的直径为400mm。
15.上述一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段的有益效果是：
16.(1)钢结构对内部混凝土具有套箍作用，使得混凝土极限强度提高，并且混凝土对外部钢结构又有支撑作用，避免钢材发生屈伸。
17.(2)既提升了受力性能，又取消了密集的结构配筋，使浇筑工艺更加便捷，使混凝土浇筑质量更易保证。
18.(3)转接法兰能够直接与钢制段塔架采用一般高强螺栓连接，取消上下锚板及超长高强锚栓，解决了锚板二次灌浆质量难以保证、锚栓连接施工困难的问题。
19.(4)混凝土能够在腔体内流动提高整体性，并在通孔内形成混凝土抗剪柱，将内外钢壳和各筋板锚固在一起，防止钢板屈曲，提高钢板承载能力。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
21.图1为本发明一实施例提供的一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段的示意图；
22.图2为图1所示的一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段的侧面剖视示意图；
23.图3为图1所示的一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段的底部示意图；
24.图4为图1所示的一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段的顶部剖视示意图；
25.附图标记：
26.10-钢结构主体、11-外钢壳、12-内钢壳、
27.20-上封板、201-浇注孔、202-预埋孔、21-下封板、
28.30-筋板、32-筋板二、33-通孔；
29.40-转接法兰。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
31.请参阅图1至图4，本发明提供一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段，包括钢结构主体10和混凝土，混凝土浇注在钢结构内部空腔内，和钢结构主体协同工作，既大幅提升了力学性能，又改善了施工难度。
32.具体地，钢结构主体10包括外钢壳11和嵌套于其内的内钢壳12，外钢壳11环绕设置在内钢壳12外部，且均为钢板，通过多个周向设置的筋板30相互连接，外钢壳11和内钢壳12的两端通过封板连接密封，使内部形成腔体，用于浇注混凝土。在内部腔体灌注混凝土，能够与钢结构主体10协同工作，并且内外钢壳的结构能够对内部混凝土具有套箍作用，提升混凝土极限强度，同时混凝土对外部钢结构又有支撑作用，避免钢板发生屈曲，提高了钢材的承载能力。
33.外钢壳11和内钢壳12的两端分别通过上封板20和下封板21连接，筋板30为大筋板，上下侧分别与上封板20和下封板21焊接固定，且两侧分别与外钢壳11和内钢壳12焊接固定，将腔体分隔为多个浇注腔，使整个钢结构主体10具有更好的整体性，形成稳定的混凝
土浇注腔体。
34.具体地，还包括为小筋板的筋板二32，外钢壳11和内钢壳12相互靠近的一侧均绕周向设有多个筋板二32，且相邻筋板30之间均设有筋板二32，筋板二32与内钢壳12或外钢壳11焊接固定，且上下侧分别与上封板20和下封板21焊接固定，以加强钢板的强度和提高整体性。筋板30和筋板二32上均开设有多个连通两侧的通孔33，使各浇注腔能够连通，从而便于混凝土在腔体内流动以提高整体性，并且在浇注成型后，通孔33内会形成混凝土抗剪柱，将筋板30、筋板二32、外钢壳11和内钢壳12牢牢地锚固在一起，防止钢板屈曲，大幅提高了钢板承载能力。在本实施方式中，通孔33的直径为100mm。
35.上封板20绕周向、间隔均匀地开设有多个连通浇注腔的浇注孔201，且均与浇注腔相连通，用于向浇注腔内浇注混凝土和排气。
36.上封板20和下封板21上还绕周向、间隔均匀地开设有多个预埋孔202，预埋孔202均与腔体连通，且上下侧的预埋孔202一一对应设置，用于装配张拉预埋管。将张拉预埋管的上端穿过上侧预埋孔202，且圆盘法兰通过螺栓与上封板20进行固定，下端穿过下侧预埋孔202进行辅助定位，可在混凝土浇注后形成通道，用于预应力钢绞线安装张拉。在本实施方式中，浇注孔201和预埋孔202均设有12个，且直径均为400mm，且上封板20的预埋孔202和浇注孔201交替间隔的设置。
37.具体地，还包括转接法兰40，转接法兰40焊接固定在外钢壳11的顶部上，通过集成钢制段塔架的转接法兰40，后期可通过高强锚栓与钢制段塔架进行连接，取消了超长高强锚栓和上下锚板的结构，从而解决了锚板二次灌浆质量难以保证、锚栓连接施工困难等问题。
38.使用上述一种用于风电塔架的钢混组合结构转接段，通过钢板和混凝土两种材料形成的组合结构协同工作和相互增益，具有以下技术效果：
39.(1)钢结构对内部混凝土具有套箍作用，使得混凝土极限强度提高，并且混凝土对外部钢结构又有支撑作用，避免钢材发生屈伸。
40.(2)通过大幅提升受力性能，取消了密集的结构配筋，改善工艺性的同时，也增加了安全性，使浇筑工艺更加便捷，使混凝土浇筑质量更易保证。
41.(3)在外钢壳上焊接转接法兰，后期能够直接与钢制段塔架采用一般高强螺栓连接，取消上下锚板及超长高强锚栓，解决了锚板二次灌浆质量难以保证、锚栓连接施工困难的问题。
42.(4)混凝土能够在腔体内流动提高整体性，并在通孔内形成混凝土抗剪柱，将内外钢壳和各筋板锚固在一起，防止钢板屈曲，提高钢板承载能力。
43.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。