一种采用无级调节套筒的风电混塔预制塔筒及其施工方法
技术领域
本发明涉及预制装配式风电混塔
技术领域
，尤其是一种采用无级调节套筒的风电混塔预制塔筒及其施工方法。背景技术
传统化石燃料的大规模使用造成了自然环境的污染，使全球变暖加剧，形成世界范围内自然能源紧缺。风电塔筒对发风力电机组起到支撑与吸收震动的作用，是风力发电的重要设备之一。随着风力发电逐渐向单机大容量发展，考虑到风电工程的特殊性，风电塔筒预制混凝土构件往往质量较大，高度较高，在安装过程中也面临吊装高度大、施工环境复杂等问题，造成预制装配式风电塔筒在吊装和拼接过程中的施工困难。因此，为保障吊装过程的安全，保证各节段拼装质量，对于风电塔筒预制混凝土构件的吊装方案提出了更高的要求。
现有的预制风电塔筒吊装及连接技术难以保证各节段底侧接触面处于同一水平位置，在吊装拼接时经常出现接缝不密实、横缝空鼓、节段倾斜、单侧受压等问题，且高空作业难以控制节段竖直角度，对于水平高程的调整难度巨大。在吊装预制风电混塔的塔筒、完成各节段连接时，水平高度的调节是亟需解决的混塔装配难题。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种采用无级调节套筒的风电混塔预制塔筒及其施工方法，通过在上、下板段之间设置构成限位的楔形钢板以及无级调节套筒连接件，可为各风电塔筒预制混凝土构件在吊装与连接时提供稳定可靠的水平高度调节方法，保证节段竖直拼装，提高拼装质量。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种采用无级调节套筒的风电混塔预制塔筒，其特征在于：包括风电混塔预制塔筒，所述风电混塔预制塔筒由上板段和下板段构成，其中所述上板段的底部埋设有楔形钢板，所述下板段的顶部埋设有无级调节套筒连接件，所述楔形钢板和所述无级调节套筒连接件构成限位配合，且所述无级调节套筒连接件与所述楔形钢板之间的相对位置可调。
所述无级调节套筒连接件包括预留楔形钢板、高强方形钢套筒、高强螺栓以及高强螺栓套筒，其中所述高强方形钢套筒埋设在所述下板段的顶部，所述预留楔形钢板设置在所述高强方形钢套筒内且与所述楔形钢板构成限位配合，所述高强螺栓套筒贯穿设置在所述高强方形钢套筒的一侧，所述高强螺栓设置在所述高强螺栓套筒内并构成螺纹配合，所述高强螺栓可调整所述预留楔形钢板在所述高强方形钢套筒内的位置，从而调整所述预留楔形钢板与所述楔形钢板之间的相对位置。
所述高强方形钢套筒上预留有灌浆孔。
所述预留楔形钢板和所述楔形钢板的楔形斜面相对，所述高强螺栓设置在所述预留楔形钢板的楔形斜面的另一侧。
所述预留楔形钢板与所述高强方形钢套筒之间填充有填充体。
所述上板段底部在所述楔形钢板两侧具有高度差以在所述上板段和所述下板段之间形成出浆孔。
一种涉及上述的采用无级调节套筒的风电混塔预制塔筒的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：
在风电混塔预制塔筒的上板段的底部埋设楔形钢板，同时在风电混塔预制塔筒的下板段的顶部对应位置埋设无级调节套筒连接件；
将所述楔形钢板插入临时拼装平台槽道内部；
利用与所述无级调节套筒连接件的预留楔形钢板等底面积的T形标尺，通过改变高强螺栓的松紧将所有孔道调整至同一标高；
吊装上板段，将所述楔形钢板插入所述无级调节套筒连接件的内部，拧动高强螺栓使预留楔形钢板在高强方形钢套筒内的位置进行改变，从而改变所述预留楔形钢板与所述楔形钢板之间的相对位置，进而调节所述上板段与所述下板段之间的各接触点的高度，直至满足水平和竖向要求；
通过灌浆孔灌入填充体，待所述填充体凝固后，完成所述上板段和所述下板段之间的连接。
本发明的优点是：通过埋入式可变高度套筒，达到无级调节拼接高度的目的，便于拼接过程节段接触面高程调节，降低施工难题，提高拼装质量；结构简单合理，使用方便，适于推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中无级调节套筒连接件及楔形钢板的结构示意图；
图3为本发明中无级调节套筒连接件的使用状态示意图；
图4为本发明中上板段和下板段的连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中各标记分别表示为：风电混塔预制塔筒1、上板段101、下板段102、楔形钢板103、出浆孔104；无级调节套筒连接件2、预留楔形钢板201、高强方形钢套筒202、高强螺栓203、高强螺栓套筒204、套筒中心开孔205、灌浆孔206、填充材料207。
实施例：如图1所示，本实施例中采用无级调节套筒的风电混塔预制塔筒，其包括风电塔预制塔筒1和无级调节套筒连接件2。其中风电塔预制塔筒1沿其高度方向可由若干节段拼装构成，相邻的两个节段分别为上板段101和下板段102，上板段101安装在下板段102的上方。
如图1所示，在上板段101底部埋入有楔形钢板103，在下板段102顶部埋入有无级调节套筒连接件2，楔形钢板103和无级调节套筒连接件2可构成限位配合，从而限制上板段101和下板段102之间的相对位置，保证拼装施工的精度。
具体而言，如图1和图2所示，无级调节套筒连接件2包括预留楔形钢板201、高强方形钢套筒202、高强螺栓203及高强螺栓套筒204。其中，高强方形钢套筒202在长边侧面中心开孔205，孔径与所述高强螺栓套筒204外径相同，高强螺栓套筒204与高强方形钢套筒202之间采用焊接连接，且高强螺栓套筒204的筒体内部通过套筒中心开孔205与高强方形钢套筒202的筒体内部相贯通。高强螺栓203插装于高强螺栓套筒204的内部且两者之间构成螺纹配合，使得高强螺栓203可在高强螺栓套筒204内拧入拧出；同时，高强螺栓203的螺柱长度大于高强螺栓套筒204的筒体长度，从而使高强螺栓203的螺柱可伸入至高强方形钢套筒202的内部。预留楔形钢板201置于高强方形钢套筒202的内部，其楔形斜面朝向楔形钢板103的楔形斜面，两者的斜面相适配。预留楔形钢板201的另一侧与高强螺栓203相对，当高强螺栓203拧入时，其可对预留楔形钢板201进行顶推使预留楔形钢板201在高强方形钢套筒202的内部移动，从而改变预留楔形钢板201与楔形钢板103的相对位置，进而调整上板段101和下板段202之间的相对位置。
在应用时，沿上板段101和下板段102的周向可均匀对称布置多个由楔形钢板103与无级调节套筒连接件2所构成的限位结构，进一步提高上板段101和下板段102之间的拼装精度。
在应用时，当风电混塔预制塔筒1由两个及两个以上的塔筒节段拼装构成时，沿高度方向相邻的两个塔筒节段之间均可设置由楔形钢板103与无级调节套筒连接件2所构成的限位结构，以保证上、下两个塔筒节段之间的拼装精度。
如图1所示，在高强方形钢套筒202的下部预留有灌浆孔206，该灌浆孔206与高强方形钢套筒202的内部相贯通。同时，上板段101的底部在楔形钢板103两侧具有一定高度差，从而在上板段101和下板段102之间形成出浆孔104。通过向灌浆孔206内灌注作为填充体的填充材料207，可以对高强方形钢套筒202与预留楔形钢板201之间的间隙以及上板段101与下板段102之间的间隙进行填充，从而将上板段101和下板段102连接固定构成整体。
本实施例在施工时，具体包括以下步骤：
1）将高强螺栓套筒204焊接于高强方形钢套筒202长边侧面开孔205处，高强螺栓套筒204的长度为从高强方形钢套筒202内壁到下板段102表面。
2）将楔形钢板103置于混凝土塔筒上板段101底部，并保证其伸出长度不应小于高强方形钢套筒202的内壁高度。
3）将焊接完成的高强方形钢套筒202置于下板段102顶部对应位置，套筒口略低于混凝土表面，与所连接上板段101下部楔形钢板103形成对位安装。
4）浇筑风电混塔预制塔筒1，并连接形成风电塔预制塔筒段，其中混凝土与连接方式按施工方要求及施工现场条件决定。
5）将预留楔形钢板201放入高强方形钢套筒202内部，在放置时，预留楔形钢板201的直边朝向高强方形钢套筒202开有套筒中心开孔205的一侧内壁。
6）将上板段101底部楔形钢板103插入临时拼装平台槽道内部，便于后期对位。该临时拼装平台是塔筒节段吊装前在地面完成各弯板和平板拼接时的混凝土地面基础。该基础中埋有低于地面的槽道，其作用类似于对位孔道，便于板端部钢板插入，完成吊装前半段竖缝拼接对位。即座位塔筒节段的上板段101和下板段102本体亦为拼装结构，该临时拼装平台用于塔筒节段的各弯板和拼板拼装所用。
7）利用与楔形板等底面积的T形标尺，通过改变高强螺栓203的松紧将所有预留楔形钢板201与高强方形钢套筒202之间所形成的孔道调整至同一标高，该孔道对应于楔形钢板103的位置。
如图3（b）所示，当拧入高强螺栓203时，随着其拧入长度的增加，预留楔形钢板201向内移动，此时，预留楔形钢板201的一侧与高强方形钢套筒202之间形成的孔道相应减小，其内部楔形预留高度h2减少。如图3（a）所示，当拧出高强螺栓203时，随着其拧入长度的减少，预留楔形钢板202向外侧移动，这样一来，预留楔形钢板201的一侧与高强方形钢套筒202之间形成的孔道相应增大，其内部楔形预留高度h1增加。结合图3（a）、（b）所示，当高强螺栓203拧入时，其h2显著小于h1，使楔形钢板103的插入深度得到限位控制，进而使上板段101与下板段102之间的竖向相对位置得到限位。
8）吊装上板段101，将其底部的楔形钢板103对位插入无级调节套筒连接件2内部，拧动高强螺栓203调节各接触点的高度，直至满足水平和竖向要求。满足要求后，吊车完全松勾，使上板段101架设在下板段102上。
如图4所示，上板段101与下板段102之间沿周向设置有若干个无级调节套筒连接件2；通过控制各无级调节套筒连接件2的内部楔形预留高度，使上板段2整体水平，保证节段竖直拼装，提高拼装精度。
9）通过进浆孔206灌入填充材料207，待出浆孔207流出填充材料207后判断填充材料207已灌满。之后待填充材料207凝固即完成连接，其中混凝土和建筑胶207按施工方要求及施工现场条件决定。
本实施例在具体实施时：填充材料207可采用高强灌浆料或建筑胶。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
