一、背景介紹

自陸上風(fēng)電進(jìn)入平價(jià)時(shí)代以來(lái)，受風(fēng)電項(xiàng)目投資收益率的影響，機(jī)組大型化趨勢(shì)明顯加速。主流風(fēng)機(jī)制造商均已推出10MW平臺(tái)級(jí)別機(jī)組，搭配200米以上的葉輪。機(jī)組大型化帶來(lái)初始投資成本的顯著降低，但同時(shí)也對(duì)塔筒支撐結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。

對(duì)于高塔筒而言，傳統(tǒng)的解決方案多采用體外預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，搭配普通高強(qiáng)混凝土。此種塔筒具有安裝方便快捷、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有構(gòu)件尺寸大，不利于生產(chǎn)運(yùn)輸，承載力和抗疲勞性能受限等缺點(diǎn)。隨著風(fēng)機(jī)和葉片的快速迭代，傳統(tǒng)塔筒方案已經(jīng)逐漸難以適應(yīng)載荷和頻率等技術(shù)要求。

在此背景下，我司研發(fā)設(shè)計(jì)了適用于陸上風(fēng)電機(jī)組的鋼-超高性能混凝土體內(nèi)預(yù)應(yīng)力塔筒，有效的解決了日益增加的載荷水平與嚴(yán)格的頻率和葉尖凈空要求這一核心矛盾。

二、技術(shù)方案

我司混塔方案采用鋼-超高性能混凝土組合結(jié)構(gòu)，并采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。下部由超高性能混凝土預(yù)制構(gòu)件安裝而成，中部通過(guò)鋼制過(guò)渡段過(guò)渡，頂部由傳統(tǒng)單管鋼塔筒組成。

下部超高性能混凝土構(gòu)件由幾類標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成，分別為等直徑模塊、錐形過(guò)渡模塊和頂部錨固模塊。在預(yù)制模塊中預(yù)留體內(nèi)預(yù)應(yīng)力安裝孔道，安裝完超高性能混凝土構(gòu)件以及鋼制過(guò)渡段之后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力穿束和張拉，使得超高性能混凝土構(gòu)件緊密連接成整體。最后安裝頂部單管鋼塔筒，通過(guò)L形法蘭與鋼制過(guò)渡段連接。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：

1）混凝土塔筒部分采用了一種直段-錐段-直段的體型，減少了構(gòu)件種類，即減少了模具的一次性投入；

2）混凝土塔筒部分采用了超高性能混凝土和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的組合，充分利用了材料的強(qiáng)度，同時(shí)很好的控制了主材用量，在滿足結(jié)構(gòu)安全性的前提下，使得結(jié)構(gòu)保持輕巧，實(shí)現(xiàn)了承載力和頻率以及葉尖凈空要求的平衡；

3）在混凝土塔筒中上部設(shè)置了部分預(yù)應(yīng)力錨固點(diǎn)，有效的解決了混凝土受壓疲勞問(wèn)題，同時(shí)也降低了預(yù)應(yīng)力鋼絞線的用量。

三、應(yīng)用案例

我司在原材料、配合比設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制等方面攻克多項(xiàng)技術(shù)難題，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超高性能混凝土構(gòu)件的量產(chǎn)，并且成功應(yīng)用于巨石漣水、國(guó)投寶坻和國(guó)華順寧等項(xiàng)目中，取得了優(yōu)異的效果。相比于傳統(tǒng)混凝土塔筒，我司混塔具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、表觀質(zhì)量好等一系列優(yōu)點(diǎn)，得到了業(yè)主的認(rèn)可和好評(píng)。