CN104040096B - 一种套筒式塔架的架设方法 - Google Patents

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Abstract

一种套筒式塔架(100)的架设方法，该套筒式塔架(100)具有至少一个预应力混凝土节段，包括以下步骤：将节段(2，4，6，8，10)架设到初始位置，在该初始位置处，叠合节段沿同一轴线设置在底座节段(10)中；设置架设装置(14，16，18)；在所述底座节段(10)外表面上设置操作支撑平台(20)，该操作支撑平台(20)与所述底座节段(10)的上边缘基本垂直；沿径向将最内侧的叠合节段(2，4，6，8)从初始位置吊起，在所述叠合节段(2，4，6，8)的下端和紧邻外周的节段(4，6，8，10)的上端形成接合；在所述接合部位设置锚固装置，用于至少临时性固定彼此相应的各节段(2，4，6，8，10)。

Description

一种套筒式塔架的架设方法
技术领域
本发明涉及一种套筒式塔架的架设方法，尤其是一种具有至少一个预应力混凝土节段的套筒式塔架的架设方法。例如，设计用于支撑风轮机的具有预应力混凝土节段的套筒式塔架。
因此，本发明主要涉及建筑业，尤其是混凝土。此外，还涉及可再生或绿色能源，尤其是风能。
背景技术
现有技术中已知的塔架至少由两节段组成，包括至少一个用于将风轮机支撑在高处的预应力节段。现有技术中公开的所述节段也可以是组装式的，通常由瓷砖或片段状的器件组装成，从而形成锥形或截锥形的圆柱状节段。塔架的总高度随使用的节段组合而不同，即可以是高度全部相同的节段，或者部分节段的高度相同，或者所有节段的高度都不相同。
近来，现有技术中公开了多种套筒式塔架。该塔架至少由两个直径不同的同旋转轴节段组成，节段可由片状器件组装成。
然而，现有技术中的这些套筒式塔架的架设方法仍不是最佳的。
例如，专利WO2011/006526A1中公开了一种基于处理的架设方法。一方面，该方法用缆绳或者筋条连接每个节段的上边缘和紧邻其内周的节段的下边缘。另一方面，包括作用在所述缆绳或筋条上的牵引装置，牵引装置紧靠节段外部上边缘的架设位置，并将位于折叠位置的内部节段从下边缘吊起，从而将所述内部节段吊到架设位置。按此操作，将一组与缆绳连接的内部节段吊起，直到完成所有节段的起吊工作。该专利公开的方法是将操作支撑平台设置在套筒式塔架内，随着塔架架设的进行，套筒式塔架逐渐升高。
需注意的是，每次进行吊起操作时，操作员必须到接合部位所在的高度作业，处理所述接合锚固装置以固定彼此相应的节段。这一高度位于外侧节段的上端和内侧节段的下端之间。该方法使得作业人员及设置于操作室内的装置的位置逐渐升高，从而增加了架设套筒式塔架所需的操作次数，因而延长架设时间。此外，在塔架内部设置操作平台，违背安全生产法规中规定的禁止操作人员在悬吊负载环境下作业。
发明内容
下面简单描述本发明的套筒式塔架，该套筒式塔架包括所述锥形或者截锥形的圆柱形节段。该套筒式塔架也可包括椭圆形或者多边形节段，或者其他任意合适形状的节段。为简化描述，应当理解，各节段的位置由节段旋转轴的位置限定，即当节段的旋转轴处于竖直位置时，节段也处于竖直位置；当节段的旋转轴处于水平位置时，节段也处于水平位置。
因此，本发明的目的在于提供一种套筒式塔架的架设方法，尤其是一种具有至少一个预应力混凝土节段的套筒式塔架的架设方法。例如，设计用于支撑风轮机的具有预应力混凝土节段的套筒式塔架。
更具体的，本发明提出的具有至少一个预应力混凝土节段的套筒式塔架的架设方法。该套筒式塔架包括底座节段和多个叠合节段。其中，所述底座节段的直径大于所述叠合节段的直径，该架设方法包括以下步骤：
a)将所述节段设置在初始位置，在该初始位置处，所述底座节段垂直所述架设表面，并且所述叠合节段沿同一轴线设置在所述底座节段中；
b)设置架设装置，该架设装置可选择性地吊起所述叠合节段；
c)在所述底座节段外表面上设置操作支撑平台，该操作支撑平台与所述底座节段的上边缘基本垂直；
d)通过所述架设装置，沿径向将最内侧的叠合节段从初始位置吊起到架设位置。在该位置处，被吊起的叠合节段的下端基本垂直于紧邻其外周的节段的上端。从而在所述叠合节段的下端和紧邻外周的节段的上端间形成接合，所述接合基本垂直于所述操作支撑平台；
e)在所述接合部位设置锚固装置，通过位于所述操作支撑平台中的操作员，至少临时性固定彼此相应的各节段；
f)至少重复步骤d)和步骤e)一次。
根据本发明套筒式塔架的架设方法，其步骤可按相反顺序进行，(即与描述的操作相反，完全按相反的顺序执行步骤)，从而可将所述套筒式塔架拆卸。
值得指出，根据本发明的架设方法，在架设过程中可将操作支撑平台设置在预定高度。在其余的架设步骤中，操作支撑平台处于同一高度。此外，操作支撑平台设置在底座节段的外部，从而符合安全生产法规中规定的禁止操作人员在悬吊负载环境下作业。
根据本发明的方法可使用多种架设装置。例如，传统的移动式外部起重机。然而，优选使用“自升式”架设装置，即安装在塔架上的架设装置。例如将靠在其他节段上的节段吊起的缆绳和起重机组，将节段吊起的液压起重机和齿条齿轮组，或者其他类似装置。还可以组合不同类型的架设装置，例如，通过传统的移动式外部起重机将第一批节段架设到初始位置，而利用自升式装置吊起其余节段。
根据本发明的方法可包括导向装置，该装置用于将节段沿预定轨迹吊起。所述导向装置可包括：至少一个固定构件，该固定构件通过下部固定在所述底座节段的外表面上，固定构件向上延伸超出所述底座节段的上边缘；至少一个张拉构件，张拉构件悬于所述固定构件上，并高于所述底座节段的上边缘；至少一个位移元件，该位移元件设置在张拉构件的自由端；所述张拉构件用于将所述位移元件挤压在被吊起的叠合节段上，从而按预定轨迹引导起吊中的节段。例如，所述张拉构件可调节长度，从而可引导不同直径的节段。在操作过程中，所述固定构件保持在同一位置。
附图说明
本发明的特征和优点将在下面参照附图描述的实施例中体现，这些实施例不作为对实施方式的限制，其中：
图1A、图1B、图1C和图1D是套筒式塔架的正视图，图中示出了根据本发明架设方法第一实施例的不同阶段。
图2A、图2B、图2C和图2D是套筒式塔架的正视图，图中示出了根据本发明架设方法第二实施例的不同阶段。
图3是图1A中细节的正视图。
图4是图2A中细节的正视图。
具体实施方式
除了部件300外，说明书附图中的套筒式塔架都沿中心纵轴对称。因此，为方便描述，部件14、16、18、20、22、24、26只标注在所述中心纵轴的一侧。需理解，中心纵轴另一侧的相似部件的引用相同。
图1A、图1B、图1C、图1D和图3示出了根据本发明套筒式塔架100架设方法的第一实施例。所述套筒式塔架100包括基础，底座节段10，四个叠合节段2、4、6、8，风轮机300和支撑结构400。其中，基础部分具有上部架设表面200，支撑结构400固定在所述底座节段10的内部。
在该实施例中，中间的叠合节段4、6、8都呈直筒形，并且长度相同。上部的叠合节段2也呈直筒形，但长度比中间的叠合节段4、6、8长。底座节段10的下部主体部分呈截锥形，其余部分呈直筒形。所述底座节段10的总长度比所述上部叠合节段2长。
进一步，在该实施例中(该实施例不作为对实施方式的限制)，套筒式塔架100是离岸式塔架，因而图1A、图1B、图1C、图1D和图3中画出了水面线。
更具体的，将所述节段2、4、6、8、10设置到初始位置。其中，所述底座节段10垂直于所述架设表面200，并且所述叠合节段2、4、6、8沿同一轴线设置在所述底座节段10中。设置架设装置14、16、18，这些架设装置可选择性地吊起所述叠合节段2、4、6、8。在所述底座节段10外表面上设置操作支撑平台20，该支撑平台20与所述底座节段10的上边缘基本垂直。如图1A和图3的细节图中所示，从而可将所述叠合节段2、4、6、8吊起。
在该实施例中，套筒式塔架100是离岸式塔架。优选，所述操作支撑平台20的设置高于可预见的最高海平面。
根据本发明的架设方法，上部叠合节段2首先被吊起，接着是叠合节段4。
具体的，图1B示出了根据本发明的该实施例的步骤中的一个阶段。其中，上部叠合节段2已被完全吊起，并固定在叠合节段4上。叠合节段4已被完全吊起，并在所述叠合节段4的下端和叠合节段6的上端间形成接合。叠合节段6紧邻叠合节段4的外周，所述接合基本垂直于所述操作支撑平台20。
图1C示出了根据本发明的该实施例的步骤中的后一阶段。其中，上部叠合节段2已被完全吊起，并固定在叠合节段4上。上部叠合节段4已被完全吊起，并固定在叠合节段6上。叠合节段6已被完全吊起，并在所述叠合节段6的下端和叠合节段8的上端间形成接合。叠合节段8紧邻叠合节段6的外周，所述接合基本垂直于所述操作支撑平台20。
最后，图1D示出了根据本发明的该实施例的步骤中的后一阶段。其中，上部叠合节段2、4、6、8已被完全吊起，并分别紧邻固定在叠合节段4、6、8、10的外周，支持装置400清空。根据本发明的一实施例可包括另外的步骤，如将操作支平台20拆卸，还可进一步将支撑装置400拆卸，和/或将架设装置14、16、18拆卸。
如图3所示，在该实施例中，对于每一个叠合节段2、4、6、8来说，所述架设装置包括：两组缆绳16，限位装置18，牵引装置14。缆绳16分别连接所述叠合节段2、4、6、8的下端和紧邻其外周的叠合节段4、6、8、10的上端。在该实施例中，限位装置18包括楔子和包含楔子的限位片组。限位装置位于每根缆绳16的下端，用于将每根缆绳16固定到下端。牵引装置14是固定在每根缆绳16上端的起重机，用于将每根缆绳16向上拉起，并依次将每个下端部分吊起。所述牵引装置14可包括数个起重机，每个起重机安装在每根缆绳的上端(如图所示)。或者可包括少于缆绳数量的起重机，可用的起重机连续地设置在每根缆绳16的上端。这些装置14、16、18都已被现有技术公开。例如，专利文件WO2011/006526A1，在此不做详细描述。
图2A、图2B、图2C、图2D和图4示出了根据本发明的架设方法的第二实施例。所述套筒式塔架100包括基础，底座节段10，四个叠合节段2、4、6、8，风轮机300和支撑结构400。其中，基础具有上部架设表面200，支撑结构400固定在所述底座节段10的内部。
在该实施例中，中间的叠合节段4、6、8都呈直筒形，并且长度相同。上部的叠合节段2也呈直筒形，但长度比中间的叠合节段4、6、8长。底座节段10的下部主体部分呈截锥形，其余部分呈直筒形。所述底座节段10的总长度比所述上部叠合节段2长。
进一步，在该实施例中(该实施例不作为对实施方式的限制)，套筒式塔架100是离岸式塔架，因而图2A、图2B、图2C、图2D和图4中画出了水面线。
更具体的，将所述节段2、4、6、8、10设置到初始位置。在该初始位置处，所述底座节段10垂直于所述架设表面200。所述叠合节段2、4、6、8沿同一轴线设置在所述底座节段10中。设置架设装置14、16、18，这些架设装置可选择性地吊起所述叠合节段2、4、6、8。在所述底座节段10外表面上设置操作支撑平台20，该支撑平台20与所述底座节段10的上边缘基本垂直。在所述底座节段10的外表面上设置导向装置22、24、26，如图2A和图4的细节图中所示，从而可将所述叠合节段2、4、6、8吊起。
在该实施例中，套筒式塔架100是离岸式塔架。优选，所述操作支撑平台20的设置高于可预见的最高海平面。
根据本发明的架设方法，上部叠合节段2首先被吊起，接着是叠合节段4。
具体的，图2B示出了根据本发明的该实施例的步骤中的一个阶段。其中，上部叠合节段2已被完全吊起，并固定在叠合节段4上。叠合节段4已被完全吊起，并在所述叠合节段4的下端和叠合节段6的上端间形成接合。叠合节段6紧邻叠合节段4的外周，所述接合基本垂直于所述操作支撑装置20。
图2C示出了根据本发明的该实施例的步骤中的后一阶段。其中，上部叠合节段2已被完全吊起，并固定在叠合节段4上。上部叠合节段4已被完全吊起，并固定在叠合节段6上。叠合节段6已被完全吊起，并在所述叠合节段6的下端和叠合节段8的上端间形成接合。叠合节段8紧邻叠合节段6的外周，所述接合基本垂直于所述操作支撑平台20。
最后，图2D示出了根据本发明的该实施例的步骤中的后一阶段。其中，上部叠合节段2、4、6、8已被完全吊起，并分别紧邻固定在叠合节段4、6、8、10的外周，支持装置400清空。根据本发明的一实施例，可包括另外的步骤。如将操作支撑平台20拆卸，还可进一步将支撑装置400拆卸，和/或将架设装置14、16、18拆卸。
如图4所示，对于每一个叠合节段2、4、6、8来说，所述架设装置包括：两组缆绳16，限位装置18和牵引装置14。缆绳16分别连接所述叠合节段2、4、6、8的下端和紧邻其外周的叠合节段4、6、8、10的上端。在该实施例中，限位装置18包括位于每根缆绳16下端的楔子和包含楔子的限位片组，用于将每根缆绳16固定到下端。牵引装置14是固定在每根缆绳16上端的起重机，用于将每根缆绳16向上吊起，并依次将每个下端部分拉起。所述牵引装置14可包括数个起重机，每个起重机设置在每根缆绳的上端(如图所示)。或者可包括少于缆绳数量的起重机，可用的起重机连续地设置在每根缆绳16的上端。这些装置14、16、18都已被现有技术公开，例如，专利文件WO2011/006526A1，在此不做详细描述。
如图4所示，所述导向装置包括：两个固定构件22，两个张拉构件24，和两个位移元件26。在该实施例中，固定组件22是垂直设置的格构桁架。固定组件22沿径向相对的位置设置，并通过下部固定在所述底座节段10的外表面上。固定构件22向上延伸超出所述底座节段10的上边缘。张拉构件24是水平设置的张拉杆，张拉杆悬于所述格构桁架22上，并高于所述底座节段10的上边缘。位移元件26是转轮，每个转轮设置在每根张拉杆24的自由端。所述张拉杆24用于将所述转轮26压在随时需要升起的叠合节段2、4、6、8上，以便可按预定轨迹引导起吊中的节段。
因此，导向装置可由同样的离散结构或者与该实施例中离散结构22、24、26技术上等效的结构组成。优选，设置至少三个所述离散结构，并且优选将所述离散结构沿套筒式塔架的底座节段的圆周等距离设置。
当然，在不脱离本发明原理的基础上，实际的实施例和架设细节可与本文描述的实施例存在很大的不同。因此，仍处于本发明的范围内。本发明的保护范围由权利要求书限定。
特别地，由于非限制性说明，虽然前文描述的套筒式塔架用于支撑风轮机，根据本发明的架设方法并不限于应用在这种塔架上。
同样，由于非限制性说明，虽然前文描述的套筒式塔架架设在基础的架设表面上，根据本发明的架设方法并不限于架设在基础的架设表面上。
进一步，由于非限制性说明，虽然前文描述的套筒式塔架包括支撑装置，这些支撑装置将各节段保持在距架设表面一定距离的初始位置处。根据本发明的架设方法，在初始位置时，可将各架设节段或部分架设节段直接设置在架设表面上。因此，前文描述的实施例中，所述限位装置18(位于缆绳16下端的楔子和包含楔子的限位片)可设置在每根缆绳16的上端。因此，所述牵引装置14(固定在每根缆绳16上端的起重机)可设置在每根缆绳16的下端。然而，根据本发明的架设方法，在前文描述的实施例中，优选将所述牵引装置14或其他任何技术上类似的装置架设在所述缆绳16的上端，以使位于操作支撑平台20上的操作员能直接接触到所述牵引装置14。
最后，由于非限制性说明，虽然前文描述的套筒式塔架的架设装置包括缆绳和起重机。根据本发明的架设方法并不限于用在这种套筒式塔架上。例如，该架设装置可以包括设置在架设表面上的推动起重装置，从而仅根据本发明的架设方法起吊每个叠合节段。或者该架设装置可以包括位于塔架中心位置的架台，和至少一个齿轮。该齿轮沿着架台上相应的齿条移动，从而仅根据本发明的架设方法起吊每个叠合节段。

Claims (7)

1.一种套筒式塔架(100)的架设方法，该套筒式塔架(100)具有至少一个预应力混凝土节段，包括底座节段(10)和多个叠合节段(2，4，6，8)，其中，所述底座节段(10)的直径比所述叠合节段(2，4，6，8)的直径大，且其中多个叠合节段(2，4，6，8)之一为支撑风力涡轮机的顶部叠合节段(2)，其特征在于，该架设方法包括以下步骤：
a)将所述叠合节段(2，4，6，8)和底座节段(10)架设到初始位置上，在该初始位置处，所述底座节段(10)垂直于架设表面(200)，并且所述叠合节段(2，4，6，8)沿同一轴线设置在所述底座节段(10)中，且其中底座节段(10)的上端和所有叠合节段(4，6，8)除了顶部叠合节段(2)的上端布置在基本上相同的高度；
b)设置架设装置(14，16，18)，该架设装置可选择性地吊起所述叠合节段(2，4，6，8)，其中所述架设装置(14，16，18)包括有：
-多根缆绳(16)，其连接每个所述叠合节段(2，4，6，8)的下端和径向外部和紧邻外周的叠合节段(4，6，8，10)的上端部分；
-多个牵引装置(14)设置于底座节段(10)的上端和所有的叠合节段(4，6，8)除了顶部叠合节段(2)的上端，其中所述牵引装置连接于缆绳(16)；
c)在所述底座节段(10)外表面上设置操作支撑平台(20)，该操作支撑平台(20)与所述底座节段(10)的上边缘垂直；
d)通过所述架设装置(14，16，18)，沿径向将最内侧的叠合节段(2，4，6，8)从初始位置吊起到架设位置，其中，依次连接的被吊起来的叠合节段(2，4，6，8)中的每一个节段都分别垂直于与其相邻的位于其下面的节段(4，6，8，10)中的一个的上端，依次连接的节段(4，6，8，10)中的每一节段都紧邻位于其上方的被吊起的节段的外周，从而使得依次相邻的节段的上方节段的下端和下方节段的上端形成连接，所述连接垂直于所述操作支撑平台(20)；
e)设置所述连接锚固装置，通过位于所述操作支撑平台(20)上的操作员，用于至少临时性固定彼此相应的节段(2，4，6，8，10)；
f)至少重复步骤d)和步骤e)一次；
g)在步骤f)后从基部节段的外表面移除操作支撑平台(20)。
2.根据权利要求1所述的套筒式塔架(100)的架设方法，其特征在于，其进一步包括有：限位装置(18)，其用于将每根缆绳(16)固定到下端。
3.根据权利要求2所述的套筒式塔架(100)的架设方法，其特征在于，所述限位装置包括至少一个楔子和限位片组(18)，和/或所述牵引装置(14)包括至少一个起重机。
4.根据权利要求1所述的套筒式塔架(100)的架设方法，其特征在于，所述套筒式塔架(100)包括用于沿着预定轨迹将节段(2，4，6，8)吊起的导向装置。
5.根据权利要求4所述的套筒式塔架(100)的架设方法，其特征在于，所述导向装置包括：
-至少一个固定构件(22)，该固定构件(22)通过下部固定在所述底座节段(10)的外表面上，固定构件(22)向上延伸超出所述底座节段(10)的上边缘；
-至少一个张拉构件(24)，张拉构件(24)悬于所述固定构件(22)上，并高于所述底座节段(10)的上边缘；和
-至少一个位移元件(26)，该位移元件(26)设置在张拉构件(24)的自由端；
所述张拉构件(24)用于将所述位移元件(26)挤压在被吊起的叠合节段(2，4，6，8)上。
6.根据权利要求5所述的套筒式塔架(100)的架设方法，其特征在于，所述固定构件(22)是格构桁架，和/或所述张拉构件(24)是张拉杆，和/或所述位移元件(26)是转轮。
7.根据权利要求6所述的套筒式塔架(100)的架设方法，其特征在于，所述张拉杆的长度可调节。
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