CN111946556B

CN111946556B - 预制混凝土筒节的施工定位方法

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Publication number: CN111946556B
Application number: CN202010746735.4A
Authority: CN
Inventors: 周瑞权; 莫艾艾
Original assignee: Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Current assignee: Shanghai Institute of Electromechanical Engineering
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: CN111946556A

Abstract

本发明公开了一种预制混凝土筒节的施工定位方法，包括步骤：1、筒节顶部预留相互垂直的一对第一定位长孔（11）和一对第二定位长孔（12）；2、筒节底部预埋一对第一套筒和一对第二套筒；3、中部筒节（200）底部通过第一套筒装第一定位筋（21），中部筒节吊装在下部筒节（100）上时，第一定位筋***下部筒节的第一定位长孔；4、上部筒节（300）底部通过第二套筒内装第二定位筋（22），使上部筒节吊装在中部筒节上时，第二定位筋***中部筒节的第二定位长孔。本发明能快速对中上下筒节，避免吊装偏心误差、筒节预制尺寸误差、预留定位孔位误差等问题，提高筒节定位精度和效率，定位筋能抵抗筒节水平荷载，提高筒节施工质量。

Description

预制混凝土筒节的施工定位方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土风电机组塔筒的施工方法，尤其涉及一种预制混凝土筒节的施工定位方法。

背景技术

风力发电作为一种清洁能源技术，在我国风资源较好的“三北”区域得到了广泛的应用。随着“三北”区域开发日趋饱和，风力发电正向内陆区域发展。由于内陆区域风速较低，同时风力发电机组的功率日益增大，使得风轮的直径越来越大，塔筒的高度也越来越高。

目前，国内陆上风力发电机组的塔筒高度已经达到120-160m，为了降低生产、运输和施工难度，混凝土塔筒一般采用分节、分片预制的方式，即沿着塔筒高度方向划分为若干筒节，沿着筒节环向划分为若干筒片，在工厂预制好后运输至现场，在专用的拼装平台上进行拼装，拼装完成后整节吊装，再对整个混凝土塔筒部分进行施加预应力，使其形成一个整体。

在筒节的吊装过程中，筒节之间的连接方式有多种。现大多数采用平面对接的方法，即上部筒节的底面和下部筒节的顶面均为平面，既无凸台，也无需预留插筋，这种做法模具简单，制作方便。由于预制混凝土本身的精度情况，很难做到绝对的平整，故在吊装现场一般需在下部筒节吊装完成后用1-3mm厚的垫片进行找平，再涂上坐浆料，然后再吊装上部筒节，这样可确保上下筒节的全截面接触，进而保证受力性能。该吊装方法虽然简单，但在坐浆料的强度未达到设计之前，上部筒节受到风等荷载的水平力时，只能由筒节自重产生的摩擦力来抵抗荷载水平力，容易影响筒节的吊装精度，尤其是在钢筒节和混凝土筒节的吊装时，钢与混凝土之间的摩擦系数很小，钢混筒节之间容易产生水平滑移的情况。同时，在吊装过程中，施工人员需要根据自己的观察，多次反复的调整上部筒节的位置来保证上下筒节的对中，施工效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制混凝土筒节的施工定位方法，能快速对中上下筒节，提高筒节的定位精度和效率，同时定位筋能作为抗剪结构以抵抗筒节的水平荷载，提高筒节的施工质量。

本发明是这样实现的：

一种预制混凝土筒节的施工定位方法，包括以下步骤：

步骤1：在筒节的顶部预留一对第一定位长孔和一对第二定位长孔，且第一定位长孔的长度方向与第二定位长孔的长度方向垂直；

步骤2：在筒节的底部沿筒节环向预埋一对第一套筒和一对第二套筒；

步骤3：在中部筒节底部的一对第一套筒内活动安装第一定位筋，使中部筒节吊装在下部筒节上时，两根第一定位筋能分别对应***在下部筒节的一对第一定位长孔内，中部筒节与下部筒节之间能沿第一定位长孔的长度方向相对移动；

步骤4：在上部筒节底部的一对第二套筒内活动安装第二定位筋，使上部筒节吊装在中部筒节上时，两根第二定位筋能分别对应***在中部筒节的一对第二定位长孔内，上部筒节与中部筒节之间能沿第二定位长孔的长度方向相对移动。

所述的一对第一定位长孔和一对第二定位长孔的中心分别沿筒节的环向均匀布置，且一对第一定位长孔的长度方向相互平行，一对第二定位长孔的长度方向相互平行。

所述的第一定位长孔和第二定位长孔的长度均为100mm，宽均为42mm，深度均为10-15mm。

在相邻两层所述的筒节中，上层筒节中一对第一套筒和一对第二套筒所在的分度圆直径与下层筒节中一对第一定位长孔和一对第二定位长孔所在的分度圆直径一致，且上层筒节的一对第一套筒分别与下层筒节的一对第一定位长孔对齐，上层筒节的一对第二套筒分别与下层筒节的一对第二定位长孔对齐。

所述的第一定位筋伸出中部筒节底部的长度小于第一定位长孔的深度。

所述的第一定位筋伸出中部筒节底部的长度比第一定位长孔的深度小3-5mm。

所述的第一定位筋的直径与第一定位长孔的宽度相当。

所述的第二定位筋伸出上部筒节底部的长度小于第二定位长孔的深度。

所述的第二定位筋伸出上部筒节底部的长度比第二定位长孔的深度小3-5mm。

所述的第二定位筋的直径与第二定位长孔的宽度相当。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明由于设有长条状的定位长孔，确保定位筋能***定位长孔内，能避免现有技术中定位圆孔和定位杆预设位置误差、筒节（片）制作精度误差等导致无法对中定位的问题，同时也能实现相邻筒节在X轴向或Y轴向上的垂直度微调，实现筒节的对位和调整。

2、本发明由于在筒节上设置相互垂直的第一定位长孔和第二定位长孔，且筒节吊装时采用X轴向和Y轴向交错定位的方式，从而限制筒节分别与其上方和下方的筒节之间只能在一个方向上相对移动调节，且相邻两个筒节之间的调节方向垂直，以达到筒节偏心调整的目的，确保最终的垂直度在设计范围内。

3、本发明只需采用两个定位筋即可实现相邻筒节的吊装和定位，同时可通过定位筋提供抗剪力以抵抗风力等水平荷载，增加筒节的水平抗滑移能力，提高筒节吊装的安全性和稳定性。

本发明能快速对中上下筒节，便于筒节的吊装和对位调整，能避免吊装偏心误差、筒节预制尺寸误差、预留定位孔位误差等问题导致的吊装精度误差，提高筒节的定位精度和效率，同时第一定位筋和第二定位筋能作为抗剪结构以抵抗筒节的水平荷载，提高筒节的施工质量。

附图说明

图1是本发明预制混凝土筒节的施工定位方法中下部筒节上第一定位长孔和第二定位长孔的布置示意图；

图2是本发明预制混凝土筒节的施工定位方法中中部筒节的立体图；

图3是本发明预制混凝土筒节的施工定位方法中上部筒节的立体图；

图4是采用本发明预制混凝土筒节的施工定位方法吊装的塔筒示意图。

图中，11第一定位长孔，12第二定位长孔，21第一定位筋，22第二定位筋，100下部筒节，200中部筒节，300上部筒节。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种预制混凝土筒节的施工定位方法，包括以下步骤：

请参见附图1，步骤1：在预制混凝土的所有筒节的顶部预留一对第一定位长孔11和一对第二定位长孔12，且第一定位长孔11的长度方向与第二定位长孔12的长度方向垂直，一对第一定位长孔11的长度方向相互平行，一对第二定位长孔12的长度方向相互平行。

所述的一对第一定位长孔11和一对第二定位长孔12的中心分别沿筒节的环向均匀布置，即相邻的第一定位长孔11与第二定位长孔12之间间隔90°设置。

优选的，所述的第一定位长孔11和第二定位长孔12的长度均为100mm，宽均为42mm，深度均为10-15mm，使相邻两节筒节的相对调节幅度能达到100mm。

步骤2：在预制混凝土的所有筒节的底部沿筒节环向预埋一对第一套筒和一对第二套筒（图中未示出），在相邻两层筒节中，上层筒节中一对第一套筒和一对第二套筒所在的分度圆直径与下层筒节中一对第一定位长孔11和一对第二定位长孔12所在的分度圆直径一致，且上层筒节的一对第一套筒分别与下层筒节的一对第一定位长孔11对齐，上层筒节的一对第二套筒分别与下层筒节的一对第二定位长孔12对齐，确保相邻的筒节能对中拼装。

为了便于说明筒节由下至上的吊装过程，以相邻三节筒节的吊装为例，即位于下方的下部筒节100、位于中间的中部筒节200和位于上方的上部筒节300，下部筒节100固定后，依次向上吊装中部筒节200和上部筒节300。

请参见附图2，步骤3：在中部筒节200底部的一对第一套筒内活动安装第一定位筋21，使中部筒节200吊装在下部筒节100上时，两根第一定位筋21能分别对应***在下部筒节100的一对第一定位长孔11内，中部筒节200与下部筒节100之间能沿第一定位长孔11的长度方向相对移动。中部筒节200的第一定位筋21***下部筒节100的第一定位长孔11时，可作为抗剪结构，以抵抗风力等水平载荷，避免相邻筒节间的水平滑移。

所述的第一定位筋21伸出中部筒节200底部的长度略小于第一定位长孔11的深度，优选的，第一定位筋21伸出中部筒节200底部的长度比第一定位长孔11的深度小3-5mm。

所述的第一定位筋21的直径与第一定位长孔11的宽度相当，可防止中部筒节200与下部筒节100之间在第一定位长孔11宽度方向上的相对移动。

请参见附图3，步骤4：在上部筒节300底部的一对第二套筒内活动安装第二定位筋22，使上部筒节300吊装在中部筒节200上时，两根第二定位筋22能分别对应***在中部筒节200的一对第二定位长孔12内，上部筒节300与中部筒节200之间能沿第二定位长孔12的长度方向相对移动。

所述的第二定位筋22伸出上部筒节300底部的长度略小于第二定位长孔12的深度，优选的，第二定位筋22伸出上部筒节300底部的长度比第二定位长孔12的深度小3-5mm。上部筒节300的第二定位筋22***中部筒节200的第二定位长孔12时，可作为抗剪结构，以抵抗风力等水平载荷，避免相邻筒节间的水平滑移。

所述的第二定位筋22的直径与第二定位长孔12的宽度相当，可防止中部筒节200与上部筒节300之间在第二定位长孔12宽度方向上的相对移动。

实施例1：

请参见附图1至附图4，以筒节顶面中心为原点，在筒节顶面设置坐标轴，筒节顶面设置一对长度方向平行X轴的第一定位长孔11和一对长度方向平行Y轴的第二定位长孔12，即第一定位长孔11与其相邻的第二定位长孔12之间间隔90°设置，一对第一定位长孔11中心连线平行Y轴，一对第二定位长孔12中心连线平行X轴。第一定位长孔11和第二定位长孔12的尺寸为：长100mm、宽42mm、深15mm。

在筒节底面预埋四个39螺纹套筒，即沿筒节环向均匀布置的一对第一套筒和一对第二套筒。在相邻两个筒节中，位于上层的筒节的四个39螺纹套筒中心所在的分度圆直径与位于下层的筒节的一对第一定位长孔11中心和一对第二定位长孔12中心所在的分度圆直径一致。

在中部筒节200的一对第一套筒内对应安装39螺纹钢筋制成的第一定位筋21，第一定位筋21伸出中部筒节200底面的长度为10mm。中部筒节200吊装至下部筒节100上时，一对第一定位筋21对应***在下部筒节100的一对第一定位长孔11内，使中部筒节200能沿X轴方向相对下部筒节100移动调节，而在Y轴方向保持一致，以弥补中部筒节200与下部筒节100的吊装偏心、预制尺寸误差、预留孔位误差等问题。

在上部筒节300的一对第二套筒内对应安装39螺纹钢筋制成的第二定位筋22，第二定位筋22伸出上部筒节300底面的长度为10mm。上部筒节300吊装至中部筒节200上时，一对第二定位筋22对应***在中部筒节200的一对第二定位长孔12内，使上部筒节300能沿Y轴方向相对中部筒节200移动调节，而在X轴方向保持一致，以弥补中部筒节200与上部筒节300的吊装偏心、预制尺寸误差、预留孔位误差等问题。

继续吊装再上一个筒节时，将所述的中部筒节200作为最下部筒节，重复上述步骤即可完成再上一个筒节的吊装。每相邻三个筒节为一组进行交错定位吊装，重复上述步骤，直至混凝土塔筒的所有筒节吊装完成即可，通过相邻三个筒节上定位筋和定位长孔之间交错限制，各筒节间X向或Y向上的吊装偏心误差、各筒节在X向或Y向上的预制精度误差、各筒节内第一套筒和第二套筒的预埋位置误差均可以通过第一定位长孔和第二定位长孔消化和弥补，同时提供沿X向或Y向的一定幅度的移动调节，从而使塔筒在X轴向和Y轴向上的垂直度均满足规范要求。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：在筒节的顶部预留一对第一定位长孔（11）和一对第二定位长孔（12），且第一定位长孔（11）的长度方向与第二定位长孔（12）的长度方向垂直；

步骤3：在中部筒节（200）底部的一对第一套筒内活动安装第一定位筋（21），使中部筒节（200）吊装在下部筒节（100）上时，两根第一定位筋（21）能分别对应***在下部筒节（100）的一对第一定位长孔（11）内，中部筒节（200）与下部筒节（100）之间能沿第一定位长孔（11）的长度方向相对移动；

步骤4：在上部筒节（300）底部的一对第二套筒内活动安装第二定位筋（22），使上部筒节（300）吊装在中部筒节（200）上时，两根第二定位筋（22）能分别对应***在中部筒节（200）的一对第二定位长孔（12）内，上部筒节（300）与中部筒节（200）之间能沿第二定位长孔（12）的长度方向相对移动；

所述的一对第一定位长孔（11）和一对第二定位长孔（12）的中心分别沿筒节的环向均匀布置，且一对第一定位长孔（11）的长度方向相互平行，一对第二定位长孔（12）的长度方向相互平行。

2.根据权利要求1所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第一定位长孔（11）和第二定位长孔（12）的长度均为100mm，宽均为42mm，深度均为10-15mm。

3.根据权利要求1所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：在相邻两层所述的筒节中，上层筒节中一对第一套筒和一对第二套筒所在的分度圆直径与下层筒节中一对第一定位长孔（11）和一对第二定位长孔（12）所在的分度圆直径一致，且上层筒节的一对第一套筒分别与下层筒节的一对第一定位长孔（11）对齐，上层筒节的一对第二套筒分别与下层筒节的一对第二定位长孔（12）对齐。

4.根据权利要求1所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第一定位筋（21）伸出中部筒节（200）底部的长度小于第一定位长孔（11）的深度。

5.根据权利要求4所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第一定位筋（21）伸出中部筒节（200）底部的长度比第一定位长孔（11）的深度小3-5mm。

6.根据权利要求1或4所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第一定位筋（21）的直径与第一定位长孔（11）的宽度相当。

7.根据权利要求1所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第二定位筋（22）伸出上部筒节（300）底部的长度小于第二定位长孔（12）的深度。

8.根据权利要求7所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第二定位筋（22）伸出上部筒节（300）底部的长度比第二定位长孔（12）的深度小3-5mm。

9.根据权利要求1或7所述的预制混凝土筒节的施工定位方法，其特征是：所述的第二定位筋（22）的直径与第二定位长孔（12）的宽度相当。