一種適用于風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及適用于風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振裝置。
技術(shù)背景
[0002]為更有效利用風能，風力發(fā)動機的功率不斷增大、風電塔塔架也越建越高。在經(jīng)常遭受臺風侵襲的區(qū)域或者地震震區(qū)建造風電場，對風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)安全可靠提出了更嚴格的要求。作為一種薄壁鋼結(jié)構(gòu)，風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)易在極端荷載下發(fā)生屈曲破壞；而動力荷載下風電塔結(jié)構(gòu)振動造成的疲勞破壞，也是風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)設計的主要考慮因素之一。目前風力發(fā)電領(lǐng)域開始研究多種被動控制技術(shù)，但并沒有在減振和防止結(jié)構(gòu)屈曲破壞兩個方面綜合發(fā)揮作用的裝置。客觀上需要研發(fā)新的防屈曲減振裝置以解決所述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種適用于風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振裝置，該裝置制作簡單，具有防屈曲和減振雙重作用。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種適用于風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振裝置，具有防屈曲和減振雙重作用，包括:附加支柱、阻尼器支撐、減振阻尼器、基礎(chǔ)拉梁。附加支柱通過與風電塔塔筒內(nèi)壁的固結(jié)連接，為風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)提供側(cè)向剛度，有效的抑制局部屈曲的發(fā)生；基礎(chǔ)拉梁與附加支柱的可靠連接增強了附加結(jié)構(gòu)體系與風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)之間的整體性，阻尼器支撐與附加支柱之間互相連接，減振阻尼器為風電塔提供附加阻尼，耗散(吸收)風振和地震作用下的振動能量，減小風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的振動幅值。
[0006]進一步，基于風電塔錐形塔筒的中心軸對稱形式，附加支柱沿著風電塔塔筒內(nèi)壁以塔筒中心軸對稱等角度的方式進行布置。
[0007]附加支柱可設計為實心(空心)鋼筋混凝土柱或者實腹(格構(gòu))式鋼柱，其物理性質(zhì)要求能夠與風電塔塔筒和風電塔基礎(chǔ)平臺合適可靠的固結(jié)，截面尺寸和高度根據(jù)需提供的支撐反力和剛度確定。
[0008]附加支柱與風電塔塔筒內(nèi)壁之間可采用緊固件連接，附加支柱需插入風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)平臺一定深度，建議深度取1/5?1/20的附加支柱高度L，以保證連接的安全可靠。
[0009]基于風電塔錐形塔筒的中心軸對稱形式，阻尼器支撐采用軸對稱的布置形式，材料原則上采用實腹(格構(gòu))式鋼梁或鋼管。
[0010]阻尼器支撐的底端安裝高度在(0.5?I) L之間(L為附加支柱I的高度)。
[0011]阻尼器支撐與附加支柱之間的角度θ (θρ Q2,……Θ J、阻尼器支撐相互之間的夾角θ 3( Θ.,)，要求其根據(jù)減振阻尼器的類型以及自身的裝置配置來選擇和調(diào)整。
[0012]阻尼器支撐的高度h根據(jù)風電塔內(nèi)直徑、阻尼器支撐的安裝角度θ (θη θ2,……θχ, θ ,)和減振阻尼器的類型來調(diào)整和確定。
[0013]阻尼器支撐的截面尺寸需根據(jù)減振阻尼器的類型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化來調(diào)整和確定。
[0014]阻尼器支撐相互之間和與附加支柱之間可采用鉸接或固結(jié)連接，要求其根據(jù)減振阻尼器的類型以及自身的裝置配置來選擇和調(diào)整。
[0015]減振阻尼器采用以風電塔塔筒中心軸對稱的布置形式。
[0016]減振阻尼器可采用吸能型被動阻尼裝置，如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)、調(diào)諧液體阻尼器(TLD);也可以采用耗能型被動阻尼裝置，如各種位移相關(guān)型、速度相關(guān)型阻尼器、及復合型消能阻尼器；還可以采用不同形式和功能的阻尼器的組合，來實現(xiàn)減振目的。
[0017]基于風電塔錐形塔筒的中心軸對稱形式，基礎(chǔ)拉梁采用以風電塔塔筒中心軸對稱等角度的布置形式。
[0018]基礎(chǔ)拉梁可設計為實心(空心)鋼筋混凝土梁或者實腹(格構(gòu))式鋼梁，截面尺寸和長度根據(jù)需提供的剛度和承載力的需要確定。
[0019]基礎(chǔ)拉梁原則上只沿著基礎(chǔ)平臺布置一層，根據(jù)附加結(jié)構(gòu)體系與風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)整體性的需要可在風電塔錐形塔筒底部布置或一定高度設置多層或不予布置。
[0020]基礎(chǔ)拉梁與附加支柱和基礎(chǔ)平臺的連接可采用緊固件連接，保證各構(gòu)件之間的連接安全可靠。
[0021]當減振阻尼器采用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器或調(diào)諧液體阻尼器時，需在支撐的頂部附加鋼板或鋼梁用以懸掛TMD或支撐TLD，原則上采用焊接，鋼板或鋼梁尺寸根據(jù)阻尼器的體積和質(zhì)量確定，需保證該鋼板或鋼梁的強度和剛度安全系數(shù)大于1.5。
[0022]可調(diào)整阻尼器支撐和附加支柱之間的布置形式和連接方式，如采用可放大風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)在風振和地震作用下的振動加速度、速度或位移的裝置，以增加減振阻尼器的效果。
[0023]以風電塔塔筒中心軸對稱等角度形式可增設三根以上數(shù)量的附加支柱，在功能上該附加支柱僅用于提供附加支撐而不用設置阻尼器支撐。
[0024]阻尼器支撐和減振阻尼器可沿著相同附加支柱不同高度之間多層布置，也可在不同附加支柱不同高度之間多層布置。
[0025]本發(fā)明所述的一種適用于風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振裝置。根據(jù)支撐反力、附加剛度和整體性的需要，附加支柱、阻尼器支撐、減振阻尼器和基礎(chǔ)拉梁之間的布置形式多樣，總體基于風電塔錐形塔筒的軸對稱形式，保持軸對稱布置的原則。
[0026]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點與有益效果:
[0027]1、本發(fā)明制作工藝簡單，安裝方便。本發(fā)明相對于現(xiàn)有的風電塔減振技術(shù)，具有不增加風電塔塔頂質(zhì)量的優(yōu)點，不僅可以適用于新建風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振，還適用于現(xiàn)役風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的升級改造。
[0028]2、本發(fā)明能夠為風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)薄弱的底部提供附加側(cè)向剛度支撐，提高風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)防屈曲的能力。
[0029]3、本發(fā)明可以在較寬的頻帶范圍內(nèi)有效地控制結(jié)構(gòu)振動，減小風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)動力響應幅值，同時可減小風機正常運轉(zhuǎn)時由機械振動引起結(jié)構(gòu)的振動，降低風電塔的疲勞敏感性。
【附圖說明】
[0030]圖1.a為本發(fā)明實施例一的俯視示意圖(常見消能型減振阻尼器)。
[0031]圖1.b為圖1中所示的A-A面剖視示意圖(常見消能型減振阻尼器)。
[0032]圖1.c為本發(fā)明實施例一的立體示意圖(常見消能型減振阻尼器)。
[0033]圖2.a為本發(fā)明實施例二的俯視示意圖(帶放大裝置的消能型減振阻尼器)。
[0034]圖2.b為圖2中所示的A-A面剖視示意圖(帶放大裝置的消能型減振阻尼器)。
[0035]圖2.c為本發(fā)明實施例二的立體示意圖(帶放大裝置的消能型減振阻尼器)。
[0036]圖3.a為本發(fā)明實施例三的俯視示意圖(TMD阻尼器)。
[0037]圖3.b為圖3中所示的A-A面剖視示意圖(TMD阻尼器)。
[0038]圖3.c為本發(fā)明實施例三的立體示意圖(TMD阻尼器)。
[0039]圖4.a為本發(fā)明實施例四的俯視示意圖(TLD和消能型混合阻尼器)。
[0040]圖4.b為圖4中所示的A-A面剖視示意圖(TLD和消能型混合阻尼器)。
[0041]圖4.c為本發(fā)明實施例四的立體示意圖(TLD和消能型混合阻尼器)。
[0042]圖中標號:1為附加支柱、2為阻尼器支撐、3為減振阻尼器、4為基礎(chǔ)拉梁、5為風電塔塔筒、6限位裝置。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進一步加以詳細說明。
[0044]本發(fā)明提供的一種適用于風電塔錐形塔筒結(jié)構(gòu)的防屈曲減振裝置，包括:附加支柱1、阻尼器支撐2、減振阻尼器3、基礎(chǔ)拉梁4。其中，附加支柱I沿著風電塔塔筒5內(nèi)壁采用固結(jié)連接，附加支柱I根部插入風電塔基礎(chǔ)平臺一定深度，使其保證與風電塔塔筒5固結(jié)可靠，為風電塔結(jié)構(gòu)提供附加側(cè)向剛度，增加風電塔塔筒底部的防局部屈曲能力；阻尼器支撐2與附加支柱I可采用鉸接或固結(jié)連接，阻尼器支撐2與減振阻尼器3之間的連接根據(jù)選用的阻尼器類型來確定和調(diào)整；減振阻尼器3可采用不同類型被動阻尼器，如吸能型阻尼器、消能型阻尼器、或者不同類型被動阻尼器的的組合，減振阻尼器3可以有效抑制風和地震作用下的風電塔振動；基礎(chǔ)拉梁4與附加支柱I之間采用固結(jié)連接，增強了附加結(jié)構(gòu)體系與風電塔錐形塔筒