[0001] 本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风电塔的附属连接结构、风电塔及其施工方法。

[0002] 随着技术的进步和成本的降低，风力发电已经成为中国能源结构转型中的重要组成部分。未来，随着中国对清洁能源的需求不断增加，并且在技术和政策支持下，风力发电有望继续迅速发展，并在能源领域发挥更加重要的作用。但目前中低高度低风力资源已基本开发殆尽，风力发电需要向200m以上高空发展，同时增大单机容量，因此，风机大型化是风电行业的重要发展趋势，大兆瓦、长叶片和高塔筒已成为风电在平价市场中的重要突破口之一。

[0003] 专利申请CN116641845A中提出的一种新型的多节段格构式UHPC风电塔架结构具备造价低、稳定性好、抗疲劳和耐久性好等优势，可以较好解决风电塔架提升塔高后带来的系列问题，这种新型塔架结构需要在格构式塔柱顶端设置连接转换段实现格构式塔柱与其上方的塔筒连接，以保证塔柱的整体受力性能。该专利的做法是在格构式节段上方通过法兰结构安装钢转换段，钢转段上通过一带锥形板的套筒安装有塔筒，该种连接方式需要在高空进行焊接或栓接，施工难度较高，施工质量难以保障，且钢转换段后期运营维护成本高。因此需要设计出一种结构更合理的转换段构造，使其具有易于施工、运输吊装简便及后期运维成本低的优势，意义重大。

[0048] 为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

[0049] 需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

[0050] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

[0051] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

[0052] 实施例1：

[0053] 如图1‑图6所示，本实施例的UHPC风电塔的转换段结构，包括UHPC塔筒连接段1、UHPC塔柱连接段2和UHPC连接梁3，UHPC塔柱连接段2通过UHPC连接梁3固设于UHPC塔筒连接段1外围；UHPC塔筒连接段1内设有多个用于转换段结构上方的上部塔筒结构5预应力锚固的上部塔筒结构预应力锚固齿条13，UHPC塔柱连接段2的外壁设有用于转换段结构下方的下部塔柱结构6预应力锚固的下部塔柱结构预应力锚固齿条21；上部塔筒结构预应力锚固齿条13的数量与UHPC连接梁3的腹板数量相匹配，且一一对应(如本实施例中均为6个)，所有的上部塔筒结构预应力锚固齿条13在UHPC塔筒连接段1内的设置位置均位于UHPC连接梁3的腹板和UHPC塔筒连接段1的连接处，上部塔筒结构预应力锚固齿条13的设置位置与UHPC连接梁3的腹板和UHPC塔筒连接段1的连接位置分别位于UHPC塔筒连接段1侧壁同一位置的内外面，上部塔筒结构预应力锚固齿条13可由UHPC连接梁3的腹板向UHPC塔筒连接段1内延伸而得。

[0054] 如图2、图6所示，本实施例中，上部塔筒结构预应力锚固齿条13处的锚固位置低于下部塔柱结构预应力锚固齿条21处的锚固位置。

[0055] 如图2、图4所示，本实施例中，UHPC塔筒连接段1为空心结构，UHPC塔筒连接段1内设有第一横隔板11和第二横隔板12，第一横隔板11设有上下两道，横隔板的厚度为0.1‑0.4m，外径与UHPC塔筒连接段1的内径相匹配，上方第一横隔板11位于UHPC塔筒连接段1的顶部，下方第一横隔板11的顶面位置与UHPC连接梁3的上顶面保持平齐，第二横隔板12的底面位置与UHPC连接梁3的下底面保持平齐。上下两道第一横隔板11和一道第二横隔板12中心挖空，用于形成电梯井通道。

[0056] 如图4所示，本实施例中，上部塔筒结构预应力锚固齿条13的底部贴设于第二横隔板12的顶面上，上部塔筒结构预应力锚固齿条13的上部贴设于上方第一横隔板11的底面，第一横隔板11和第二横隔板12上设有多个和上部塔筒结构预应力锚固齿条13一一对应的第一预应力束预留孔道41，第一预应力束预留孔道41的开设位置与上部塔筒结构预应力锚固齿条13相匹配；上部塔筒结构预应力锚固齿条13通过上部塔筒结构预应力束53与上部塔筒结构5相连，上部塔筒结构预应力束53设于上部塔筒结构5的内腔中，上部塔筒结构预应力束53与上部塔筒结构预应力锚固齿条13的锚固位置位于第二横隔板12的底部。

[0057] 如图2、图5、图6所示，本实施例中，UHPC塔柱连接段2和UHPC连接梁3均为空心结构，UHPC塔柱连接段2内设有塔柱竖向局部加劲肋23，塔柱竖向局部加劲肋23的设置位置与UHPC连接梁3的腹板和UHPC塔柱连接段2的连接位置分别位于UHPC塔柱连接段2侧壁同一位置的内外面，上述塔柱竖向局部加劲肋23可由UHPC连接梁3的腹板向UHPC塔柱连接段2内延伸而得；下部塔柱结构预应力锚固齿条21设于UHPC塔柱连接段2的内腔中，下部塔柱结构预应力锚固齿条21中设有第二预应力束预留孔道42，下部塔柱结构预应力锚固齿条21通过下部塔柱结构预应力束63与下部塔柱结构6相连，下部塔柱结构预应力束63与下部塔柱结构预应力锚固齿条21的锚固位置位于UHPC塔柱连接段2的顶板底面下侧0.5‑1m处。

[0058] 如图4、图6、图7所示，本实施例中，UHPC塔筒连接段1的内腔上缘设有多个用于UHPC塔筒连接段1与上部塔筒结构5的上方塔筒节段52预应力连接的第一塔筒节段预应力连接齿块14，多个第一塔筒节段预应力连接齿块14贴设于上下两道第一横隔板11之间，和上部塔筒结构预应力锚固齿条13间隔交错分布，上下两道第一横隔板11上设有多个和第一塔筒节段预应力连接齿块14一一对应的第三预应力束预留孔道43，第三预应力束预留孔道43的开设位置与第一塔筒节段预应力连接齿块14相匹配；上方塔筒节段52内腔下缘设有多个与第一塔筒节段预应力连接齿块14一一对应的第二塔筒节段预应力连接齿块51，UHPC塔筒连接段1和上方塔筒节段52之间通过节段连接预应力束7锚固，节段连接预应力束7的两端分别锚固设于第一塔筒节段预应力连接齿块14和第二塔筒节段预应力连接齿块51上，中部贯穿UHPC塔筒连接段1和上方塔筒节段52的侧壁设置。

[0059] 如图5、图6、图8所示，本实施例中，UHPC塔柱连接段2的内腔中设有多个用于UHPC塔柱连接段2与下部塔柱结构6的下方塔柱节段62预应力连接的第一塔柱节段预应力连接齿块22，多个第一塔柱节段预应力连接齿块22沿UHPC塔柱连接段2的内腔下缘均匀分布，下方塔柱节段62内腔上缘设有多个与第一塔柱节段预应力连接齿块22一一对应的第二塔柱节段预应力连接齿块61，UHPC塔柱连接段2和下方塔柱节段62之间通过节段连接预应力束7锚固，节段连接预应力束7的两端分别锚固设于第一塔柱节段预应力连接齿块22和第二塔柱节段预应力连接齿块61上，中部贯穿UHPC塔柱连接段2和下方塔柱节段62的侧壁设置。

[0060] 本实施例中，UHPC塔筒连接段1为变截面空心筒形薄壁结构，壁厚为0.1‑0.2m(上述范围内均可，如为0.1m、0.2m等)，且UHPC塔筒连接段1的横截面由下至上逐渐变小，横截面为圆形；横截面外径从底部2.8‑8.8m变为顶部2‑8m。此时，第一横隔板11、第二横隔板12为环形。在其他实施例中，该变截面空心筒形薄壁结构还可为多边形。

[0061] 本实施例中，UHPC塔柱连接段2为空心筒形薄壁结构，UHPC塔柱连接段2竖直设有3根，围绕UHPC风电塔的竖向中心线均匀分布，3根UHPC塔柱连接段2的尺寸均保持一致；UHPC塔柱连接段2的横截面为圆形，横截面外径为2‑4m(上述范围内均可，如为2m、3m、4m等)，横截面上半段为壁厚为0.1‑0.2m(上述范围内均可，如为0.1m、0.2m等)的等截面，下半段为壁厚从上往下从0.1‑0.2m(上述范围内均可，如为0.1m、0.2m等)变化为0.2‑0.4m(上述范围内均可，如为0.2m、0.3m、0.4m等)的变截面。在其他实施例中，该空心筒形薄壁结构还可为多边形。

[0062] 本实施例中，UHPC连接梁3的壁厚为0.1‑0.4m(上述范围内均可，如为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m等)，横截面为矩形，截面宽度为1‑3m，截面高度为变高度，由下至上从4‑6m变化至5‑7m。

[0063] 如图9所示，本实施例的UHPC风电塔，包括上部塔筒结构5和下部塔柱结构6，上部塔筒结构5包括上方塔筒节段52，下部塔柱结构6包括下方塔柱节段62，上部塔筒结构5和下部塔柱结构6通过上述的转换段结构连接，上部塔筒结构5与UHPC塔筒连接段1之间通过上部塔筒结构预应力锚固齿条13张拉有预应力束进行连接，下部塔柱结构6与UHPC塔柱连接段2之间通过下部塔柱结构预应力锚固齿条21张拉有预应力束进行连接，下方塔柱节段62的顶部与UHPC塔柱连接段2底部相连，上方塔筒节段52的底部与UHPC塔筒连接段1顶部相连。

[0064] 本实施例的UHPC风电塔的施工方法，包括以下步骤：

[0065] S1：预制转换段结构，使UHPC塔筒连接段1、UHPC塔柱连接段2和UHPC连接梁3一体浇筑成型，并同时预制成型上部塔筒结构预应力锚固齿条13和下部塔柱结构预应力锚固齿条21；

[0066] S2：施工下部塔柱结构6，再将转换段结构吊装并安装至下部塔柱结构6顶部的下方塔柱节段62的顶部，使下方塔柱节段62的顶部与UHPC塔柱连接段2的底部通过预应力相连(通过第一塔柱节段预应力连接齿块22与第二塔柱节段预应力连接齿块61采用节段连接预应力束7锚固)，完成转换段结构与下部塔柱结构6的初步连接；

[0067] S3：通过下部塔柱结构预应力锚固齿条21张拉下部塔柱结构6与UHPC塔柱连接段2之间的预应力束(即上部塔筒结构预应力束53)，实现下部塔柱结构6与转换段结构的预应力连接，使其二者之间处于较高的压应力状态；

[0068] S4：将上部塔筒结构5最底层的上方塔筒节段52吊装并安装至转换段结构上，使上方塔筒节段52的底部与UHPC塔筒连接段1通过预应力相连(通过第一塔筒节段预应力连接齿块14与第二塔筒节段预应力连接齿块51采用节段连接预应力束7锚固)，完成转换段结构与上方塔筒节段52的连接，再依次施工其他上方塔筒节段52，完成上部塔筒结构5的施工；

[0069] S5：通过上部塔筒结构预应力锚固齿条13张拉上部塔筒结构5与UHPC塔筒连接段1之间的预应力束(即下部塔柱结构预应力束63)，实现上部塔筒结构5与转换段结构的预应力连接，使其二者之间处于较高的压应力状态。

[0070] 实施例2：

[0071] 本实施例的UHPC风电塔的转换段结构与实施例1基本相同，主要不同之处在于，如图10所示，本实施例中，UHPC塔柱连接段2为4根，竖直围绕风电塔的竖向中心线分布，单根UHPC塔柱连接段2横截面采用空心薄壁圆形截面，4根UHPC塔柱连接段2的尺寸均保持一致。