一、背景介紹

自陸上風電進入平價時代以來，受風電項目投資收益率的影響，機組大型化趨勢明顯加速。主流風機制造商均已推出10MW平臺級別機組，搭配200米以上的葉輪。機組大型化帶來初始投資成本的顯著降低，但同時也對塔筒支撐結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。

對于高塔筒而言，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)，搭配普通高強混凝土。此種塔筒具有安裝方便快捷、工藝成熟等優(yōu)點，但同時也具有構(gòu)件尺寸大，不利于生產(chǎn)運輸，承載力和抗疲勞性能受限等缺點。隨著風機和葉片的快速迭代，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)計了適用于陸上風電機組的鋼-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，中部通過鋼制過渡段過渡，頂部由傳統(tǒng)單管鋼塔筒組成。

下部超高性能混凝土構(gòu)件由幾類標準模塊構(gòu)成，分別為等直徑模塊、錐形過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)件以及鋼制過渡段之后，進行預(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L形法蘭與鋼制過渡段連接。

主要創(chuàng)新點在于：

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度，同時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，有效的解決了混凝土受壓疲勞問題，同時也降低了預(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、質(zhì)量控制等方面攻克多項技術(shù)難題，目前已經(jīng)實現(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、國投寶坻和國華順寧等項目中，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、表觀質(zhì)量好等一系列優(yōu)點，得到了業(yè)主的認可和好評。