塔筒的施工方法与流程

本发明涉及一种混凝土塔筒建筑施工领域，更具体地，涉及一种塔筒的施工方法。

背景技术：

随着风力发电机发电效率的增加，风力发电机的叶片长度越来越长，与之匹配的风机塔筒的高度和截面尺寸也不断增加。其中，钢结构塔筒由于成本较高、运输困难，因此难以满足大截面高塔筒的建造要求。而混凝土塔筒能够经济地建造大型风力发电机组，因此得到广泛关注。由于运输条件和加工条件限制，大截面塔筒采用现浇形式比预制加工具有更高的经济性和更快的施工速度等优势。

现有技术中现浇混凝土塔筒施工中，中心塔架、内外模板需要大型塔吊吊装，施工速度慢，高空吊装作业危险性高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种塔筒施工方法，该施工方法提出采用围檩支撑内外模板，并利用中心塔架吊装施工平台，施工快捷省力。

根据本发明实施例的塔筒的施工方法，所述塔筒包括塔筒本体和中心塔架，所述塔筒本体包括由下到上依次连接的多个塔筒段，所述中心塔架位于所述塔筒本体的中心处，塔筒的建造施工包括外筒施工阶段和塔架加高阶段；

所述外筒施工阶段包括如下步骤：

s1：绑扎钢筋，支设内模板和外模板，所述内模板为环形，所述外模板为环形且套在所述内模板的外侧，所述钢筋位于所述内模板和所述外模板之间；

s2：所述外模板的外侧套设环形的外模围檩以约束所述外模板，所述内模板的内侧设置环形的内模围檩以支撑所述内模板；

s3：向所述内模板和所述外模板之间浇筑混凝土并养护，硬化的混凝土形成所述塔筒段；

在所述外筒施工阶段每完成一个或者多个所述塔筒段的建造后，进行所述塔架加高阶段，在所述塔架加高阶段，所述中心塔架的高度增加，所述中心塔架上的施工平台可沿所述中心塔架上升。

根据本发明实施例的塔筒施工方法，通过使用围檩来支撑塔筒的浇筑模板，在浇筑时给浇筑模板提供了内部或者外部支撑，可以大幅度地提高浇筑模板整体结构刚度，减少浇筑模板的侧向变形，从而保证塔筒成型的质量。围檩整体重量轻，合理设置围檩的刚度后浇筑模板能够采用薄板，从而整体重量可进一步降低，进而可减少吊装难度，提高施工速度。由于施工需要吊装的重量减轻，可以采用中心塔架吊装，减少了大型塔吊的使用量。另外，设施减轻后整体操作难度降低，有利于保证工人高空作业的安全性。

在一些实施例中，所述中心塔架上设有滑轨，所述施工平台沿所述滑轨上移。

在一些实施例中，所述施工平台包括位于所述塔筒本体内侧的内施工平台，所述内模围檩通过所述内施工平台支撑在所述内模板上。

具体地，所述内施工平台在所述内模围檩上形成多个支撑点，所述多个支撑点沿环向间隔开设置，所述多个支撑点构造成沿所述塔筒的径向可伸缩以向所述内模围檩施加或者释放预应力。

在一些实施例中，在步骤s2中，采用箍筋将所述外模围檩环向箍紧。

在一些实施例中，在步骤s1中需要固定波纹管，所述波纹管位于所述内模板和所述外模板之间，上一层所述塔筒段上的所述波纹管与下一层所述塔筒段上的所述波纹管正对设置。

具体地，所述外模围檩的高度与所述外模板的高度相等，所述内模围檩的高度与所述内模板的高度相等。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的塔筒在地面上的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的塔筒在施工时示意图；

图3是根据本发明实施例的塔筒施工所采用设施的装配示意立体图。

附图标记：

1000：塔筒；

100：围檩；100a：内模围檩；100b：外模围檩；

200：浇筑模板；200a：内模板；200b：外模板；

300：塔筒本体；310：塔筒段；

400：中心塔架；

500：施工平台；510：内施工平台；520：外施工平台；

600：塔筒基础。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“高度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的塔筒施工方法。本发明实施例中塔筒1000的类型可不作限制，塔筒1000可以是用于风力发电的塔筒，可以是用于火力发电的塔筒，还可以是石化产业中使用的塔筒。下文中塔筒施工方法，仅以风力塔筒施工为例进行说明。

如图1所示，塔筒1000包括：塔筒基础600和塔筒本体300，塔筒基础600的至少一部分设置在地面的下方，也就是说，塔筒基础600的一部分埋在地下，或者塔筒基础600全部埋在地下。塔筒基础600用于支撑整个塔筒1000，以保证整个塔筒1000的结构稳定性。

塔筒本体300为混凝土结构，塔筒本体300形成为柱形筒形状。在有的实施例中，塔筒本体300的部分可以不是混凝土结构。风力发电机包括风机(图未示出)，风机的机头可以直接固定在塔筒本体300的顶部，风机的机头也可以通过支撑架固定在塔筒本体300上。

塔筒本体300包括由下到上依次连接的多个塔筒段310，塔筒本体300建造时，是下一层塔筒段310完成后在下一层塔筒段310的基础上建造上一层塔筒段310。

本发明实施例中，如图2所示，塔筒1000还包括中心塔架400，中心塔架400位于塔筒本体300的中心处。在塔筒1000的施工期中心塔架400上设有施工平台500，这样工作人员可以在施工平台500上进行施工，从而可以保证施工的安全性和高效性。具体地，中心塔架400为桁架结构，这样中心塔架400结构刚度高，稳定可靠。

塔筒1000的建造施工包括外筒施工阶段和塔架加高阶段，在外筒施工阶段每完成一个或者多个塔筒段310的建造后，进行塔架加高阶段。在塔架加高阶段，中心塔架400的高度增加，中心塔架400上的施工平台500可沿中心塔架400上升。这里对于塔架加高阶段的时间间隔不作具体限制，可由实际施工需要设置。例如，可以每建成一个塔筒段310就进行一次中心塔架400的加高，或者在低位处每建成两个塔筒段310就进行中心塔架400的加高、在高位处每建成三个塔筒段310就进行中心塔架400的加高。

具体地，参照图3，外筒施工阶段包括如下步骤：

s1：绑扎钢筋，支设内模板200a和外模板200b，内模板200a为环形，外模板200b为环形且套在内模板200a的外侧，钢筋位于内模板200a和外模板200b之间；

s2：外模板200b的外侧套设环形的外模围檩100b以约束外模板200b，内模板200a的内侧设置环形的内模围檩100a以支撑内模板200a；

s3：向内模板200a和外模板200b之间浇筑混凝土并养护，硬化的混凝土形成塔筒段310。

这里，内模板200a和外模板200b均属于塔筒1000的浇筑模板200，外模围檩100b和内模围檩100a均属于围檩100。

内模板200a可由整板弯曲后围拢而成，内模板200a也可以由多块模块拼接而成。外模板200b可由整板弯曲后围拢而成，外模板200b也可以由多块模块拼接而成。这里对浇筑模板200的结构形式不作具体限制。

内模板200a和外模板200b之间预留了环形的模腔，施工时向内外两层模板之间的模腔浇筑混凝土。浇筑的混凝土会充分释放水化热以及内应力，在养护一定时间后混凝土硬化形成混凝土塔筒段310。

可以理解的是，由于浇筑的混凝土在硬化过程中会释放内应力，混凝土存在膨胀而挤压内外模板的过程。为抵抗这部分应力，现有技术采用的内外模板相当笨重。并且每个模板也都是由多个沿环向布置的模块拼装组成，相邻模块之间还要设置复杂机械结构保证模块不脱环。

而本发明实施例的塔筒1000施工中采用围檩100，正是应用于这种混凝土塔筒段310的施工，以在混凝土浇筑前套设在浇筑模板200上。

其中，外模围檩100b外套在外模板200b的外侧，外模围檩100b为环形结构，相当于在外模板200b上外箍了一层套圈。这种环形的外模围檩100b在周向上各个点均约束外模板200b，使得外模围檩100b内侧的每一处外模板200b都能得到很好约束。而且由于外模围檩100b自身环形的结构，它具有自平衡的作用，因此它对外模板200b每一处的约束作用都是相同的。

由于内模围檩100a内撑在内模板200a的内侧，内模围檩100a为环形结构，相当于在内模板200a内设置了一层撑圈。这种环形的内模围檩100a在周向上各个点均支撑内模板200a，使得内模围檩100a外侧的每一处都能得到很好支撑。而且由于内模围檩100a自身环形的结构，它具有自平衡的作用，因此它对内模板200a每一处的支撑约束作用都是相同的。

由于围檩100对内侧或者外侧的浇筑模板200在环向上能均衡地起到约束作用，因此内模板200a和外模板200b可采用较薄的板件。当浇筑模板200的某一处发生变形时，变形处会带动围檩100的某一处随之变形，围檩100该处的变形力均散到围檩100环向各处，围檩100在自身刚性作用下整个围檩100抵抗该变形力，使得浇筑模板200在该处可快速恢复至原位。正是围檩100能在环向各处对浇筑模板200起到约束作用，因此浇筑模板200自身可不用设置得过于笨重。浇筑模板200减轻后，可以减轻整体施工负担。

现有浇筑方案通常使用的内外模为厚度5-6mm的厚钢板，成本高。为节省成本，在每段塔筒段浇筑后需要将模拆除，重复用于下一段塔筒段的浇筑。此方案的缺点在于，每一段塔筒段要拆除内外模前需要等待混凝土成型，时间较久；浇筑成型的塔筒为混凝土塔筒，维护成本高，维护困难。

而本发明实施例中由于围檩100的约束作用来保证施工质量，因此浇筑模板200可以采用薄板，成本相对减低，在每段塔筒段310浇筑后可以不需要将模拆除，这样在进行下一段塔筒段310的施工时需要等待的时间就可以大大缩短。最后塔筒1000的外层和内层留下浇筑模板200，浇筑模板200由模板转变成塔筒1000的自身结构，整体维护成本降低。

可选地，浇筑模板200为薄钢板，当然，浇筑模板200可采用其他具有一定刚度及可弯曲性能的板材替换，例如铜板、复合板等，这里不作限制。

由上述的围檩100的使用过程可以看出，本发明实施例的围檩100可选用刚性件，从而可以提供内外模板足够的支撑约束力。

其中，外模围檩100b外套在外模板200b的外侧，外模围檩100b的内径与外模板200b的外径大体相等；内模围檩100a设在内模板200a的内侧，内模围檩100a的外径与内模板200a的内径大体相等。外模围檩100b的高度与外模板200b的高度相等，内模围檩100a的高度与内模板200a的高度相等。也就是说，围檩100需要与相应的浇筑模板200尺寸对应一致，才能较好地发挥约束支撑作用。

综上，根据本发明实施例的塔筒施工方法，通过使用围檩100来支撑塔筒1000的浇筑模板200，在浇筑时给浇筑模板200提供了内部或者外部支撑，可以大幅度地提高浇筑模板200整体结构刚度，减少浇筑模板200的侧向变形，从而保证塔筒1000成型的质量。围檩100整体重量轻，合理设置围檩100的刚度后浇筑模板200能够采用薄板，从而整体重量可进一步降低，进而可减少吊装难度，提高施工速度。由于施工需要吊装的重量减轻，可以采用中心塔架400吊装，减少了大型塔吊的使用量。另外，设施减轻后整体操作难度降低，有利于保证工人高空作业的安全性。

在一些实施例中，如图2所示，施工平台500包括位于塔筒本体300内侧的内施工平台510，施工平台500包括位于塔筒本体300外侧的外施工平台520。

具体地，内模围檩100a通过内施工平台510支撑在内模板200a上，从而可以加强内模围檩100a对内模板200a的约束支撑作用，使内模围檩100a撑紧在内模板200a上。可以理解的是，在合理设置内模围檩100a的刚度后，靠内模板200a的刚度也能使内模围檩100a撑紧在内模板200a上。或者，可以在内模围檩100a和外模围檩100b之间连接关联结构，内模围檩100a和外模围檩100b连接为一体后不易变形。

具体地，内施工平台510在内模围檩100a上形成多个支撑点，多个支撑点沿环向间隔开设置，多个支撑点构造成沿塔筒1000的径向可伸缩以向内模围檩100a施加或者释放预应力。这样的内施工平台510，具有可调预应力的作用，从而可提高内模围檩100a对内模板200a的支撑效果。

在一些实施例中，在步骤s2中，采用箍筋将外模围檩100b环向箍紧，可以进一步加强外模围檩100b对外模板200b的约束支撑作用。可以理解的是，本发明实施例中，箍筋可以是钢索，也可以采用其他材质的箍筋，在外模围檩100b的外侧也可设置外撑结构。

在一些实施例中，围檩100为周长可调结构，也就是说，整个围檩100的周长以及曲率半径可根据实际塔筒段310的直径变化调节尺寸，在实际施工时调节会非常灵活。

当塔筒1000的直径在不同高度处尺寸不同时(例如锥塔、双曲面塔)，浇筑模板200的支设需要根据塔筒1000的结构尺寸进行调整，同时围檩100也需要根据塔筒1000的结构尺寸进行调整。这样，当建造直径大的塔筒段310时，可加大围檩100周长；当建造直径小的塔筒段310时，可减小围檩100周长。这样同一个围檩100，可在同一塔筒1000由下至上的全程都能使用到，利用率高。这样的设计，围檩100可应用的施工尺寸范围大，非常实用。

在一些实施例中，在步骤s1中需要固定波纹管，波纹管位于内模板200a和外模板200b之间，上一层塔筒段310上的波纹管与下一层塔筒段310上的波纹管正对设置。波纹管内可在塔筒段310建造好后穿设预应力筋，保证整体塔筒1000结构可靠性。

在一些实施例中，中心塔架400上设有滑轨，施工平台500沿滑轨上移。利用这种滑轨，施工平台500不需要反复拆装，从而可大大加快施工进度。

根据本发明实施例的塔筒1000的施工方法，利用中心塔架400，结合不拆模工艺，施工快捷方便。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。