用于建造混凝土塔的系統(tǒng)和方法以及獲得的混凝土塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]正如題目指示的，本發(fā)明涉及用于建造混凝土塔的系統(tǒng)和方法，它們是基于使用具有恒定半徑的模塊化模板。根據(jù)本發(fā)明建造的塔具有可變橫截面，經(jīng)由定位以及固定模板部件來實(shí)施，模板部件限定了要建造的塔的段的外表面，而無論用以建造塔內(nèi)部空間的形式或系統(tǒng)是如何。
[0002]本發(fā)明的建造方法具有的建造特征旨在，通過使用由有限數(shù)量的模板部件構(gòu)成的建造系統(tǒng)允許形成接連的模板段以建造混凝土塔。
[0003]本發(fā)明還包括依靠所述建造方法和系統(tǒng)獲得的塔。
[0004]本發(fā)明能夠應(yīng)用于建造領(lǐng)域，尤其是建造鋼筋混凝土塔或者預(yù)應(yīng)力混凝土塔，它們優(yōu)選適合于(但不限于)固定不同裝置(諸如風(fēng)力渦輪或者其他)于一定高度處。
【背景技術(shù)】
[0005]在特定應(yīng)用中，諸如安裝風(fēng)力渦輪或者其他升降裝備時(shí)，通常要使用支撐塔，支撐塔能夠由不同材料制成，通常是金屬或者混凝土。
[0006]這兩種類型的塔的建造過程是不同的，在金屬塔的情形下，它們是基于柱形或者錐形管建造的，而混凝土塔能夠由預(yù)制件建造而成，通過使用模板元件將這些預(yù)制件方便地原地組裝或建造以限定塔的形狀，并且通過將混凝土澆入模板而建造成塔。
[0007]雖然它們的建造是不同的，但是所有現(xiàn)有技術(shù)共同的幾何特征是，它們的外表面和內(nèi)表面在數(shù)學(xué)上是連續(xù)表面。這種連續(xù)性利于在原地或以預(yù)制方式將鋼件彼此附接，或利于混凝土元件的附接。這種連續(xù)性限定了迄今為止實(shí)施的每個(gè)塔的幾何形狀，包括:柱形、錐形或者拋物線形狀的塔，它們具有多邊形橫截面和/或多邊形及彎曲橫截面的混合橫截面。
[0008]在垂直結(jié)構(gòu)的構(gòu)造作業(yè)中，使用這樣的建造系統(tǒng)，該建造系統(tǒng)包括各單獨(dú)面板，這些面板結(jié)合于一起以形成模板。在高垂直結(jié)構(gòu)的情形下，模板在不同階段制成，為此使用爬升系統(tǒng)，爬升系統(tǒng)由未安裝的模板面板構(gòu)成，這些未安裝的模板面板位于較低高度，將它們安裝在緊鄰的較高高度以使該模板處于新尺寸并且建造出額外的塔段，重復(fù)該過程直到達(dá)到期望的總體高度。
[0009]正如公知的，在爬升模板系統(tǒng)中，面板安裝在支架或者腳手架單元上，支架或者腳手架單元被錨固在依靠爬錐已經(jīng)制成的塔段的頂部。能夠使用吊車進(jìn)行將模板元件從一個(gè)高度提升到另一高度，或者在所謂的自爬升系統(tǒng)中使用機(jī)械梯或液壓梯進(jìn)行將模板元件從一個(gè)高度提升到另一高度。
[0010]具有恒定橫截面的混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造(例如柱形或者棱鏡形)允許使用相同面板以符合模板用于塔的隨后段或者水平；但是，混凝土塔的構(gòu)造或者可變橫截面結(jié)構(gòu)要求對(duì)于要建造的塔的每個(gè)水平或塔段使用不同形狀和曲率的模板面板。這使得需要非常大量的模板面板，它們必須足以覆蓋要建造的塔的整個(gè)表面，以及處理和存儲(chǔ)大量的材料，這最終會(huì)增加作業(yè)成本。
[0011]毫無疑問的是，市場(chǎng)上已經(jīng)存在一些模板面板用于構(gòu)造錐形塔，在組裝和固定之前允許調(diào)節(jié)面板的曲率；但是，這種調(diào)節(jié)是特別困難的，尤其是當(dāng)任何面板已經(jīng)發(fā)生了任何變形時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的用于建造混凝土塔的系統(tǒng)是這樣的類型:用于通過定位以及固定模板部件來分段建造鋼筋或者預(yù)應(yīng)力混凝土塔，模板部件限定了要建造的塔的塔段的外表面，具有的建造特征旨在，通過僅改變所使用的部件的數(shù)量允許使用相同部件來形成位于塔的隨后塔段處的模板。
[0013]本發(fā)明的另一目的是開發(fā)一種用于建造混凝土塔的方法，通過使用本發(fā)明的模板系統(tǒng)并且在構(gòu)筑要建造的塔的每個(gè)塔段時(shí)僅改變所使用的部件的數(shù)量，允許形成用于具有可變橫截面的塔段的模板，可變橫截面包括橫截面增加以及橫截面向上降低，當(dāng)需要時(shí)形成用于具有恒定橫截面的塔段的模板，使得接連的塔段的表面聯(lián)接于一起，而無論這種塔段是具有可變橫截面還是恒定橫截面。
[0014]本發(fā)明的主題的建造系統(tǒng)允許生產(chǎn)具有可變數(shù)量彎曲側(cè)面的塔，通過使用爬升技術(shù)和用于由模板形成塔的接連塔段的相同部件，通過僅從每個(gè)塔段移除具有恒定寬度的一個(gè)部件，尤其是塔段的至少一部分具有可變橫截面，并且塔的表面在幾何學(xué)方面上不是連續(xù)表面，因?yàn)樵诿總€(gè)塔段或提升段處存在混凝土所吸收的間隙或調(diào)整。
[0015]在幾何學(xué)方面，所建造的塔的區(qū)域在每個(gè)塔段處由η個(gè)柱形區(qū)域的交叉所形成，其中η是討論的混凝土塔的側(cè)面的數(shù)量。以一個(gè)塔段在一個(gè)塔段之上的這種方式所產(chǎn)生的若干塔段的堆積獲得了塔。
[0016]為此，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)要建造的塔的側(cè)面或外面的數(shù)量，該建造系統(tǒng)包括相同的有限數(shù)量組模板部件。
[0017]每組模板部件至少包括:
[0018]-中間部件，其具有基底、頂端和兩個(gè)平行的垂直側(cè)面，所述中間部件沿著其整個(gè)長度具有恒定曲率的彎曲表面以及寬度，以及，
[0019]-端部部件，其形成兩個(gè)對(duì)稱的橫向拐角，所述橫向拐角具有三角形或者梯形輪廓，設(shè)置有基底、上頂點(diǎn)、垂直側(cè)面以及斜向側(cè)面；所述橫向拐角具有與所述中間部件相同曲率的彎曲表面，以及具有從所述基底至所述上頂點(diǎn)的降低寬度。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，各組模板部件定尺寸為通過將可變數(shù)量的垂直布置且橫向附接的中間部件組合來形成用于建造具有恒定橫截面的塔段的模板。依靠端部部件和可變數(shù)量的橫向附接且相對(duì)于垂向以一定傾斜布置的中間部件的組合來形成用于建造具有可變橫截面的塔段的模板。
[0021]該系統(tǒng)允許使用中間部件的組合或者通過使用每組的中間部件和端部部件的組合，并且利用傳統(tǒng)技術(shù)將這些部件的組合附接在一起來形成模板的環(huán)形表面或者周表面以用于建造混凝土塔段。
[0022]由建造系統(tǒng)的每組部件所形成的組合必須是相同的，部件的每個(gè)所述組合限定了與要建造的塔的塔段的一個(gè)側(cè)面或外面對(duì)應(yīng)的模板表面。
[0023]該建造系統(tǒng)通過使用模板即中間部件以及端部部件的組合允許在要建造的混凝土塔的塔段的每側(cè)限定沿著所述塔段具有統(tǒng)一曲率的模板表面。
[0024]每組的部件的尺寸是這樣的，使得通過簡單地改變所使用的中間部件或者端部部件的數(shù)量或者通過改變所使用的端部部件的布置，用以形成第一塔段的模板的部件允許形成用于第二塔段的模板，這取決于要建造的塔段是增加的橫截面還是向上降低的橫截面。
[0025]因而，例如:
[0026]-通過移除中間部件能夠限定用于第二塔段的模板，第二塔段構(gòu)成了塔的側(cè)面的延伸，這些塔段在塔的每個(gè)側(cè)面保持它們的橫截面變化和曲率；
[0027]-通過翻轉(zhuǎn)符合端部拐角的部件的位置，能夠限定用于第一塔段的模板和用于第二塔段的模板，它們的橫截面沿相反方向增加，第一和第二塔段的最大橫截面端部是相對(duì)的或者最小橫截面端部是相對(duì)的，由所述模板限定的側(cè)面在垂直方向上保持對(duì)準(zhǔn)隨后的塔段，以及
[0028]-通過去除符合拐角的所述部件，能夠在具有可變橫截面的塔段(收斂塔段或者發(fā)散塔段)之后，符合用于具有統(tǒng)一橫截面的第二塔段的模板。
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由端部部件形成的橫向拐角的斜向側(cè)面和基底之間限定了可變角度，根據(jù)傾斜，所述模板必須相對(duì)于垂直方向具有要建造的塔的外表面的收斂角。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，所述橫向拐角的基底具有的長度與中間部件之一的基底的長度相同，或者與兩個(gè)或多個(gè)中間部件的基底的總和的長度相同，從而在用于第二塔段的模板中去除在用于第一塔段的模板中所使用的中間部件的一部分，并且符合第二塔段的部件的基底的長度或彎曲周長滿足用于第一塔段的模板中所使用的中間部件的頂端的長度或彎曲周長。
[0031]本發(fā)明還包括用于建造混凝土塔的方法通過使用上述提到的建造系統(tǒng)。
[0032]該建造方法包括以下步驟:
[0033]a)提供相同的η組模板部件，每組模板部件包括中間部件以及端部部件，所述中間部件沿著其整個(gè)長度具有恒定曲率的彎曲表面以及寬度，所述端部部件具有三角形或者梯形輪廓，具有與所述中間部件相同曲率的彎曲表面，以及具有從所述基底至所述上頂點(diǎn)的降低寬度；
[0034]b)以順序方式布置每組的端部部件以及具體數(shù)量的中間部件，因而形成具有環(huán)形構(gòu)造的第一模板段，所述第一模板段具有η個(gè)外面或者側(cè)面，具有相同曲率和相同傾斜，所述第一模板段具有隨高度成比例變化的橫截面；
[0035]c)通過將混凝土澆入第一模板段來建造第一塔段，其中，已經(jīng)先前插入了鋼筋框架；
[0036]d)將符合所述第一模板段的所述部件提升至第二水平，從每個(gè)模板側(cè)面去除相同數(shù)量的中間部件或者端部部件，形成具有環(huán)形構(gòu)造的第二模板段，第二模板段具有η個(gè)外面或者側(cè)面、相同曲率以及相同傾斜，所述第二模板段構(gòu)成了所述第一塔段的延伸，具有可變或者恒定橫截面；
[0037]e)通過將混凝土澆入第二模板段中來建造第二塔段；以及
[0038]f)重復(fù)步驟d)和e)，直到達(dá)到期望的塔高度。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，用建造系統(tǒng)和上述方法所建造的混凝土塔具有的建造特征以及結(jié)構(gòu)特性明顯不同于當(dāng)前現(xiàn)有的塔，其中，塔的所有側(cè)面是具有恒定半徑的曲線，并且塔的橫截面根據(jù)高度成比例的變化。
[0040]該混凝土塔包括可變數(shù)量的具有恒定曲率的側(cè)面，所述側(cè)面由位于不同水平處的接連的相應(yīng)塔段形成，所述塔段由η個(gè)柱形表面的交叉形成，所述η個(gè)柱形表面在每個(gè)水平以相同角度傾斜，它們的交叉限定了描述多邊形的脊，其中η是混凝土塔的側(cè)面的數(shù)量。
[0041]在該發(fā)明中，所述混凝土塔具有至少一個(gè)塔段，所述塔段的橫截面以隨高度成比例地增加或減少的方式變化，提供的是塔可以包括一個(gè)或多個(gè)具有可變橫截面的塔段與至少一個(gè)具有恒定橫截面的塔段的組合，具有恒定橫截面的塔段至少在其一端連接具有可變橫截面的塔段之一。
【附圖說明】
[0042]為了完成要執(zhí)行的說明以及為了利于理解本發(fā)明的特征，本說明書附有說明書附圖，其中，通過非限制例子示出了以下圖:
[0043]-圖1a和圖1b示出了任一組部件1、2的平面圖，它們構(gòu)成模板建造系統(tǒng)，彼此隔開并且橫向附接。
[0044]-圖2示出了先前圖的一組部件的頂視圖，由金屬板制成的柱形段形成。
[0045]-圖3和圖4示出了三組部件的立體圖以及頂視圖，它們形成了模板段。
[0046]-圖5、圖6和圖7示意地示出了依靠本發(fā)明的建造系統(tǒng)和方