CN117989070A - 一种钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法，其中钢筋混凝土风电塔筒包括筒状框架结构的钢架主体；钢筋组件，所述钢筋组件绕所述钢架主体的筒状边缘环状设置；混凝土模板，所述混凝土模板通过3D打印工艺以形成；所述混凝土模板沿所述钢架主体的筒状轴向方向同向设置；所述混凝土模板包括外模板以及内模板，所述外模板设置于所述钢筋组件的环形外侧，所述内模板设置于所述钢筋组件的环形内侧；所述外模板与所述内模板之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔，且所述钢筋组件位于所述模板空腔中。通过本发明实现降低钢筋混凝土风电塔筒的建设成本、施工难度以及建设周期。

Description

一种钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法

技术领域

本发明涉及风电塔筒技术领域，特别涉及一种钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法。

背景技术

风能作为一种清洁、储量大的可再生能源，具备成熟的技术支撑和规模化、商业化的发展前景，逐步受到各国青睐，因此风能的开发具有巨大的市场潜能。而风电塔筒作为风能的重要支撑结构，其技术的发展关系着风能的开发运用。目前全球范围内风电塔筒技术路线主要有全钢柔性塔筒、钢筋混凝土混合塔筒以及全混凝土三种。其中，钢筋混凝土混合塔筒主要结构为上部钢塔筒下部钢筋混凝土，其施工方式包括现浇和装配式两种。

现浇模式的主要缺陷有：（1）支模困难；塔筒最优截面形式是下大上小，因此模板规格均不同，加工制作较困难。同时塔筒模板需要高空安装，安装也困难。（2）施工措施较复杂。目前现浇模式主要有两种，一种模式为全脚手架施工模式，此种模式需要从低到高满搭脚手架，费用较高。另一种模式为整体滑膜施工，此模式虽然解决了满堂脚手架施工模式的缺点，但是整体滑膜施工的装备较复杂，安装拆卸均不是很方便，成本高。（3）施工周期相对较长。由于全部采用现场制作，且受混凝土强度影响，总体施工周期较长。

装配式模式主要缺陷有：（1）节点控制较难。装配式最大的特点是由块体拼装而成，因此拼装的节点控制非常重要，由于块体重量较大，且属于高空拼装，因此节点控制较难，也决定整体施工质量和塔筒的安全性。（2）预应力施工难度较大。装配式塔筒竖向连接薄弱，因此需要增设预应力筋，但由于高度较高，预应力施工较困难。（3）有一定安全隐患。塔筒属于高耸结构，需要经受各种荷载，如地震、大风、风机转动等，拼装的节点没处理好或是部分预应力损失较大，会带来一定的安全隐患。

基于上述原因，亟需一种新型的钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法，使其能够降低建设成本、降低施工难度、缩短建设周期。

要说明的是，上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法，旨在实现降低钢筋混凝土风电塔筒的建设成本、施工难度以及建设周期。

为实现上述目的，本发明提出一种钢筋混凝土风电塔筒，包括：

筒状框架结构的钢架主体；

钢筋组件，所述钢筋组件绕所述钢架主体的筒状边缘环状设置；

混凝土模板，所述混凝土模板通过3D打印工艺以形成；所述混凝土模板沿所述钢架主体的筒状轴向方向同向设置；所述混凝土模板包括外模板以及内模板，所述外模板设置于所述钢筋组件的环形外侧，所述内模板设置于所述钢筋组件的环形内侧；所述外模板与所述内模板之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔，且所述钢筋组件位于所述模板空腔中。

可选地，所述钢架主体由若干层钢架单节层叠设置而成；每层所述钢架单节包括钢骨架以及钢梁组件，所述钢骨架包括环形钢梁，所述环形钢梁连接有若干连接柱以及若干连接梁，所述连接柱沿所述钢架主体的筒状轴向方向相互平行设置，相邻两个所述环形钢梁之间通过所述连接柱相互连接；所述连接梁设置于所述环形钢梁的环形内侧；所述钢梁组件设置于所述环形钢梁的环形内部，所述钢梁组件的自由端通过所述连接梁与所述环形钢梁固定连接。

可选地，所述钢梁组件包括若干水平横向设置的横向钢梁以及若干水平纵向设置的纵向钢梁，所述横向钢梁与所述纵向钢梁相组合形成井字形结构；其中，所述横向钢梁与所述纵向钢梁之间通过钢连接件相互固定。

可选地，所述钢梁组件的中部设有开口部，每层所述钢架单节的所述钢梁组件的所述开口部位于同一垂线上以形成输送井道。

可选地，所述钢连接件包括上连接板、下连接板以及板连接件，所述上连接板以及所述下连接板分别设置在所述板连接件的上下两侧，所述上连接板用于连接所述横向钢梁以及所述纵向钢梁的上侧边缘，所述下连接板用于连接所述横向钢梁以及所述纵向钢梁的下侧边缘。

可选地，

所述连接柱的上下两端分别设有榫头部以及卯孔部，所述榫头部用于与另一所述连接柱的所述卯孔部插入配合，所述卯孔部用于与另二所述连接柱的所述榫头部插入配合；

和/或，

所述连接柱的上下两端分别设有上环板以及下环板，所述上环板用于与另一所述连接柱的所述下环板固定连接，所述下环板用于与另二所述连接柱的所述上环板固定连接。

可选地，所述连接梁的端部连接于所述环形钢梁与所述连接柱的交接处；所述环形钢梁、所述连接柱以及所述连接梁的交接处设置有加劲板。

可选地，所述钢筋组件包括沿所述钢架主体的筒状轴向方向相互平行设置的若干第一轴向钢筋以及若干第二轴向钢筋，若干所述第一轴向钢筋环形分布于所述环形钢梁的环形外侧，若干所述第二轴向钢筋环形分布于所述环形钢梁的环形内侧；

所述钢筋组件还包括与所述环形钢梁同轴设置的若干第一环形钢筋以及若干第二环形钢筋，所述第一环形钢筋用于将若干所述第一轴向钢筋相互连接，所述第二环形钢筋用于将若干所述第二轴向钢筋相互连接；

可选地，所述第一轴向钢筋与所述第二轴向钢筋之间设置有若干第一拉结筋，若干所述第一拉结筋呈梅花形间隔设置；和/或，所述第一环形钢筋与所述第二环形钢筋之间设置有若干第二拉结筋，若干所述第二拉结筋呈梅花形间隔设置。

可选地，

所述外模板包括采用3D打印工艺以形成的圆环状结构的第一圆环，若干所述第一圆环层叠设置以形成所述外模板；

和/或，所述内模板包括采用3D打印工艺以形成的圆环状结构的第二圆环，若干所述第二圆环层叠设置以形成所述内模板；

和/或，所述外模板与所述内模板之间设置有若干第三拉结筋，若干所述第三拉结筋呈梅花形间隔设置。

为实现上述目的，本发明还提出一种涉及上述钢筋混凝土风电塔筒的施工方法，包括如下步骤：

设置筒状结构的所述钢架主体；

绕所述钢架主体的筒状边缘环状设置所述钢筋组件；

将3D打印设备放置在位于所述钢架主体的施工平台上，利用所述3D打印设备生成所述混凝土模板，其中所述混凝土模板包括所述外模板以及所述内模板，所述外模板设置于所述钢筋组件的环形外侧，所述内模板设置于所述钢筋组件的环形内侧；所述外模板与所述内模板之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔；

对所述模板空腔进行混凝土浇筑作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过将筒状框架结构的钢架主体作为风电塔筒的主体框架，随后绕钢架主体的筒状边缘环状设置钢筋组件；然后利用3D打印设备快速生成混凝土模板，其中该混凝土模板包括外模板以及内模板，外模板设置于钢筋组件的环形外侧，内模板设置于钢筋组件的环形内侧；外模板与内模板之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔，也就是说钢筋组件位于模板空腔中；最后对该模板空腔进行混凝土浇筑，使得混凝土在模板空腔中浇筑成型，搭配其内部的钢筋组件相结合形成钢筋混凝土结构，并且地，其外模板以及内模板在钢筋混凝土结构成型后能够作为其外部保护层，对钢筋混凝土结构进行充分保护。

由上所述，本发明结合3D打印技术能够实现在较短时间内快速建设风电塔筒，主要有如下优点：（1）建设速度快；结合建筑3D打印技术，可以快速、精确打印混凝土模板，免去现场安装模板或是固定模板吊装。（2）大大降低运输门槛；不管是全柔性钢塔筒、还是装配式混凝土塔筒，都需要运输较大较重构件，采用新型3D打印技术的钢筋混凝土风电塔筒，除钢骨架采用小型装配式外，其他均不需要大构件，大大降低塔筒运输条件；（3）成本低；材料成本、运输成本、制造成本、吊装成本、维护成本都较同类塔筒大大降低，总体成本减少，建设难度也相应降低，可以让风电快速健康发展。（4）安全可靠；整体性能为钢筋混凝土结构，结构刚度大，可以应对各种自然灾害，同时规避柔性钢塔筒刚度小带来的共振，结构安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例的结构示意图；

图2为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中混凝土模板的结构示意图；

图3为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢筋组件的结构示意图；

图4为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢架主体的结构示意图；

图5为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢骨架的结构示意图其一；

图6为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢骨架的结构示意图其二；

图7为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢梁组件的结构示意图；

图8为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢连接件的结构示意图其一；

图9为本发明钢筋混凝土风电塔筒一实施例中钢连接件的结构示意图其二。

图中所标各部件的名称如下：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

此外，需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本实施例公开了一种钢筋混凝土风电塔筒，参考附图1-9，包括：

筒状框架结构的钢架主体1；

钢筋组件2，钢筋组件2绕钢架主体1的筒状边缘环状设置；

混凝土模板3，混凝土模板3通过3D打印工艺以形成；混凝土模板3沿钢架主体1的筒状轴向方向同向设置；混凝土模板3包括外模板31以及内模板32，外模板31设置于钢筋组件2的环形外侧，内模板32设置于钢筋组件2的环形内侧；外模板31与内模板32之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔33，且钢筋组件2位于模板空腔33中。

本实施例通将筒状框架结构的钢架主体1作为风电塔筒的主体框架，随后在钢架主体1的筒状边缘环状设置钢筋组件2；然后利用3D打印设备快速生成混凝土模板3，其中该混凝土模板3包括外模板31以及内模板32，外模板31设置于钢筋组件2的环形外侧，内模板32设置于钢筋组件2的环形内侧；外模板31与内模板32之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔33，也就是说钢筋组件2位于模板空腔33中；最后对该模板空腔33进行混凝土浇筑，使得混凝土在模板空腔33中浇筑成型，搭配其内部的钢筋组件2相结合形成钢筋混凝土结构，并且地，其外模板31以及内模板32在钢筋混凝土结构成型后能够作为其外部保护层，对钢筋混凝土结构进行充分保护。

由上所述，本实施例结合3D打印技术能够实现在较短时间内快速建设风电塔筒，主要有如下优点：（1）建设速度快；结合建筑3D打印技术，可以快速、精确打印混凝土模板3，免去现场安装模板或是固定模板吊装。（2）大大降低运输门槛；不管是全柔性钢塔筒、还是装配式混凝土塔筒，都需要运输较大较重构件，采用新型3D打印技术的钢筋混凝土风电塔筒，除钢骨架4采用小型装配式外，其他均不需要大构件，大大降低塔筒运输条件；（3）成本低；材料成本、运输成本、制造成本、吊装成本、维护成本都较同类塔筒大大降低，总体成本减少，建设难度也相应降低，可以让风电快速健康发展。（4）安全可靠；整体性能为钢筋混凝土结构，结构刚度大，可以应对各种自然灾害，同时规避柔性钢塔筒刚度小带来的共振，结构安全可靠。

作为上述实施例的优选方案，参考附图图1、图4，钢架主体1由若干层钢架单节101层叠设置而成；如此设置，本实施例通过将多层钢架单节101层叠设置以形成钢架主体1，一方面便于对钢架主体1进行整体分割运输，减低其运输成本；另一方面在施工过程中，先对下层的钢架单节101进行混凝土浇筑成型，再逐级对上层的钢架单节101进行混凝土浇筑成型，有效减低其施工难度。

进一步地，每层钢架单节101包括钢骨架4以及钢梁组件5，钢骨架4包括环形钢梁41，环形钢梁41连接有若干连接柱42以及若干连接梁43，连接柱42沿钢架主体1的筒状轴向方向相互平行设置，相邻两个环形钢梁41之间通过连接柱42相互连接；连接梁43设置于环形钢梁41的环形内侧；钢梁组件5设置于环形钢梁41的环形内部，钢梁组件5的自由端通过连接梁43与环形钢梁41固定连接。如此设置，利用钢骨架4作为钢架主体1的整体外结构，利用钢梁组件5作为钢架主体1的整体内结构，二者相结合能够有效提高钢架主体1的结构强度以及抗裂性能。此外，钢梁组件5还可以作为施工平台的支撑结构；具体的，在钢梁组件5之上铺设受力板材，使其作为施工人员以及3D打印设备的操作堆放平台。

其中，上述环形钢梁41、连接柱42以及连接梁43的截面形状包括但不限于工字型、矩形或者圆形等其他形状，均属于本申请的保护范围。

进一步地，参考附图图4、图7，钢梁组件5包括若干水平横向设置的横向钢梁51以及若干水平纵向设置的纵向钢梁52，横向钢梁51与纵向钢梁52相组合形成井字形结构；其中，横向钢梁51与纵向钢梁52之间通过钢连接件53相互固定。如此设置，通过钢连接件53将横向钢梁51与纵向钢梁52首尾连接形成风电塔筒的竖向井道，结构简单实用性强。可以理解地，本领域技术人员在理解本实施例的技术方案后，可将横向钢梁51以及纵向钢梁52相组合形成其他具体结构，例如网状结构或者三角形结构等，也应当属于本申请的保护范围。在本实施例中，钢连接件53与横向钢梁51/纵向钢梁52之间为螺栓连接，也可以为焊接或者焊接与螺栓组合连接。此外，横向钢梁51/纵向钢梁52与连接梁43之间也可以通过钢连接件53相互固定，以实现钢梁组件5通过连接梁43与环形钢梁41固定连接的目的。

其中，上述横向钢梁51以及纵向钢梁52的截面形状包括但不限于工字型、矩形或者圆形等其他形状，均属于本申请的保护范围。

进一步地，钢梁组件5的中部设有开口部54，每层钢架单节101的钢梁组件5的开口部54位于同一垂线上以形成输送井道。具体的，上文提及横向钢梁51与纵向钢梁52相组合形成井字形结构，因此可将井字形结构的中部方形区域视为开口部54。由于每层钢架单节101的钢梁组件5的开口部54位于同一垂线上，即每层开口部54位于同一垂直线上使其形成垂直贯通的输送井道；在施工过程中，利用垂直提升机等施工设备，施工人员可通过其输送井道进行垂直升降，或者将3D打印设备及其打印物料通过输送井道进行垂直运输，从而有效提高施工效率。

进一步地，参考附图8-9，钢连接件53包括上连接板531、下连接板532以及板连接件533，上连接板531以及下连接板532分别设置在板连接件533的上下两侧，上连接板531用于连接横向钢梁51以及纵向钢梁52的上侧边缘，下连接板532用于连接横向钢梁51以及纵向钢梁52的下侧边缘。在本实施例中，由于上文中提及横向钢梁51与纵向钢梁52相组合形成井字形结构，因此对应地，上连接板531与下连接板532设置成十字型结构，以保证上连接板531以及下连接板532能够与横向钢梁51以及纵向钢梁52相互连接；其中，上连接板531、下连接板532以及板连接件533之间可以焊接连接，也可以是工厂加工完成后的制成品。当连接梁43、横向钢梁51以及纵向钢梁52的截面形状为工字型时，即均采用工型钢时，利用上连接板531以及下连接板532分别连接工型钢的上下两翼板，以实现横向钢炼/纵向钢梁52/连接梁43通过钢连接件53相互固定的目的。其中上连接板531/下连接板532与横向钢炼/纵向钢梁52/连接梁43之间可采用焊接或者螺栓连接。

进一步地，板连接件533采用十字型结构；如此设置，利用十字型结构的板连接件533保证上连接板531与下连接板532之间不容易发生变形，以确保钢架主体1的整体结构强度。同时，由于上文提及连接梁43、横向钢梁51以及纵向钢梁52均采用工型钢，十字型结构的板连接件533能够与其腹板相连接，进一步提高钢架主体1的整体结构强度。此外，在板连接件533、上连接板531以及下连接板532上设置若干连接孔534，利用其连接孔534供螺栓通过以实现钢连接件与连接梁43/横向钢梁51/纵向钢梁52之间的螺栓连接。

进一步地，参考附图5-6，连接柱42的上下两端分别设有榫头部421以及卯孔部422，榫头部421用于与另一连接柱42的卯孔部422插入配合，卯孔部422用于与另二连接柱42的榫头部421插入配合；如此设置，通过榫头部421与卯孔部422之间的插入配合以保证上下相邻两个钢架单节101能够位于同一轴线方向上，确保成型后的风电塔筒不会出现轴线倾斜等安全事故。可以理解的，在本实施例中，榫头部421设置在连接柱42的下端，卯孔部422设置在连接柱42的上端，因此连接柱42下端的榫头部421与其下方的连接柱42上端的卯孔部422插入配合，以实现连接柱42与其下方的连接柱42相互连接；连接柱42上端的卯孔部422与其上方的连接柱42下端的榫头部插入配合，以实现连接柱42与其上方的连接柱42相互连接。

进一步地，连接柱42的上下两端分别设有上环板423以及下环板424，上环板423用于与另一连接柱42的下环板424固定连接，下环板424用于与另二连接柱42的上环板423固定连接。如此设置，当上下相邻的两个连接柱42通过榫头部421与卯孔部422配合完毕后，再利用上环板423以及下环板424相互固定，以实现上下相邻的两个连接柱42之间的固定连接。其中上环板423与下环板424之间可采用焊接或者螺栓连接。可以理解的，在本实施例中，上环板423设置在连接柱42的上端，下环板424设置在连接柱42的下端，因此连接柱42上端的上环板423与其上方的连接柱42下端的下环板424固定连接，以实现连接柱42与其上方的连接柱42相互固定；连接柱42下端的下环板424与其下方的连接柱42上端的上环板423固定连接，以实现连接柱42与其下方的连接柱42相互固定。

此外，在本实施例中，连接柱42的上端同时设置有上环板423以及卯孔部422；意味着连接柱42与其上方的连接柱42先通过榫头部421与卯孔部422插入配合后，再通过上环板423与下环板421固定连接。连接柱42的下端同时设置有下环板424以及榫头部421；意味着接柱42与其下方的连接柱42先通过榫头部421与卯孔部422插入配合后，再通过上环板423与下环板421固定连接。

进一步地，连接梁43的端部连接于环形钢梁41与连接柱42的交接处；环形钢梁41、连接柱42以及连接梁43的交接处设置有加劲板44。如此设置，通过加劲板44提高环形钢梁41、连接柱42以及连接梁43之间的连接强度，确保风电塔筒在使用过程中不容易发生变形坍塌事故。

作为上述实施例的优选方案，参考附图3，钢筋组件2包括沿钢架主体1的筒状轴向方向相互平行设置的若干第一轴向钢筋21以及若干第二轴向钢筋22，若干第一轴向钢筋21环形分布于环形钢梁41的环形外侧，若干第二轴向钢筋22环形分布于环形钢梁41的环形内侧；如此设置，利用第一轴向钢筋21以及第二轴向钢筋22作为钢筋混凝土结构中的钢筋主体，以提高钢筋混凝土结构的承载力和抗裂性能，保证风电塔筒的使用安全。

进一步地，第一轴向钢筋21与第二轴向钢筋22之间设置有若干第一拉结筋（附图未示出）；如此设置，可根据实际需要在第一轴向钢筋21与第二轴向钢筋22之间设置第一拉结筋，利用第一拉结筋增强第一轴向钢筋21与第二轴向钢筋22之间相对牢固度，确保第一轴向钢筋21与第二轴向钢筋22在混凝土浇筑过程中不容易发生位移变形。在本实施例中，若干第一拉结筋呈梅花形间隔设置。

进一步地，钢筋组件2还包括与环形钢梁41同轴设置的若干第一环形钢筋23以及若干第二环形钢筋24，第一环形钢筋23用于将若干第一轴向钢筋21相互连接，第二环形钢筋24用于将若干第二轴向钢筋22相互连接；如此设置，通过在第一轴向钢筋21之间设置第一环形钢筋23相互连接使其二者形成纵横相交结构，以及在第二轴向钢筋22之间设置第二环形钢筋24相互连接使其二者形成纵横相交结构，以增加钢筋组件2的承载力和抗裂性能。

进一步地，第一环形钢筋23与第二环形钢筋24之间设置有若干第二拉结筋（附图未示出）；如此设置，可根据实际需要在第一环形钢筋23与第二环形钢筋24之间设置第二拉结筋，利用第二拉结筋增强第一环形钢筋23与第二环形钢筋24之间相对牢固度，确保第一环形钢筋23与第二环形钢筋24在混凝土浇筑过程中不容易发生位移变形。在本实施例中，若干第二拉结筋呈梅花形间隔设置。

作为上述实施例的优选方案，参考附图2，外模板31包括采用3D打印工艺以形成的圆环状结构的第一圆环311，若干第一圆环311层叠设置以形成外模板31；内模板32包括采用3D打印工艺以形成的圆环状结构的第二圆环321，若干第二圆环321层叠设置以形成内模板32；如此设置，利用3D打印设备逐层生成第一圆环311以及第二圆环321，通过第一圆环311以及第二圆环321层叠设置以形成外模板31以及内模板32，施工简单实用性强。同时由于混凝土模板3是现场生成，能够有效减低混凝土模板3的运输成本。

进一步地，外模板31与内模板32之间设置有若干第三拉结筋（附图未示出）；如此设置，可根据实际需要在外模板31与内模板32之间设置第三拉结筋，利用第三拉结筋增强外模板31与内模板32之间相对牢固度，不容易发生变形，确保外模板31以及内模板32能提供足够的强度以实现混凝土浇筑成型。在本实施例中，若干第三拉结筋呈梅花形间隔设置。

为实现上述目的，本发明还提出一种涉及上述实施例中的钢筋混凝土风电塔筒的施工方法，包括如下步骤：

步骤S100：设置筒状结构的钢架主体1；

在上述步骤中，由于钢架主体1由多层钢架单节101层叠设置以形成，因此在实际施工过程中，先完成下层钢架单节101的安装，并对下层钢架单节101进行钢筋组件2搭建、混凝土模板3搭建以及混凝土浇筑等工序完毕后；再在下层钢架单节101的上部安装上层钢架单节101，如此类推进行风电塔筒的整体成型。

步骤S200：绕钢架主体1的筒状边缘环状设置钢筋组件2；

在上述步骤中，先进行第一轴向钢筋21以及第二轴向钢筋22的安装，随后可根据实际需要安装第一环形钢筋23、第二环形钢筋24、第一拉结筋以及第二拉结筋，以形成钢筋组件2。其中，上述钢筋组件2可以现场组装，也可以制作好后吊装完成，也可以部分制作好后现场组装，本申请不对其做具体限制。

步骤S300：将3D打印设备放置在位于钢架主体1的施工平台上，利用3D打印设备生成混凝土模板3，其中混凝土模板3包括外模板31以及内模板32，外模板31设置于钢筋组件2的环形外侧，内模板32设置于钢筋组件2的环形内侧；外模板31与内模板32之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔33；

在上述步骤中，由于钢架主体1由钢骨架4以及钢梁组件5两部分组合而成，其中钢梁组件5位于风电塔筒的竖向井道中，将受力板材铺设于钢梁组件5的井字形结构之上，使得钢梁组件5形成施工平台的支撑结构，以便施工人员在施工平台上进行施工作业以及将3D打印设备安放在施工平台上进行打印作业。可以理解的，由于钢梁组件5上设有开口部54以作为施工人员以及3D打印设备的输送井道，因此在铺设受力板材时应避让该开口部。

步骤S400：对模板空腔33进行混凝土浇筑作业。

在上述步骤中，在进行混凝土浇筑之前需要先对外模板31以及内模板32的强度进行检测，当检测确保外模板31与内模板32达到一定强度后，再对模板空腔33进行混凝土浇筑作业，以使位于模板空腔33中的钢筋组件2与混凝土相结合形成钢筋混凝土结构。

本实施例通过设置筒状框架结构的钢架主体1作为风电塔筒的主体框架，随后在钢架主体1的筒状边缘环状设置钢筋组件2；然后利用3D打印设备快速生成混凝土模板3，其中该混凝土模板3包括外模板31以及内模板32，外模板31设置于钢筋组件2的环形外侧，内模板32设置于钢筋组件2的环形内侧；外模板31与内模板32之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔33，也就是说钢筋组件2位于模板空腔33中；最后对该模板空腔33进行混凝土浇筑，使得混凝土在模板空腔33中浇筑成型，搭配其内部的钢筋组件2相结合形成钢筋混凝土结构，并且地，其外模板31以及内模板32在钢筋混凝土结构成型后能够作为其外部保护层，对钢筋混凝土结构进行充分保护。

需要说明的是，本发明公开的钢筋混凝土风电塔筒及其施工方法的其它内容为现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于，包括：

筒状框架结构的钢架主体；

钢筋组件，所述钢筋组件绕所述钢架主体的筒状边缘环状设置；

混凝土模板，所述混凝土模板通过3D打印工艺以形成；所述混凝土模板沿所述钢架主体的筒状轴向方向同向设置；所述混凝土模板包括外模板以及内模板，所述外模板设置于所述钢筋组件的环形外侧，所述内模板设置于所述钢筋组件的环形内侧；所述外模板与所述内模板之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔，且所述钢筋组件位于所述模板空腔中。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：所述钢架主体由若干层钢架单节层叠设置而成；每层所述钢架单节包括钢骨架以及钢梁组件，所述钢骨架包括环形钢梁，所述环形钢梁连接有若干连接柱以及若干连接梁，所述连接柱与所述钢架主体的筒状轴向方向相互平行设置，相邻两个所述环形钢梁之间通过所述连接柱相互连接；所述连接梁设置于所述环形钢梁的环形内侧；所述钢梁组件设置于所述环形钢梁的环形内部，所述钢梁组件的自由端通过所述连接梁与所述环形钢梁固定连接。

3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：所述钢梁组件包括若干水平横向设置的横向钢梁以及若干水平纵向设置的纵向钢梁，所述横向钢梁与所述纵向钢梁相组合形成井字形结构；其中，所述横向钢梁与所述纵向钢梁之间通过钢连接件相互固定；

和/或，所述钢梁组件的中部设有开口部，每层所述钢架单节的所述钢梁组件的所述开口部位于同一垂线上以形成输送井道。

4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：所述钢连接件包括上连接板、下连接板以及板连接件，所述上连接板以及所述下连接板分别设置在所述板连接件的上下两侧，所述上连接板用于连接所述横向钢梁以及所述纵向钢梁的上侧边缘，所述下连接板用于连接所述横向钢梁以及所述纵向钢梁的下侧边缘。

5.根据权利要求2所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：

所述连接柱的上下两端分别设有榫头部以及卯孔部，所述榫头部用于与另一所述连接柱的所述卯孔部插入配合，所述卯孔部用于与另二所述连接柱的所述榫头部插入配合；

和/或，

所述连接柱的上下两端分别设有上环板以及下环板，所述上环板用于与另一所述连接柱的所述下环板固定连接，所述下环板用于与另二所述连接柱的所述上环板固定连接。

6.根据权利要求2所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：所述连接梁的端部连接于所述环形钢梁与所述连接柱的交接处；所述环形钢梁、所述连接柱以及所述连接梁的交接处设置有加劲板。

7.根据权利要求2所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：

所述钢筋组件包括沿所述钢架主体的筒状轴向方向相互平行设置的若干第一轴向钢筋以及若干第二轴向钢筋，若干所述第一轴向钢筋环形分布于所述环形钢梁的环形外侧，若干所述第二轴向钢筋环形分布于所述环形钢梁的环形内侧；

所述钢筋组件还包括与所述环形钢梁同轴设置的若干第一环形钢筋以及若干第二环形钢筋，所述第一环形钢筋用于将若干所述第一轴向钢筋相互连接，所述第二环形钢筋用于将若干所述第二轴向钢筋相互连接。

8.根据权利要求7所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：所述第一轴向钢筋与所述第二轴向钢筋之间设置有若干第一拉结筋，若干所述第一拉结筋呈梅花形间隔设置；和/或，所述第一环形钢筋与所述第二环形钢筋之间设置有若干第二拉结筋，若干所述第二拉结筋呈梅花形间隔设置。

9.根据权利要求1所述的钢筋混凝土风电塔筒，其特征在于：

所述外模板包括采用3D打印工艺以形成的圆环状结构的第一圆环，若干所述第一圆环层叠设置以形成所述外模板；

和/或，所述内模板包括采用3D打印工艺以形成的圆环状结构的第二圆环，若干所述第二圆环层叠设置以形成所述内模板；

和/或，所述外模板与所述内模板之间设置有若干第三拉结筋，若干所述第三拉结筋呈梅花形间隔设置。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的钢筋混凝土风电塔筒的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

设置筒状结构的所述钢架主体；

绕所述钢架主体的筒状边缘环状设置所述钢筋组件；

将3D打印设备放置在位于所述钢架主体的施工平台上，利用所述3D打印设备生成所述混凝土模板，其中所述混凝土模板包括所述外模板以及所述内模板，所述外模板设置于所述钢筋组件的环形外侧，所述内模板设置于所述钢筋组件的环形内侧；所述外模板与所述内模板之间形成用于混凝土浇筑的模板空腔；

对所述模板空腔进行混凝土浇筑作业。