Башня с переходной частью и способ изготовления башни с переходной частью
Изобретение относится к башне для ветроэнергетической установки, а также к способу ее изготовления. Технический результат: обеспечение простого и гибкого изготовления башни с переходным элементом. Башня, в частности, для ветроэнергетической установки с нижним трубчатым участком башни из бетона и верхним трубчатым участком башни из стали, а также с переходной частью для соединения обоих участков башни, в которой переходная часть состоит из кольцеобразного бетонного элемента и стального элемента, причем стальной элемент содержит по меньшей мере один кольцеобразный фланец, закрывающий предпочтительно полностью в положении установки верхнюю поверхность бетонного элемента. Стальной элемент залит непосредственно с бетонным элементом, причем кольцеобразный фланец залит полностью и, по существу, без включений воздуха. Также описаны вариант башни и варианты способа ее изготовления. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее устройство относится к башне, в частности к башне для ветроэнергетической установки, с нижним трубчатым участком башни из бетона и верхним трубчатым участком из стали, а также с переходной частью для соединения обоих участков башни. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления башни.
Башни для ветроэнергетических установок, в частности очень высокие башни, часто сооружают в виде так называемых гибридных башен, в которых нижний участок башни выполнен из бетона, а верхний участок башни из стали устанавливают на участок башни из бетона. При использовании такого гибридного строительства можно сооружать также башни с большой высотой ступиц, которые при строительстве с использованием чисто металлических конструкций потребовали бы очень большой толщины стен в основании, сравнительно простым образом, так как по причине транспортировки необходимо ограничивать диаметр башни из стальной трубы. Соединению участка башни из стали с участком башни из бетона придают при этом большое значение, так как на бетон необходимо оказывать оптимальное силовое воздействие и необходимо избегать повреждений бетона под воздействием оказываемых на бетон напряжений. Для соединения стального участка с бетонным участком из уровня техники известны различные возможности.
В ЕР 1 654 460 В1 предусмотрено нижнюю область участка башни из стали непосредственно заливать в участок башни из бетона. Залитая концевая область участка башни из стали снабжен для этого анкерными элементами, которые находятся на расстоянии в радиальном направлении от стены участка башни. Вдоль высоты залитой концевой области предусмотрено несколько анкерных элементов, так что приложенные силы распределяются по всей области заливки.
В DE 20 2006 009 554 U1 предусматривается специальный переходной элемент из стали, который по существу выполнен кольцеобразным и при котором на внутренней боковой поверхности кольцеобразного стального переходного элемента в свою очередь расположены проходящие в радиальном направлении анкерные элементы. Благодаря этому можно обеспечить без отклонения отведение растягивающих усилий в бетонный корпус.
Недостатком в перечисленных соединениях стальной башни с бетонной башней является то, что при изготовлении участка башни из бетона стальная башня со своей специально выполненной концевой областью или, по меньшей мере, со своим специально выполненным переходным элементом уже должна быть в распоряжении, чтобы ее можно было заливать в участок башни из бетона.
Задачей настоящего изобретения является создание башни с переходным элементом и, при этом, обеспечение простого и гибкого изготовления башни при хорошем силовом воздействии. Кроме того, необходимо предоставить соответствующий способ.
Поставленная задача решается с помощью признаков в независимых пунктах формулы изобретения.
Башня, в частности для ветроэнергетической установки, содержит нижний трубчатый участок из бетона и верхний трубчатый участок из стали. Кроме того, башня содержит переходную часть для соединения обоих участков башни. Переходная часть согласно настоящему изобретению содержит кольцеобразный бетонный элемент и стальной элемент, который содержит по меньшей мере один кольцеобразный фланец. При этом фланец, предпочтительно, полностью покрывает в положении установки верхнюю поверхность бетонного элемента. Таким образом, переходная часть состоит из бетона и стали, причем стальной элемент непосредственно заливается с бетонным элементом. Кольцеобразный фланец стального элемента заливается при этом полностью и без включений воздуха. В способе изготовления башни для изготовления переходной части сначала стальной элемент снабжается кольцеобразным фланцем, который укладывают вперед головой в кольцеобразную опалубку. В заключение в опалубку укладывают бетон. Таким образом, можно изготовить внутренний кольцеобразный бетонный элемент переходной части. Бетон при этом укладывают непосредственно на нижнюю сторону фланца, так что при готовом переходном элементе фланец полностью заливается и образуется хорошее соединение между бетонным элементом и стальным элементом.
Так как переходная часть согласно настоящему изобретению содержит бетонный элемент и стальной элемент, его можно изготавливать простым образом независимо от участка башни из стали, а так же от участка башни из бетона и только в заключение соединить с обоими участками башни, так как критическое соединение между сталью и бетоном осуществлено в бетонном элементе путем непосредственной заливки. В результате заливки бетонного элемента со стальным элементом вперед головой можно достичь того, что кольцеобразный фланец заливается полностью и по существу без включений воздуха. Таким образом, непосредственно под фланцем получают высокое, плотное качество бетона, так что высоконагруженные поверхности контакта между сталью и бетоном являются особенно хорошо пригодным для воздействия сил и восприятия сил, которые передаются через стальную башню. Применение раствора для заливки при этом не требуется. Таким образом, переходная часть согласно настоящему изобретению пригодна как для башен, сооружаемых при сборном строительстве, так и для изготовления на месте установки. К тому же за счет фланца стального элемента упрощается сборка и монтаж башни, так как он одновременно может служить для соединения с верхним участком башни из стали, а также для размещения и, соответственно, закрепления элементов крепления и, кроме того, может выполнять другие функции, как это еще будет описано далее.
Согласно предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения изобретения переходная часть содержит внутренний кольцеобразный бетонный элемент и наружный кольцеобразный стальной элемент, который на своем верхнем конце снабжен кольцеобразным фланцем. За счет расположенного снаружи кольцеобразного стального элемента можно в значительной степени улучшить уплотнение между бетонным участком и стальным участком и защищать верхнюю область бетонного элемента, в частности от застойной влаги. Таким же образом залитые в бетоне арматура и анкерные элементы также защищаются от воздействия коррозии. Кроме того, в результате этого можно повысить допустимую нагрузку на бетонный элемент.
Особенно предпочтительно, если стальной элемент при изготовлении переходной части будет, по меньшей мере, частично использоваться в качестве опалубки для внутреннего бетонного элемента. В результате этого можно снизить затраты на изготовление такой опалубки, причем в зависимости от исполнения можно упрощать также и распалубку.
Допустимая нагрузка на переходную часть улучшается еще в большей степени в том случае, если структура бетонного элемента в положении установки верхнем конце бетонного элемента будет обладать наивысшей плотностью, так как воздействие силы происходит на месте с особенно плотной структурой без включения воздуха. Это можно обеспечить также с помощью изготовления переходного элемента согласно настоящему изобретению при вращении на 180º.
Особенно предпочтительным является, кроме того, то, что переходную часть согласно настоящему, которая состоит из стали и бетона, можно изготавливать независимо от участков башни. Если переходная часть изготовлена в виде сборного блока, она будет доступна в нужный момент времени и может в любое время независимо от способа изготовления и места изготовления соединяться с одним из двух участков башни или с обоими участками башни.
Согласно одному из особенно предпочтительных усовершенствованных вариантов выполнения настоящего изобретения стальной элемент имеет по существу U-образное поперечное сечение и охватывает верхнюю область бетонного элемента. Наряду с хорошим уплотнением и защитой арматуры в результате этого можно изготавливать переходную часть, которая выдерживает особенно повышенные нагрузки. При этом стальной элемент охватывает вокруг бетонный элемент, так что в бетонном элементе можно создать трехосное закрепленное состояние.
Если бетонный элемент переходной части будет изготовлен из высококачественного бетона, в частности из бетона с качеством С50/60 или выше, то в таком случае он будет особенно хорошо пригодным для соединения обоих участков башни и для восприятия сил из участка башни из стали. В частности, в соединении со стальным элементом, который за счет U-образной формы охватывает бетонный элемент, уже можно использовать качество бетона С50/60.
Кроме того, предпочтительно, если фланец переходной части будет снабжен распределенным, предпочтительно, по его наружному периметру множеством высверленных отверстий, через которые пропускают крепежные средства для крепления участков башни из стали. Наряду с этим также предпочтительно, если фланец будет снабжен распределенным по его внутреннему периметру множеством отверстий, через которые пропускаются и закрепляются на верхней стороне фланца предварительно напряженные арматурные элементы для крепления участка башни из бетона. Таким образом, фланец стального элемента служит наряду с защитой бетонного элемента вместе с арматурой и для воздействия сил из стальной башни одновременно для крепления предварительно напряженных арматурных элементов и стальной башни.
В бетонном элементе залиты предпочтительно трубчатые оболочки, через которые пропускают предварительно напряженные арматурные элементы и крепятся на фланце стального элемента. Таким образом, переходная часть служит одновременно, наряду для соединения обоих участков башни, также для предоставления предварительного крепления на участок башни из бетона и для закрепления предварительно напряженных арматурных элементов. При этом особенно предпочтительным является то, что крепление участка башни из стали происходит независимо от закрепления предварительно напряженных арматурных элементов, так что монтаж и демонтаж отдельных элементов можно производить независимо друг от друга.
Кроме того, особенно предпочтительно, если в бетонном элементе переходной части залито множество в положении установки предпочтительно вертикально ориентированных анкерных болтов, на которые крепится участок башни из стали. Воздействие силы из стальной башни на переходной элемент может происходить в результате этого благоприятным образом. В результате этого создается возможность производить простым образом крепление участка башни из стали. Участок башни из стали можно при этом закреплять непосредственно на залитых анкерных болтах или соединять с ними с помощью других крепежных средств.
Кроме того, предпочтительно, если анкерные болты проходят через фланец стального элемента и выступают над верхней стороной фланца. Для монтажа участка башни из стали его нужно лишь его соответствующими высверленными отверстиями расположить на фланце и можно закрепить, например, с помощью гаек. В результате закрепления участка башни из стали с помощью анкерных болтов можно одновременно благоприятным образом на бетонный элемент переходной части предоставить предварительное крепление, так что будет еще в большей степени улучшена допустимая нагрузка переходной части. Для обеспечения последующего крепления анкерные болты снабжают разделительным слоем или бетонируют в трубчатой оболочке.
Согласно особенно предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения изобретения предварительно напряженные арматурные элементы без анкерной плиты крепят непосредственно на фланце стального элемента. За счет особенно хорошего соединения стального фланца с бетонным элементом стальной фланец может непосредственно принять на себя функцию распределения нагрузки, так что нет никакой необходимости в дополнительных элементах. В результате этого еще в большей степени упрощается монтаж.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусматривается, что, по меньшей мере, нижнюю поверхность переходной части после затвердевания бетона дополнительно фрезеруют, предпочтительно, параллельно в положении установки верхней поверхности фланца или дополнительно шлифуют. Параллельность нижней поверхности контакта переходной части по отношению к верхней поверхности фланца можно в результате этого обеспечить еще в большей степени. Можно также предусмотреть дополнительную обработку верхней поверхности фланца стального фланца до или после заливки, чтобы получить максимально возможную параллельность и плоскостность.
Независимо или также в сочетании с описанной выше переходной частью в башне, которая содержит нижний трубчатый участок башни из бетона и верхний трубчатый участок башни из стали, предпочтительно, если нижний участок башни выполнен из кольцеобразных бетонных сборных блоков или также из бетонных сборных блоков в виде кольцевых сегментов. В результате этого изготовление башни становится особенно простым и гибким, так как бетонные сборные блоки можно полностью предварительно изготавливать и собирать только на месте сооружения.
Предпочтительно, бетонные сборные блоки скрепляют друг с другом сухими, так что монтаж участка башни из бетона упрощается еще в большей степени. Производить уплотнение швов путем высококачественного осуществления поверхностей контакта не требуется.
Однако для уплотнения горизонтального контактного шва между бетонными сборными блоками можно предусмотреть также уплотнительный профиль. В бетонных сборных блоках для этого можно предусмотреть паз для уплотнительного профиля. Дополнительно уплотнение можно производить посредством эпоксидной смолы.
При этом особенно предпочтительно, если бетонные сборные блоки будут скрепляться с помощью внешних, проходящих внутри башни предварительно напряженных арматурных элементов. При этом по меньшей мере два предварительно напряженных арматурных элемента проходят между участком основания башни и верхней переходной частью. Другие предварительно напряженные арматурные элементы могут скрепляться или таким же образом между основанием башни и верхней переходной частью, или же только до некоторых частях высоты башни. Так, например, каждый второй предварительно напряженный арматурный элемент может проходить до переходной части, в то время как вторая половина предварительно напряженных арматурных элементов закреплена на половине высоты или на другой части высоты.
Для обеспечения параллельности горизонтальных поверхностей контакта бетонных сборных блоков участка башни из бетона и, таким образом, простого монтажа непосредственно на месте, соответственно, по меньшей мере одну из двух горизонтальных поверхностей контакта обрабатывают со снятием материала, например дополнительно фрезеруют или дополнительно шлифуют. Таким образом, при монтаже непосредственно на месте отдельные бетонные сборные блоки необходимо лишь установить друг на друга, причем какие-либо другие работы по регулировке или работы по выравниванию производить не требуется. Для обработки горизонтальных поверхностей контакта будет особенно предпочтительно, если обе горизонтальные поверхности контакта будет обработаны в закрепленном состоянии. При этом кольцеобразные бетонные сборные блоки или бетонные сборные блоки в виде кольцевых сегментов во время обработки вращаются вокруг своей собственной оси. Перед обработкой поверхностей контакта можно при необходимости наносить на поверхности контакта выравнивающий слой, например эпоксидную смолу, для выравнивания неровностей.
Если кольцеобразные бетонные сборные блоки состоят из одного или нескольких кольцевых сегментов, то в таком случае будет еще в большей степени предпочтительно, если также вертикальные контактные швы между поверхностями контакта бетонных сборных блоков в виде кольцевых сегментов будут выполнены сухими. При этом кольцевые сегменты подвергаются предварительно скрепляются в горизонтальном направлении предпочтительно с помощью расположенных по диагонали элементов крепления, например с помощью болтов. Однако шов можно выполнить также без болтового соединения, причем вертикальный шов удерживается исключительно за счет вертикального крепления участка башни из бетона. При этом кольцевые сегменты кольца в идущих друг за другом кольцах установлены с вращением относительно друг друга.
Согласно другому предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения настоящего изобретения бетонные сборные блоки на своих поверхностях контакта снабжены по меньшей мере одним углублением, предпочтительно по меньшей мере одним высверленным отверстием. Соответственно, в это углубление затем устанавливают элемент для защиты от смещения или вращения, например пластмассовый дюбель. Предпочтительно, при этом несколько высверленных отверстий распределяют равномерно по периметру.
Другие преимущества изобретения описываются с помощью следующих представленных примеров осуществления со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
Фиг. 1 - общее изображение башни согласно настоящему изобретению с бетонным участком, стальным участком, а также с переходной частью;
Фиг. 2 - изображение в перспективе переходной части согласно настоящему изобретению;
Фиг. 3 - изображение в разрезе переходной части согласно настоящему изобретению;
Фиг. 4 - изображение кольцеобразного бетонного сборного блока для башни согласно настоящему изобретению, а также
Фиг. 5 - изображение в разрезе переходной части согласно настоящему изобретению с альтернативным креплением участка башни из стали.
На фиг. 1 показан обзорный вид в перспективе башни 1, например, для ветроэнергетической установки. Башня 1 выполнена в виде гибридной башни, в которой предусмотрен нижний трубчатый участок 2 башни из бетона и верхний трубчатый участок 3 башни из стали. Кроме того, башня 1 содержит участок 4 основание или фундамент. На участке башни 3 из стали установлены известным образом моторная гондола и ротор, которые здесь не показаны.
Участок 2 башни из бетона выполнен здесь из отдельных кольцеобразных бетонных сборных блоков 5, которые в данном случае в свою очередь состоят, соответственно, из двух кольцевых сегментов 6, как это видно на фиг. 4. Благодаря этому можно благоприятным образом сооружать при сборном строительстве также очень большие башни, которые в области основания имеют очень большой диаметр, так как отдельные сборные блоки можно транспортировать без проблем. Участок 3 башни из стали можно предварительно изготовить цельным и доставлять к месту монтажа, или же он может таким же образом состоять из нескольких частей, которые собирают на месте монтажа или предварительно еще на месте изготовления. Для обеспечения простого и гибкого соединения участка 2 башни из бетона и участка 3 башни из стали предусмотрен переходная часть 7.
Переходная часть 7 (фиг. 2) согласно настоящему изобретению состоит из кольцеобразного бетонного элемента 8 и стального элемент 9, который в данном случае выполнен в форме кольцеобразного фланца 9а. Фланец 9а полностью накрывает, как видно в данном случае, верхнюю в положении установки поверхность бетонного элемента 8, так что он хорошо защищен от проникновения влаги. Следовательно, фланец 9а представляет собой уплотнение между участком 2 башни из бетона и участком 3 башни из стали. Стальной элемент 9 в данном случае содержит множество распределенных по его наружному периметру высверленных отверстий 10, через которые пропускают болты 11 (смотрите фиг. 3), чтобы закрепить на нем участок 3 башни из стали. Кроме того, стальной элемент 9 снабжен по внутреннему периметру фланца 9а отверстия 12, через которые при монтаже башни 1 пропускают предварительно напряженные арматурные элементы 13 (смотрите фиг. 3) и закрепляют на фланце 9а.
Переходную часть 7 согласно настоящему изобретению изготавливают при укладке стального элемента 9 вперед головой, то есть последующей верхней стороной 14 вниз в кольцеобразную опалубку (здесь не показана). В заключение бетон укладывают непосредственно на последующую нижнюю сторону фланца 9а. В результате изготовления переходной части 7 с вращением на 180º относительно последующего положения установки в последующем расположенной сверху головной области бетонного элемента 8 можно изготовить бетонный элемент 8 особенно высокого качества. Благодаря этому бетонный элемент 8 в головной области имеет очень плотную структуру бетона с незначительной долей включений воздуха. В результате непосредственного бетонирования на последующей нижней стороне фланца 9а фланец 9а может полностью заливаться, так что образуется высоконагруженная поверхность контакта высокого качества и по существу без включений воздуха. Предпочтительно стальной элемент 9 может при этом образовывать непосредственно часть опалубки (не показано), в данном случае фланец 9а образует нижнюю сторону опалубки. Переходная часть 7 может после снятия опалубки оставаться расположенной вперед головой до окончательного схватывания бетонного элемента 8, так что образуется высоконагруженная головная область переходной части в хорошем качестве. После снятия опалубки и затвердевания переходной части 7 нижнюю поверхность 15 переходной части 7 и, в случае необходимости, верхнюю сторону 14 фланца 9а подвергают обработке со снятием материала для обеспечения параллельности. В результате этого при последующем монтаже больше не требуется проведение каких-либо работ по регулированию.
Переходную часть 7 благодаря варианту осуществлении согласно настоящему изобретению можно благоприятным образом выполнить в виде сборного блока, состоящего из бетонного элемента 8 и стального элемента 9, так что его можно изготавливать полностью независимо от изготовления участка 2 и 3 башни из бетона и стали. Таким образом, с помощью переходной части 7 согласно настоящему изобретению возможно изготавливать башню 1 полностью при сборном строительстве или также полностью или частично на месте монтажа. При этом особенно предпочтительным является то, что изготовление участков 2 и 3 башни, а также переходную часть 7 можно производить полностью независимо во времени друг от друга. Благодаря этому повышается гибкость переходной части 7 и возможности монтажа. Таким образом, переходная часть 7 пригодна также для прибрежных установок. Для того, чтобы при варианте осуществления переходной части в виде сборного блока обеспечить возможность перевозки дорожным транспортом, предпочтительно, чтобы максимальная высота переходной части составляла 3,80 м, а наружный диаметр - 3-8 м. Если перевозку дорожным транспортом производить нет необходимости, то в таком случае переходную часть 7 можно изготавливать любых размеров.
На фиг. 3 показан в разрезе еще один вариант осуществления переходной части 7 согласно настоящему изобретению. В противоположность изображению на фиг. 2 переходная часть 7 содержит внутренний кольцеобразный бетонный элемент 8 и наружный кольцеобразный стальной элемент 9, который на своем верхнем в положении установки конце содержит направленный вовнутрь кольцеобразный фланец 9а. Особенно предпочтительно, если, как здесь показано, стальной элемент 9 будет выполнен по существу U-образным в поперечном сечении, так что он охватывает верхнюю область бетонного элемента 8. В результате этого можно обеспечить особенно хорошее соединение между бетонным элементом 8 и стальным элементом 9 и особенно хорошую допустимую нагрузку на бетонный элемент 8.
Как далее видно на фиг. 3, в бетонном элементе 8 переходной части 7 залито множество в данном случае вертикально ориентированных анкерных болтов 11. В данном случае анкерные болты 11 пропущены через соответствующие высверленные отверстия 10 во фланце 9а и выступают над верхней стороной 14 переходной части. Таким образом, при последующем монтаже башни 1 только участок 3 башни из стали, который в области своего основания содержит крепежный фланец 16 с множеством распределенных по периметру крепежных отверстий 17, необходимо направить на анкерные болты и после этого закрепить. Анкерные болты 11 можно снабжать разделительным средством, так что они непосредственно не соединяются с бетонным элементом 8 и могут снова демонтироваться. Благодаря этому можно будет производить последующий демонтаж башни 1 или замену анкерных болтов 11 при техническом обслуживании. Анкерные болты 11 можно заливать таким же образом в трубчатую оболочку, чтобы обеспечивать демонтаж и замену.
Как далее видно на фиг. 3, фланец 9а переходной части 7 снабжен множеством отверстий 12 для закрепления предварительно напряженных арматурных элементов 13. Кроме того, в бетонном элементе 8 переходной части 7 залиты трубчатые оболочки 19, так можно будет благоприятным образом произвести дополнительное крепление бетонных сборных блоков 6. Для этого предварительно напряженные арматурные элементы 13 пропускают через трубчатые оболочки 19 в бетонном элементе 8 и через отверстия 12 во фланце 9а и закрепляют на верхней стороне 14 фланца 9а. В данном случае предварительно напряженные арматурные элементы 13 без анкерной плиты крепятся непосредственно на фланце 9а. Только при прохождении под наклоном предварительно напряженных арматурных элементов 13 устанавливают, как здесь показано, расклинивающую пластину 20. В результате выполнения фланца 9а согласно настоящему изобретению, который особенно благоприятным образом соединяется с бетонным элементом 8, он может одновременно выполнять функцию плиты для распределения нагрузок.
Переходной элемент 7 на своем в положении установки нижнем конце содержит выемку 21, так что предварительно напряженные арматурные элементы проводят только в области переходной части 7 внутри стены башни 1, а в остальном проходят внутри башни за пределами стены до участка 4 основания башни 1, где они также закрепляются. Однако для проведения предварительно напряженных арматурных элементов 13 их можно также закреплять на определенных расстояниях вдоль высоты башни с помощью пригодных крепежных элементов или направляющих элементов или, по меньшей мере, проводить. Разумеется, вместо показанного здесь крепления с помощью внешних предварительно напряженных арматурных элементов 13 предварительное крепление можно также направлять на участок 2 башни из бетона с помощью расположенных в сечении бетона предварительно напряженных арматурных элементов 13.
Бетонные сборные блоки 5 участка 2 башни из бетона при монтаже участка 2 башни устанавливают друг на друга сухими и закрепляют относительно друг друга. Бетонные сборные блоки 5 (смотрите фиг. 4), которые в данном случае состоят, соответственно, из двух кольцевых сегментов 6, снабжены, соответственно, верхней и нижней горизонтальной поверхностью 21 контакта. По меньшей мере одну из поверхностей 21 контакта бетонных сборных блоков 5 подвергают обработке со снятием материала, то есть дополнительному шлифованию. Таким образом, можно получить ровную поверхность 21 контакта, которая делает возможной простую установку участка 2 башни без дорогостоящих работ по регулировке. Кроме того, за счет дополнительной обработки поверхностей 21 контакта получают ровную и гладкую поверхность 21 контакта, так что бетонные сборные блоки 5 можно закреплять сухими. В результате этого монтаж упрощается и можно в любое время произвести демонтаж.
Если кольцеобразные бетонные сборные блоки 5 состоят из двух или более кольцевых сегментов 6, как показано в данном случае, то в каждом кольце 5 башни 1 присутствуют вертикальные контактные швы 23. Они предпочтительно также выполняются сухими. Для фиксирования отдельных кольцевых сегментов 6 относительно друг друга в области вертикальных контактных швов 23 предусмотрены расположенные по диагонали болтовые соединения (не показаны). Фиксирование кольцевых сегментов 6 относительно друг к другу можно получить только лишь с помощью силы предварительного крепления предварительного напряженных арматурных элементов 13, а также за счет сдвига отдельных концевых сегментов 6 в каждом кольце 5. В данном случае вертикальные контактные швы следующего кольца 5 расположены, соответственно, со сдвигом на 90º (смотрите фиг. 1).
Как далее показано на фиг. 4, на поверхностях 21 контакта бетонных сборных блоков 5, 6 предусмотрено одно или несколько углублений 24, в данном случае высверленных отверстий. В них можно устанавливать дюбель, например, из пластмассы (не показан), который входит в зацепление с расположенными сверху бетонными сборными блоками 5, 6, так что предотвращается горизонтальное смещение бетонных сборных блоков 5, 6 или вращение. Вместо пластмассового дюбеля можно использовать также другой элемент для защиты от смещения или вращения из различных материалов. Особенно хорошего фиксирования отдельных бетонных сборных блоков 5, 6 друг к другу можно достичь, если, как показано в данном случае, по периметру бетонных сборных блоков 5, 6 будет распределено несколько дюбелей и, соответственно, отверстий 24.
На фиг. 5 показано схематическое изображение в разрезе альтернативной формы осуществления переходной части 7 для соединения участка 2 башни из бетона с участком 3 башни из стали. В противоположность изображению на фиг. 3 залитые в бетонный элемент 8 переходной части 7 анкерные болты 11 не проходят за пределы верхней стороны 14 переходной части, а заканчиваются как раз под верхней стороной 14. Кроме того, в верхнюю сторону 14 переходной части 7 и, соответственно, бетонного элемента 8 залита резьбовая муфта 25, которая привинчена к залитым анкерным болтам 11. Резьбовая муфта 25 в данном случае также показана в разрезе. Фланец 9а стального элемента 9 также содержит соответствующее количество высверленных отверстий 10, через которые пропускают дополнительные крепежный средства 26 для крепления участка 3 башни из стали. В данном случае крепление участка 3 башни из стали производится с помощью нескольких шпилек с резьбой по всей длине, которые пропущены через крепежный фланец 16 участка 3 башни из стали, а также через фланец 9а и в заключение привинчиваются к залитой муфте 25. Таким образом, переходную часть 7 можно изготавливать и транспортировать особенно благоприятным образом, так как в ней отсутствуют какие-либо выступающие части. Также при таком варианте осуществления можно производить простым образом демонтаж участка 3 башни из стали. Для обеспечения замены залитых анкерных болтов 11 их можно также снабдить разделительным средством или залить в трубчатую оболочку. Кроме того, благодаря этому анкерные болты 11 можно одновременно использовать особенно предпочтительным образом для предварительного крепления на переходную часть 7. Нижнюю анкерную плиту и, в случае необходимости, крепежную гайку заливают при этом прочно в бетонный элемент 8.
Кроме того, на фиг. 5 крепежный фланец 16 участка 3 башни из стали имеет несколько меньший диаметр по сравнению с переходной частью 7, так что он расположен со смещением вовнутрь на переходной части 7. Благодаря этому можно получить благоприятную нагрузку на бетонный элемент 8 и улучшенное восприятие напряжения сжатия.
Изобретение не ограничивается показанными здесь примерами осуществления. Модификации и сочетания также входят в объем настоящего изобретения.
1. Башня (1), в частности, для ветроэнергетической установки с нижним трубчатым участком (2) башни из бетона и верхним трубчатым участком (3) башни из стали, а также с переходной частью (7) для соединения обоих участков (2, 3) башни, отличающаяся тем, что переходная часть (7) состоит из кольцеобразного бетонного элемента (8) и стального элемента (9), причем стальной элемент (9) содержит по меньшей мере один кольцеобразный фланец (9а), закрывающий предпочтительно полностью в положении установки верхнюю поверхность бетонного элемента (8), и тем, что стальной элемент (9) залит непосредственно с бетонным элементом (8), причем кольцеобразный фланец (9а) залит полностью и, по существу, без включений воздуха.
2. Башня по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что переходная часть (7) содержит внутренний кольцеобразный бетонный элемент (8) и наружный кольцеобразный стальной элемент (9), содержащий на своем верхнем конце в положении установки направленный вовнутрь кольцеобразный фланец (9а), закрывающий в положении установки верхнюю поверхность бетонного элемента (8).
3. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что структура бетонного элемента (8) на верхнем конце бетонного элемента (8) в положении установки обладает наивысшей плотностью.
4. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что фланец (9а) содержит распределенное, предпочтительно, по его наружному периметру множество высверленных отверстий (10), через которые пропущены крепежные средства, предпочтительно анкерные болты (11), для крепления участка (3) башни из стали.
5. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что фланец (9а) содержит распределенное, предпочтительно, по его внутреннему периметру множество отверстий (12), через которые пропущены предварительно напряженные арматурные элементы (13) для крепления участка (2) башни из бетона и закреплены на верхней стороне (14) фланца (9а).
6. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что стальной элемент (9) имеет, по существу, U-образное поперечное сечение и охватывает в положении установки верхнюю область бетонного элемента (8).
7. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что переходная часть (7) выполнена в виде сборного блока.
8. Башня по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что в бетонном элементе (8) переходной части (7) залито множество анкерных болтов (11), предпочтительно, ориентированных в вертикальном направлении в положении установки, на которых закреплен участок (3) башни из стали.
9. Башня по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что анкерные болты (11) проходят через фланец (9а) стального элемента (9) и выступают над верхней стороной (14) фланца (9а).
10. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна нижняя поверхность (15) переходной части (7) в положении установки подвергнута дополнительному фрезерованию или дополнительному шлифованию.
11. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что бетонный элемент (8) переходной части (7) состоит из высококачественного бетона, в частности из бетона с качеством С 50/60 или выше.
12. Башня по п. 5, отличающаяся тем, что предварительно напряженные арматурные элементы (13) закреплены без анкерной плиты непосредственно на фланце (9а) стального элемента (9).
13. Башня (1), в частности, для ветроэнергетической установки с нижним трубчатым участком (2) башни из бетона и верхним трубчатым участком (3) башни из стали, а также с переходной частью (7) для соединения обоих участков (2, 3) башни, отличающаяся тем, что переходная часть (7) состоит из кольцеобразного бетонного элемента (8) и стального элемента (9), причем стальной элемент (9) содержит по меньшей мере один кольцеобразный фланец (9а), закрывающий предпочтительно полностью в положении установки верхнюю поверхность бетонного элемента (8), и при этом стальной элемент (9) залит непосредственно с бетонным элементом (8), причем кольцеобразный фланец (9а) залит полностью и, по существу, без включений воздуха, и тем, что нижний участок (2) башни выполнен из кольцеобразных бетонных сборных блоков (5), закрепленных сухими по отношению друг к другу.
14. Башня по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что нижний участок (2) башни выполнен из кольцеобразных бетонных сборных блоков (5), закрепленных посредством наружных, проходящих внутри башни (1) предварительно напряженных арматурных элементов (13), причем по меньшей мере два предварительно напряженных арматурных элемента (13) проходят между участком (4) основания башни (1) и переходной частью (7).
15. Башня по п. 13, отличающаяся тем, что горизонтальный контактный шов (22) между кольцеобразными бетонными сборными блоками (5) уплотнен с помощью уплотнительного профиля, причем бетонные сборные блоки (5) содержат паз для уплотнительного профиля.
16. Башня по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что горизонтальный контактный шов (22) дополнительно уплотнен посредством эпоксидной смолы.
17. Башня по п. 13, отличающаяся тем, что кольцеобразные бетонные сборные блоки (5) состоят из двух или более кольцевых сегментов (6). причем вертикальный контактный шов (23) между поверхностями контакта кольцевых сегментов (6) выполнен сухим.
18. Башня по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что кольцевые сегменты (6) предварительно закреплены в горизонтальном направлении с помощью расположенных по диагонали элементов крепления, предпочтительно болтов.
19. Башня по п. 13, отличающаяся тем, что бетонные сборные блоки (5) на своих поверхностях контакта содержат по меньшей мере одно углубление (24), предпочтительно по меньшей мере одно высверленное отверстие, в котором установлен элемент для защиты от смещения и/или вращения, предпочтительно пластмассовый дюбель.
20. Способ изготовления башни (1), в частности, для ветроэнергетической установки, в котором нижний участок (2) башни из бетона и верхний участок (3) башни из стали соединяют переходной частью (7), отличающийся тем, что для изготовления переходной части (7) предусматривают стальной элемент (9), содержащий по меньшей мере один кольцеобразный фланец (9а), тем, что стальной элемент (9) укладывают вперед головой в кольцеобразную опалубку, и тем, что в заключение в опалубку укладывают бетон, для изготовления кольцеобразного бетонного элемента (8) переходной части (7), причем бетон укладывают на последующую нижнюю сторону фланца (9а).
21. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что стальной элемент (9), по меньшей мере, частично применяют в качестве опалубки для внутреннего бетонного элемента (8).
22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что переходную часть (7) изготавливают независимо от изготовления участков башни в виде сборного блока.
23. Способ по п. 20, отличающийся тем, что по меньшей мере одну в положении установки нижнюю поверхность (15) переходной части (7) после затвердевания бетона подвергают дополнительному фрезерованию или дополнительному шлифованию, предпочтительно, параллельно в положении установки верхней поверхности (14) фланца (9а).
24. Способ изготовления башни (1), в частности, для ветроэнергетической установки, в котором нижний участок (2) башни из бетона и верхний участок (3) башни из стали соединяют переходной частью (7), отличающийся тем, что для изготовления переходной части (7) предусматривают стальной элемент (9), содержащий по меньшей мере один кольцеобразный фланец (9а), при этом стальной элемент (9) укладывают вперед головой в кольцеобразную опалубку, и в заключение в опалубку укладывают бетон, для изготовления кольцеобразного бетонного элемента (8) переходной части (7), причем бетон укладывают на последующую нижнюю сторону фланца (9а), и тем, что нижний участок (2) башни изготавливают из кольцеобразных бетонных сборных блоков (5), закрепленных относительно друг друга сухими при монтаже башни (1).
25. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что нижний участок (2) башни изготавливают из кольцеобразных бетонных сборных блоков (5), причем соответственно по меньшей мере одну из горизонтальных поверхностей (21) контакта бетонных сборных блоков (5) подвергают обработке со снятием материала, предпочтительно дополнительно фрезеруют или дополнительно шлифуют.
26. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что обе горизонтальные поверхности (21) контакта бетонных сборных блоков (5) обрабатывают в закрепленном состоянии, причем кольцеобразные бетонные сборные блоки (5) во время обработки вращают вокруг их оси.
