摘要：预应力装配式高耸风电塔架下部为预制装配式混凝土塔筒,上部为钢塔筒,上端锚固于法兰环,下部锚固于基础内部。在风电塔架体内沿环向均匀布置竖向预应力拉索,张拉后将上部钢塔筒和下部装配式混凝土若干塔筒连接为整体。针对中间转换部分,采用转换段法兰环、变截面混凝土、预制混凝土竖向缝以及水平缝等连接构造。为研究该结构及各连接构造的受力性能,开展精细化有限元分析、拉索10^(7)次高周疲劳性能试验以及1∶3大比例尺模型试验,得到了结构关键部位的力学响应和破坏模式等。结果表明:设计荷载作用下,预应力装配式混凝土塔筒表现出弹性特征,可以安全地承受设计荷载;极限荷载作用下,预应力装配式混凝土塔筒段承载力储备充足,且上部钢塔筒先于混凝土塔筒段出现屈曲破坏,混凝土塔筒与钢塔的承载力比例设置合理,避免了混凝土塔筒先于钢塔筒破坏,验证了结构体系和连接构造设计的可行性;疲劳试验及有限元分析结果表明拉索能承受107次的疲劳次数,满足抗疲劳安全性要求。

摘要：将传统的单管风电机组钢制塔架底部改为混凝土塔架,形成钢-混组合式风电机组塔架,可有效提高塔架的抗侧刚度,解决纯钢制单管风电机组高塔振动过大的问题。基于改进的遗传算法,综合考虑材料、人工、制作和运输等因素对塔架建造成本的影响,以塔架外径、壁厚、混凝土段高度和预应力钢绞线面积等为优化变量,以相关规范和行业标准的设计要求为约束条件,建立优化设计程序对某单机装机容量为2.0 MW、混塔土段32 m总高度为120 m的钢-混组合式风电机组塔架进行优化。通过优化前后的成本和结构承载力等计算结果的对比,表明优化后钢-混组合式风电机组塔架具有较好的塔架刚度和经济性能,证明该优化程序能满足设计使用要求,提高结构设计的经济性。

摘要：对某风电场2.0 MW风电机组120 m高单管式风力发电钢塔和钢-混凝土组合式风力发电塔的振动进行长期监测,分别采用峰值拾取法(PP)和随机子空间法(SSI)对塔架的模态参数进行识别和分析,并与数值分析结果进行对比。结果表明:两座塔架的振动主要以前三阶模态为主,高阶模态的影响不可忽略。相较于钢-混凝土组合塔架,纯钢塔架受塔顶叶轮转动的影响更大,更易发生共振。模态阻尼中气动阻尼占比较大,其与环境风速和桨距角关系密切,与风速呈非线性关系,并且在桨叶变桨时变化明显。对比实测识别和数值分析结果发现,两座塔架的模态频率以及混塔的振型数值分析结果与实测结果比较吻合,钢塔的振型数值分析结果与实测结果存在差异,在运维养护时应重点关注。