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1、10申请公布号CN101956677A43申请公布日20110126CN101956677ACN101956677A21申请号201010231198622申请日2010070812/49940620090708USF03D11/0420060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人L威利郑大年74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人朱铁宏谭祐祥54发明名称用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础57摘要本发明涉及用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础。具体而言，提供了一种用于风力涡轮机空间构架型塔架30的模块化表面基础、用以形成模块化表面基础的壳体部件44的。
2、面板的器具，以及形成用于风力涡轮机空间构架型塔架30的模块化表面基础的方法。该模块化表面基础包括多个底脚部件，以及设置在各底脚部件上的壳体部件44，该壳体部件44从底脚部件延伸且附接到形成风力涡轮机塔架30的一部分的一个或多个结构部件上，其中，壳体部件44对于空间构架型塔架30提供支承和增加的高度，并且包括内部空间。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图8页CN101956677A1/2页21一种用于风力涡轮机空间构架型塔架30的模块化表面基础100，包括多个底脚部件46；以及设置在各所述底脚部件46上的壳体部件44，所述壳体。
3、部件44从所述底脚部件46延伸且附接到形成风力涡轮机塔架30的一部分的一个或多个结构部件40上，其中，所述壳体部件44对于所述空间构架型塔架30提供支承和增加的高度，并且包括内部空间140。2根据权利要求1所述的模块化表面基础100，其特征在于，各底脚部件46还包括设置在浅沟槽62中的混凝土底脚58，其中，所述沟槽62大致定形成类似于所述混凝土底脚58。3根据权利要求1所述的模块化表面基础100，其特征在于，所述壳体部件44包括碳纤维复合材料、加强碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、加强玻璃纤维复合材料、混凝土、钢筋混凝土、金属，或者它们的组合。4根据权利要求1所述的模块化表面基础100，其特征。
4、在于，所述壳体部件44包括混凝土结构，其中，所述混凝土结构由钢筋122进一步支承，且由后张紧部件111，112压缩。5根据权利要求1所述的模块化表面基础100，其特征在于，所述模块化表面基础100的中心到中心的尺寸为所述模块化表面基础元件10直径的大约10倍至大约15倍，以及/或者所述模块化表面元件10的高度为所述表面元件直径的大约125倍至大约175倍。6根据权利要求1所述的模块化表面基础100，其特征在于，所述基础部件44为圆锥形、截头圆锥形、三棱锥形、正方锥形、圆柱形、立方体形、五棱柱形、六棱柱形、七棱柱形、八棱柱形、九棱柱形，或十棱柱形。7根据权利要求1所述的模块化表面基础100，其特。
5、征在于，所述内部空间140保持用于所述风力涡轮机16的塔架下方设备56。8一种形成用于风力涡轮机空间构架型塔架30的模块化表面基础100的方法，包括A制造具有一系列后张紧线缆111，112的多个壳体部件44；B形成多个浅沟槽62用以保持底脚部件46；C将所述底脚部件46安置在所述浅沟槽62中；D将多个所述壳体部件44施加到多个所述底脚部件46上，且将所述壳体部件44固定到所述底脚部件46上；E使用所述后张紧线缆111，112将张力施加到壳体部件44上，其中，所述壳体部件44对于所述空间构架型塔架30提供支承和增加的高度，并且包括内部空间140；以及F将风力涡轮机空间构架型塔架30的结构部件40。
6、附接到壳体部件44上。9根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述壳体部件44还包括选自由门50、热交换导管54、通风口48、阶梯52以及它们的组合所构成的组中的一个或多个。10一种具有本体的器具130，所述本体可闭合用以形成模块化表面基础100的壳权利要求书CN101956677A2/2页3体部件44的多个面板105，其中，所述本体还包括顶部部分136，其包含用于收容混凝土的孔口138；以及底部部分132，其包含水平地和垂直地贯穿延展的管134，其中，所形成的面板105连结在一起而形成所述壳体部件44，其中，所述壳体部件44设置在底脚部件46上且附接到形成风力涡轮机塔架30的一部分的一个或多。
7、个结构部件40上，以及其中，所述壳体部件44对于空间构架型塔架30提供支承和增加的高度，并且包括内部空间140。权利要求书CN101956677A1/10页4用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础技术领域0001本公开内容针对一种用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础SURFACEFOUNDATION、用以形成模块化表面基础的壳体部件的多个面板的器具，以及形成用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础的方法。背景技术0002近年来，风力涡轮机作为对环境安全且相对便宜的替代能量来源，已经受到了日益增加的关注。随着这种关注度的增长，已经作出了相当大的努力来研发可靠、高效且安装成本效益。
8、合算的风力涡轮机。0003通常，风力涡轮机包括具有多个叶片的转子。转子经由轮毂、主轴和轴承而安装到壳体或机舱上，壳体或机舱位于桁架塔架或管状塔架的顶部上。公用级风力涡轮机即，设计成向公用电网提供电力的风力涡轮机可具有大型转子例如，30米或更大的叶片长度。此外，风力涡轮机通常安装在至少60米高的塔架上。通常，风力涡轮机塔架由单个钢管构造或空间构架型构造构成。两类塔架都需要适合的基础来支承塔架和涡轮机。一般而言，基础设计基于所提供的涡轮机的重量和构造、预计的最大风速和涡轮机负载，以及现场的土壤特征。用于空间构架或格构型塔架的典型基础引道APPROACH包括厚钢筋混凝土REINFORCEDCONCR。
9、ETE垫层基础、钢筋混凝土单柱、单竖井基础，或处在空间构架型塔架的各支脚处的微柱支承式底脚。0004当功率需求增大时，风力涡轮机转子叶片的尺寸也会增大，这导致风力涡轮机的总体尺寸增大，进一步导致塔架底部负载增大，而这又提高了对基础的要求。作为功率增大的结果，必须将基础制造成更大、更重且深埋地下以支承巨大的风力涡轮机结构和负载。用于空间构架型塔架的当前基础引道经受着各种明显的缺陷。通常，专业人员需要挖掘和浇注巨大的基础，并且必须考虑土壤特征，这包括充分的地下勘察，例如圆锥贯入试验。尽管用于风力涡轮机空间构架型塔架的基础的材料要求显著低于常规单钢管式塔架，但混凝土、钢筋和其它加强件的总量仍然花费很。
10、大。此外，由于常规风力涡轮机的空间构架型塔架的设计，故必须在现场构建附加结构用以收容任何所需的塔架下方设备DOWNTOWEREQUIPMENT或构件，因为存在于常规风力涡轮机空间构架型塔架中的存储空间不足。0005所需的是一种不需要大量挖掘工作或不需要专业人员进行安装的风力涡轮机空间构架型塔架基础。还需要的是一种不需要大量材料的用于风力涡轮机空间构架型塔架的基础。还需要的是一种风力涡轮机空间构架型塔架基础，其还对塔架高度有所帮助以便降低用于构建风力涡轮机塔架的材料成本。另外的需要包括一种风力涡轮机空间构架型塔架基础，其容许将塔架下方设备、维护用品或构件存储在基础内。发明内容0006本公开内容的。
11、一个方面包括一种用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础，其包括多个底脚部件以及设置在底脚部件上的壳体部件。壳体部件从底脚部件延伸，说明书CN101956677A2/10页5且附接到形成风力涡轮机塔架的一部分的一个或多个结构部件上。壳体部件还对于空间构架型塔架提供支承和增加的高度，并且包括内部空间。底脚部件可包括设置在浅沟槽中的混凝土底脚，其中，沟槽大致定形成类似于混凝土底脚。一种可能的实施例可包括碳纤维复合材料、加强的碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、加强的玻璃纤维复合材料、混凝土、钢筋混凝土、金属，或它们的任何组合。壳体部件可包括混凝土结构，其中，混凝土结构由钢筋进一步支承，且由后张紧。
12、部件压缩。混凝土结构可包括连结在一起而形成壳体部件的多个面板。该多个面板还可包括用于收容垂直后张紧部件的一系列垂直室。该多个面板还可包括用于收容水平后张紧部件的一系列水平室。0007包括多个面板的模块化表面还可包括设置在底部部分上且机械地连接到该底部部分上的顶部部分，且其中，底部部分设置在底脚上且机械地连接于其上。可选的是，顶部部分和底部部分可包括用于收容垂直后张紧部件的一系列垂直部件，以及用于收容水平后张紧部件的一系列水平室。模块化表面基础可包括为模块化表面基础元件直径的大约10倍至大约15倍的中心到中心的直径。模块化表面元件的高度可为模块化表面元件直径的大约125倍至大约175倍。壳体部件。
13、可为圆锥形、截头圆锥形、三棱锥形、正方锥形、圆柱形、立方体形、五棱柱形、六棱柱形、七棱柱形、八棱柱形、九棱柱形，或十棱柱形。模块化表面基础的内部空间可构造成用以保持用于风力涡轮机的塔架下方设备。0008本公开内容的另一方面包括一种形成用于风力涡轮机空间构架型塔架的模块化表面基础的方法，包括制造具有一系列后张紧线缆的多个壳体部件；形成多个浅沟槽用以保持底脚部件；制造多个底脚部件且将底脚部件安置在浅沟槽中；将多个壳体部件施加在多个底脚部件上且将该壳体部件固定到底脚部件上；使用后张紧线缆将张力施加到壳体部件上，其中，壳体部件对于空间构架型塔架提供支承和增加的高度，并且包括内部空间；以及将风力涡轮机空。
14、间构架型塔架的结构部件附接到壳体部件上。该方法还可包括在其中有门、热交换导管、通风口VENT、阶梯以及它们的任何组合中的一个或多个的壳体部件。底脚部件可在现场外预制。壳体部件可保持塔架下方设备。0009本公开内容的另一方面提供了一种具有本体的器具，该本体可闭合用以形成模块化表面基础的壳体部件的多个面板，其中，本体还可包括顶部部分，其包含用于收容混凝土的孔口；以及底部部分，其包含水平地和垂直地贯穿延展的管，其中，所形成的面板连结在一起而形成壳体部件，其中，壳体部件设置在底脚部件上，且附接到形成风力涡轮机塔架的一部分的一个或多个结构部件上，以及其中，壳体部件对于空间构架型塔架提供支承和增大的空间，。
15、并且包括内部空间。在混凝土固化之后，可从所形成的壳体部件面板中移除底部部分的管。本体的底部部分还可包括钢筋。0010本公开内容的一个优点在于，模块化表面基础提供了降低的挖掘成本，且比当前空间构架型塔架的基础需要更少的安装材料。0011本公开内容的另一优点在于，模块化表面基础提供了用于塔架下方设备的存储空间。0012本公开内容的又一优点在于，模块化表面基础提供了对于空间构架型塔架的附加高度。0013本发明的其它特征和优点将根据优选实施例的以下结合附图的更为详细的描述而变得清楚，附图通过举例的方式示出了本发明的原理。说明书CN101956677A3/10页6附图说明0014图1为根据本公开内容的实。
16、施例的风力涡轮机的侧视图。0015图2为根据本公开内容的实施例的模块化表面基础元件的一部分的透视图。0016图3为模块化表面基础元件的局部透视图，示出了根据本公开内容的实施例的壳体部件的交错接头JOINT。0017图4为根据本公开内容的实施例的底脚部件的正截面视图。0018图5为沿方向55截取的图2中的模块化表面基础元件的截面视图，示出了根据本公开内容的实施例的内表面。0019图6为用于制造根据本公开内容的实施例的模块化表面基础元件的壳体部件的一部分的模具的透视图。0020图7为根据本公开内容的实施例的模块化表面基础元件的壳体部件的一部分的透明透视图。0021图8为根据本公开内容的实施例的模块。
17、化表面基础元件的壳体部件的一部分的内表面的透视图。0022图9为沿方向99截取的图8中的一部分的内表面的截面视图，示出了根据本公开内容的实施例的模块化表面基础元件的内表面。0023图10为沿1010方向截取的图1中的模块化表面基础的截面视图，示出了模块化表面基础和模块化表面基础元件的尺寸。0024只要可能，相同的参考标号将在所有附图中用于指代相同或相似的部分。具体实施方式0025如图1中所示，风力涡轮机16通常包括收容发电机未示出的机舱20。机舱20利用空间构架型塔架30顶部上的法兰未示出而安装在塔架过渡件32的顶上。塔架30的高度基于本领域中公知的因素和条件选择，且可延伸至60米或更高的高度。
18、。风力涡轮机16可安装在提供通向具有所期望风况的区域的任何地形上。地形可差别极大，且可包括但不限于山地地形或离岸地点。风力涡轮机16还包括转子22，转子22包括附接到旋转轮毂上的一个或多个转子叶片24。尽管图1中所示的风力涡轮机16包括三个转子叶片24，但并未对本发明所需的转子叶片24数目进行特别的限制。空间构架型塔架30包括一体地连接的多个竖直的塔架支承部件34、多个水平的塔架支承部件36以及多个斜撑塔架支承部件38。空间构架型塔架30还包括多个结构部件40，该结构部件40支承空间构架型塔架30，且将空间构架型塔架30连接到壳体部件44上。如图1中所示，空间构架型塔架30具有三杆构造，带有三。
19、个结构部件40。在备选实施例中，空间构架型塔架30可利用三个以上的结构部件40构造而形成塔架30。0026模块化表面基础100包括多个模块化表面基础元件10。各模块化表面基础元件10还包括底脚部件46和壳体部件44，其中，壳体部件44设置在各底脚部件46上，以及其中，壳体部件44从底脚部件46延伸，且附接到形成风力涡轮机塔架30的一部分的一个或多个结构部件40上。如图1中所示，模块化表面基础100包括三个模块化表面基础元件10，各模块化表面基础元件10还包括从底脚部件46延伸的壳体部件44，壳体部件44附接到空间构架型塔架30的各结构部件40上。在备选实施例中，模块化表面基础100可具有三个说。
20、明书CN101956677A4/10页7以上的模块化表面基础元件10，且各模块化表面基础元件10还包壳体部件44和底脚部件46。在另一备选实施例中，模块化表面基础100相比于形成空间构架型塔架30的结构部件40数目具有更少或更多数目的模块化表面基础元件10。0027如图1中所示，各模块化表面基础元件10的壳体部件44包括连结在一起而形成壳体部件44的多个面板105。在另一实施例未在附图中示出中，壳体部件44可为单一整块的一体形成式混凝土结构，该结构由钢筋进一步支承，且由后张紧部件压缩。0028图2示出了本实施例的模块化表面基础100的单个模块化表面基础元件10。模块化表面基础元件10的壳体部件。
21、44包括连结在一起而形成壳体部件44的多个面板105。面板105还可包括多个顶部面板部段102和多个底部面板部段104。顶部面板部段102通过垂直的后张紧部件111参见图7和其它紧固机构未示出而形成为抵靠和附接在各个相应的底部面板部段104上。如图2中所示，顶部面板部段102和底部面板部段104相连，且具有对准的接头142。在备选实施例中，如图3中所示，顶部面板部段102和底部面板部段104由未对准或交错的接头144相连。交错的接头144沿周向偏移，使得交错的接头144位于顶部面板部段102的中部和底部面板部段104的中部，以提供足够的支承来形成壳体部件44。如图2中所示，壳体部件44的顶部面。
22、板部段102还附接到连接部件42上，其中，连接部件42连接到塔架30的结构部件40上。连接部件42包含用以将模块化表面基础元件10的壳体部件44固定和附接到塔架30的结构部件40参见图1上的紧固件未示出。壳体部件44的底部面板部段104还通过紧固机构146参见图4而连接到底脚部件46上。适合的紧固机构包括但不限于螺栓、螺母、螺钉、销钉、角撑板、灌浆以及本领域中公知的其它紧固机构。紧固机构146还可一体地形成在壳体部件44的底部面板部段104内，或一体地形成在底脚部件46内。在本实施例中，壳体部件44还包括用于空气流的通风口48、用以接近壳体部件44内的区域的门50、用以到达门50的阶梯52，以。
23、及热交换导管54。在另一实施例中，门50可包括用于空气流的通风口，用以补充或替换通风口48。如图2中所示，塔架下方设备56定位在壳体部件44内。典型的塔架下方设备56的实例有但不限于涡轮控制面板、线路、线缆、控制结构、备用零件以及变压器。0029如图2中所示，壳体部件44为截头圆锥形。然而，只要可获得模块化表面基础100的模块化表面基础元件10的所期望的结构和支承性质，则任何圆锥形、三棱锥形、正方锥形、圆柱形、立方体形、或可为多边的棱柱如五棱柱形、六棱柱形、七棱柱形、八棱柱形、九棱柱形或十棱柱形都是可能的。在当前的实施例中，底脚部件46为环形。在备选实施例中，底脚部件46可为大致类似于壳体部件。
24、44底部的形状。0030如图10中所示，模块化表面基础100包括三个模块化表面基础元件10。模块化表面基础100的总体直径为大约98米至大约488米，这容许空间构架型塔架30分别支承额定功率从800千瓦KW至10兆瓦MW的风力涡轮机16。由模块化表面基础100总体直径所确定的最外侧范围EXTENT包括底脚部件46的混凝土底脚58的最外缘，这也是承载在原状土地上的模块化表面基础元件10的外缘。对于模块化表面基础100的直径范围为大约98米至大约488米，且具体用于具有中心到中心的尺寸B等于模块化表面基础元件10直径的125倍的模块化表面基础元件10。中心到中心的尺寸LCTC是从一个模块化表面基础。
25、元件10的中心到另一相邻模块化表面基础元件10的中心测得的，在图10中示为尺寸B。在另一实施例中，中心到中心的尺寸B的范围可为模块化表面基础元件10说明书CN101956677A5/10页8直径的大约10倍到大约15倍或更大，从而导致增加模块化表面基础100的总体直径值的潜在可能。0031表I提供了中心到中心的尺寸B相对于具有三个、四个、五个或六个模块化表面基础元件10的模块化表面基础元件MSFE10的直径的比例的示例性实施例。00320033尽管表I提供了中心到中心的尺寸B的比例的示例性实施例，但其并非为限制性的。塔架设计参数如轮毂高度、转子推力、涡轮和基础的总体重量，以及可容许的土壤承载压。
26、力不同，则比例范围就可能不同。中心到中心的尺寸LCTC相对于模块化表面基础元件直径的比例值在三个模块化表面元件10时可高达20，而在六个模块化表面基础元件10时可高达118。0034在当前的实施例中，等边三角间距存在于各模块化表面基础元件10之间。等边三角间距取决于风力涡轮机16的尺寸和所需的空间构架型塔架30的高度而变化。等边三角间距从各模块化表面基础元件10的中心起计算，使得如果在各模块化表面基础元件10到相邻模块化表面基础元件10的各中心之间画线，则将形成等边三角形参见图10。在当前的实施例中，模块化表面基础100的静负载中心200没有施加侧负载，而是直接处在由模块化表面基础元件10形成。
27、的等边三角形的中心。抵抗翻转的本实施例的最长力矩臂IMAX即尺寸A从模块化表面基础100的静负载中心200到模块化表面基础元件10的混凝土底脚58的最外缘测得。抵抗翻转的本发明的最短力矩臂IMIN即尺寸C等于模块化表面基础元件10的混凝土底脚58的直径。在本实施例中，模块化表面基础100具有大约83米至大约416米的平均有效直径。对于空间构架型塔架30和模块化表面基础100的系统而言，模块化表面基础100的平均有效直径等于从模块化表面基础10的静中心200到该基础的极端边缘即，混凝土底脚58的最外缘所限定的最小IMIN尺寸C力矩臂和最大IMAX尺寸A力矩臂的平均直径，用以抵抗关于与来风方向如从。
28、侧方观察相反的翻转。模块化表面基础100的平均有效直径随着模块化表面基础元件数目的增加而减小。当接近模块化表面基础元件10数目的物理极限时，最短力矩臂IMIN和最长力矩臂IMAX将在理论上接近同一值。0035各模块化表面基础元件10的直径包括各对应底脚部件46的各混凝土底脚58的外径。模块化表面基础元件10的适合直径可为大约4米至大约20米。模块化表面基础元件10的直径容许塔架高度为大约60米至大约150米，且将易于支承800KW至10MW的风力说明书CN101956677A6/10页9涡轮机。模块化表面基础10的直径更大或更小都是可能的，且取决于风力涡轮机的尺寸、所需的塔架高度，以及可容许的。
29、土壤承载压力。0036在本实施例中，各壳体部件44均具有大约6米至大约30米的高度。下列公式用于计算模块化表面基础元件10的高度，HMSFE15DMSFE，其中，HMSFE为模块化表面基础元件10的高度，而DMSFE为模块化表面基础元件10的直径。在备选实施例中，上述公式中的因数15可在大约125至大约175的范围内变化，用以计算模块化表面基础元件10的高度。模块化表面基础元件10的高度与模块化表面基础元件10的数目无关。底脚部件46和壳体部件44的尺寸容许对于额定功率为800KW的风力涡轮机的每一模块化表面基础元件10都有至少大约15立方米的内部容积140，而对于10MW风力涡轮机的每一模块。
30、化表面基础元件10则有超过2,000立方米。内部容积140对于全部模块化表面基础100即，每一风力涡轮机而言总共有大约45立方米至大约6,000立方米，且提供了否则常规基础不会提供的空间，用于在壳体部件44内存储或用以收容塔架下方设备56。0037图4示出了底脚部件46的正截面视图。底脚部件46还包括设置在浅沟槽62中的混凝土底脚58。沟槽62其形状大致类似于混凝土底脚58。沟槽62适合的深度为大约小于1米深，且大约小于1米宽，但沟槽62的深度和宽度更大也是可能的。底脚部件46还包括混凝土65或砾石64的浮动板块，其中的两者或之一在底脚部件46的内侧和/或外侧设置在地面68上。在模块化表面基础。
31、元件10的内侧发现的混凝土65和/或砾石64的浮动板块提供了用于收容塔架下方设备56的表面。在模块化表面基础元件10的外侧发现的混凝土65和/或砾石64的浮动板块提供了用于停驻位于风力涡轮机空间构架型塔架30附近的车辆和其它装备的表面。混凝土65的浮动板块在本领域中理解为是指，结构中的结构强度并非依赖于浮动混凝土板块65的磨损表面，并且混凝土65浮动板块不受由能承载负载的其它混凝土特征约束。在本实施例中，混凝土65的浮动板块定位在砾石64上，这允许水在浮动混凝土板块65下方的运动和排出。混凝土65的浮动板块在壳体部件44内横向地浮动，但在混凝土底脚58的顶部表面66处受到竖直支承，该顶部表面6。
32、6为底脚部件46与壳体部件44的界面。底脚部件46的混凝土底脚58还由钢筋60加强。混凝土底脚58在现场浇注，或在基地FACILITY预制而在现场组装。0038在本实施例中，壳体部件44相对于混凝土底脚58的宽度大致居中。通常，混凝土底脚58的宽度为壳体部件44厚度的函数。在本实施例中，混凝土底脚58的宽度大于或等于壳体部件44厚度的25倍。在备选实施例中，混凝土底脚58的宽度可相当宽而提供适合的承载能力，这取决于局部土壤压力承载能力。混凝土底脚58的深度为壳体部件44厚度的函数或始终更大的混凝土底脚58宽度的函数。通常，混凝土底脚58的深度大于或等于壳体部件44厚度的125倍，或大于或等于始。
33、终更大的混凝土底脚58宽度的05倍。混凝土底脚58的适合直径为大约4米至大约30米，而更具体而言是大约43米至大约207米。底脚部件46的混凝土底脚58的顶部表面66收容壳体部件44。底脚部件46还包括用以将壳体部件44连接和固定到底脚部件46上的紧固件146。0039图5为沿方向55截取的图2中的模块化表面基础10的截面视图，示出了壳体部件44的内部空间或容积140。内部空间140可具有混凝土65或砾石64未示出的浮动板块，以便提供用于塔架下方设备未示出的存储位置。如图5中所示，内部空间140定位在壳体部件44内，邻近壳体部件44的内壁106。说明书CN101956677A7/10页1000。
34、40模块化表面基础元件10可由提供所期望的结构、重量和空间要求用以支承空间构架型塔架的任何材料和材料组合制成。模块化表面基础元件10可由诸如但不限于碳纤维复合材料、加强碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、加强玻璃纤维复合材料、混凝土、钢筋混凝土、钢以及它们的组合的材料制成。模块化表面基础元件10的壳体部件44可由诸如但不限于碳纤维复合材料、加强碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、加强玻璃纤维复合材料、混凝土、钢筋混凝土、金属如钢以及它们的组合的材料制成。在本实施例中，模块化表面基础元件10由混凝土、钢筋混凝土和金属的组合制成，以及壳体部件44由混凝土、钢筋混凝土以及金属的组合形成。0041壳体部件。
35、44在现场外的场所制造，且运输到模块化表面基础元件10的零件制造现场。作为备选，壳体部件44可在塔架架设现场制造。在一个实施例中，壳体部件44可为单一整块的混凝土结构。在另一实施例中，壳体部件44可通过将两个整块的混凝土件即顶部件和底部件未示出连结在一起而制成。作为备选，壳体部件44可使用连结在一起的多个面板105形成壳体部件44参见图1来制造。在又一实施例中，壳体部件44可由具有顶部面板部段102和底部面板部段104的多个面板105制成，这些面板105连结在一起而形成壳体部件44参见图2、图3和图6。0042图6示出了具有本体的器具或模具130的透视图，该本体可闭合用以形成模块化表面基础10。
36、的壳体部件44的多个面板105。壳体部件44可使用实现所期望结构的任意数目的部件和模具的组合来制造。用于制造壳体部件44的面板105和/或顶部面板部段102和底部面板部段104的模具130包括两件，即顶部模具136和底部模具132。顶部模具136还包括用以将混凝土浇注到模具130中的开口138。开口138还可用于使混凝土振动用以提供混凝土在模具130中充分分散。作为备选，摆动台可用于使混凝土振动用以提供混凝土在模具130中充分分散。在一个实施例中，底部部分132包括多个垂直插入件148和多个水平插入件150。如图7中所示，垂直插入件148用于形成用来调整垂直张紧线缆111的预制垂直凹口RECE。
37、SS152。如图7中所示，水平插入件150用于形成用来调整水平张紧线缆112的预制水平凹口154。插入件148，150可由任何塑料、钢或将经受混凝土凝固的任何适合的材料制成。插入件148在其已经固化用以提供预制凹口152，154之后从混凝土中部分或完全地移除。模具130的底部部分132还包括沿底部部分132的长度垂直安置和水平安置的多个管134。管134可延展穿过插入件148，150如图所示，或管134可附接到插入件148，150上。在备选实施例中，锚固柱桩柱桩锚固件128使用模具130一体地形成在面板105中。用于管134的适合材料包括但不限于塑料、钢或能经受混凝土凝固的其它材料。管134在。
38、混凝土固化之外保持在形成的面板105中。在备选实施例中，管134可在混凝土固化之后从面板105中移除。壳体部件44面板105中的由于管134形成的中空部分提供用于水平和垂直的张紧线缆或筋束后张紧部件111，112的水平贯穿管道114和垂直贯穿管道110。模具130通常还包含在底部部分132内垂直地和/或水平地延展的钢筋未示出。壳体部件44的固化混凝土的厚度为大约100毫米大约4英寸至大约500毫米大约20英寸，更具体而言是大约150毫米大约6英寸至大约300毫米大约12英寸，或更具体而言是200毫米大约8英寸至大约250毫米大约10英寸，以及其间的所有子范围。壳体部件44的固化混凝土的厚度与结。
39、构负载要求相关，且根据风力涡轮机的尺寸而变化。说明书CN101956677A8/10页110043图7示出了壳体部件44的内部106的一部分。水平贯穿管道114沿环形方向延展穿过壳体部件44。垂直贯穿管道110垂直地延展穿过壳体部件44。图7绘出了示为延展穿过水平贯穿管道114的单根水平张紧线缆112，以及示为延展穿过垂直贯穿管道110的单根垂直张紧线缆111；然而，采用的是多根水平张紧线缆112和多根垂直张紧线缆111来向组装的壳体部件44提供足够的张力。壳体部件44还包括用以将壳体部件44固定到混凝土底脚部件46的顶部表面66上的紧固件146参见图4。在本实施例中，张紧线缆111，112穿。
40、过垂直贯穿管道110和水平贯穿管道114，以便连结壳体部件44的面板105。垂直张紧线缆111沿高度方向或垂直地将张力提供给面板105。垂直张紧线缆111在面板105顶缘处的一系列垂直预制凹口152中拉紧。作为备选，当面板105包含顶部部段102和底部部段104时，垂直张紧线缆111连结，且沿高度方向或垂直地将张力提供给面板105的顶部部段102和底部部段104。如图7中所示，一系列预制垂直凹口152提供在面板105的顶部部段102和底部部段104的顶部和底部处，以便容许垂直张紧线缆111得到充分的调整来提供所需的张力。水平张紧线缆112连结且沿环形方向将张力提供给壳体部件44的多个面板105。
41、。如图7中所示，一系列预制水平凹口154提供在面板105的侧部处，以便容许水平张紧线缆112得到充分的调整来提供所需的张力。作为备选，当壳体部件44包含多个顶部部段102和多个底部部段104时，水平张紧线缆112连结且沿环形方向将张力提供给壳体部件44的相邻顶部部段102和相邻底部部段104。一旦形成壳体部件44，则张紧线缆111，112便从壳体部件44内在面板105的垂直边缘和水平边缘处的一系列预制凹口152，154处拉紧，以便将足够的后张紧应力提供在壳体部件44的所形成的混凝土结构上。0044张紧线缆111，112由钢或任何其它适合的加强材料制成，这些材料例如但不限于玻璃纤维、碳纤维以及其。
42、它线缆材料。张紧线缆111，112为单股的加强材料条，或织造、卷绕或编织在一起的多股加强材料。张紧线缆111，112其厚度为大约3毫米大约1/8英寸至大约50毫米大约2英寸，更具体而言是大约3毫米大约1/8英寸至大约30毫米大约1英寸，或甚至更具体而言是3毫米大约1/8英寸至大约10毫米大约3/8英寸，以及其间的所有子范围，但可取决于模块化表面基础元件10形成模块化表面基础100所需的张力而更薄或更厚。张紧线缆111，112为未结合或结合的后张紧系统的一部分。在未结合的后张紧系统中，张紧线缆111，112涂布有特别配制的油脂和无缝塑料外层，以便提供防腐保护。在结合的后张紧系统中，张紧线缆111。
43、，112插在波纹型金属或塑料导管中，而在张紧线缆111，112受到应力之后，粘结型浆料或环氧树脂注入导管中以将张紧线缆111，112结合到包绕的混凝土中。0045图8示出了作为本公开内容的备选实施例的壳体部件44的内部106。在该实施例中，水平张紧线缆112串穿经过一个锚固柱桩128，而然后沿环形方向延展穿过水平贯穿管道114，通向壳体部件44的相邻锚固柱桩128参见图9。重复水平张紧线缆112的串穿过程，直到在圆形平面内的所有锚固柱桩128都通过水平张紧线缆112穿过水平贯穿管道114沿环形方向而相连。垂直张紧线缆111串穿经过一个锚固柱桩128，而然后沿高度方向或垂直地延展穿过垂直贯穿管道。
44、110，通向上方或下方的下一锚固柱桩128。重复垂直张紧线缆111的串穿过程，直到在垂直线上的所有锚固柱桩128都通过垂直张紧线缆111穿过垂直贯穿管道110而相连。锚固柱桩128为使用具有凹区和管的模具一体地形成在壳体部件44内表面106上的混凝土结构。水平张紧线缆112和垂直张紧线缆111经拉紧用以将说明书CN101956677A9/10页12所期望的后张紧应力提供给壳体部件44。作为备选，使用柱桩128的该后张紧技术可用于壳体部件44的外表面108上，用以将所期望的后张紧应力提供给壳体部件44。0046所使用的后张紧线缆垂直张紧线缆111和水平张力线缆112两者的数目取决于涡轮的尺寸和负。
45、载。用于上述实施例中的任何一个的后张紧线缆的数目还可取决于后张紧线缆的厚度而变化。在本发明中，使用了至少两根水平张紧线缆112来提供所期望的张力，但可使用多达一百根的水平张力线缆112，而更具体而言是可使用大约十至三十根水平张紧线缆112，这取决于壳体部件44的高度和所期望的张力。在本发明中使用了至少三根垂直张紧线缆111，但可使用多达三百根的垂直张紧线缆111，而更具体而言是可使用大约二十至五十根垂直张紧线缆111，这取决于壳体部件44的高度和所期望的张力。还可使用钢筋122对壳体部件44提供进一步加强。0047图9示出了沿方向99截取的图8中一部分的内部空间140的截面视图。图9示出了根据。
46、本公开内容的实施例的整个内部空间140。在本实施例中，存在四个面板105，它们分别具有两个已示出锚固柱桩128。在备选实施例中，面板部件105的数目可大于或小于四，且各面板部件105均包含至少一个锚固柱桩128。锚固柱桩128一体地形成在壳体部件44面板105的内壁106上。在一个实施例中，水平张紧线缆112串穿经过锚固柱桩128中的通道158，且穿过水平贯穿管道114通向相邻的柱桩128，以便一旦水平张紧线缆112拉紧便连结面板105以及提供所期望的后张紧力。在另一备选实施例未示出中，水平张紧线缆串穿经过一个面板的锚固柱桩中的通道，且串穿经过水平贯穿管道而跳过相邻的锚固柱桩，以及串穿经过定位。
47、在相邻面板中的下一锚固柱桩的通道。在又一备选实施例未示出中，水平张紧线缆串穿经过一个面板的锚固柱桩中的通道，且串穿经过水平贯穿管道而跳过相邻面板中的锚固柱桩，以及串穿经过下一相邻面板的锚固柱桩中的通道。在柱桩128处的锚固利用了锚固端装置，该装置通常由分离的渐缩形拍击插入件和具有匹配渐缩形开孔的锚固金属块构成，这在混凝土结构后张紧技术领域中是公知的。重复水平张紧线缆112串穿经过锚固柱桩128的通道158和穿过水平贯穿管道114而通向相邻锚固柱桩128的过程，直到所有锚固柱桩128都通过水平张紧线缆112沿环形方向而相连。水平张紧线缆112串穿经过锚固柱桩128的通道158和穿过水平贯穿管道1。
48、14而通向各个相邻和半相邻的锚固柱桩128的任何组合都是可能的，且上述方法中的一种或多种可用于将所期望的后张紧应力提供给壳体部件44。0048垂直张紧线缆111串穿经过一个锚固柱桩128，而然后沿高度方向或垂直地延展穿过垂直贯穿管道110而通向上方或下方的下一锚固柱桩128未示出。重复垂直张紧线缆111的串穿过程，直到在垂直线上的所有锚固柱桩128都通过垂直张紧线缆111未示出穿过垂直贯穿管道110而相连。0049本公开内容还提供了一种形成用于风力涡轮机空间构架型塔架30的模块化表面基础10的方法，包括制造具有一系列后张紧线缆111，112的多个壳体部件44；通过挖掘或其它方式形成用以保持底脚。
49、部件46的多个浅沟槽62；将底脚部件46安置在浅沟槽62中；将多个壳体部件44施加到多个底脚部件46上且将该壳体部件44固定到底脚部件46上；使用后张紧线缆111，112将张力施加到壳体部件44上，其中，壳体部件对于空间构架型塔架提供支承和增加的高度，并且包括内部空间；以及将风力涡轮机空间构架型塔架30的结构部件40附接到壳体部件44上。底脚部件46在现场外预制且在现场组装，或可浇注到说明书CN101956677A10/10页13混凝土模具中，形成在浅沟槽62内。0050尽管已参照优选实施例描述了本发明，但本领域普通技术人员将会理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可做出多种改变，并且可用等同物代替其元件。此外，在不脱离本发明基本范围的情况下，可做出许多修改以使特定的情势或材料适应本发明的教导内容。因此，期望的是使本发明并不限于作为为执行本发明而构思出的最佳模式所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。说明书CN101956677A1/8页14图1说明书附图CN101956677A2/8页15图2图3说明书附图CN101956677A3/8页16图4说明书附图CN101956677A4/8页17图5说明书附图CN101956677A5/8页18图6说明书附图CN101956677A6/8页19图7图8说明书附图CN101956677A7/8页20。