本實(shí)用新型涉及海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具體的說，是涉及一種多邊形的海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)。

背景技術(shù)：

風(fēng)能作為綠色清潔可再生能源已受到各國(guó)能源開發(fā)者的青睞。目前制約我國(guó)海上風(fēng)電規(guī)?；_發(fā)的瓶頸之一就是缺乏適合我國(guó)海洋特點(diǎn)且經(jīng)濟(jì)安全的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式多種多樣，包括多樁導(dǎo)管架、單樁、三腳架基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)、筒形基礎(chǔ)以及漂浮式基礎(chǔ)等。

筒型基礎(chǔ)是一種適合軟土地基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，其采用自重和負(fù)壓相結(jié)合的方式可以快速完成海上安裝工作，這對(duì)海上施工窗口期短的風(fēng)電場(chǎng)具有非常大的吸引力。目前海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)多為圓筒形結(jié)構(gòu)，加工難度較大；同時(shí)單筒型基礎(chǔ)的頂蓋與海床泥面接觸時(shí)，頂蓋中部只能提供少量的抵抗風(fēng)機(jī)彎矩的能力，材料性能并未充分的利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型基于提高材料的利用率及降低基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加工難度的目的，提出一種多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單、安裝方便、安全可靠，可有效地提高施工效率與質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)海上風(fēng)電的高效、經(jīng)濟(jì)、安全建造。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)，其特征在于，由下部的多邊形筒型結(jié)構(gòu)和上部的桁架結(jié)構(gòu)組成；

所述多邊形筒型結(jié)構(gòu)是由筒壁和頂蓋構(gòu)成的下部開口的半密封結(jié)構(gòu)，所述筒壁包括數(shù)量一致的多塊內(nèi)壁、多塊外壁和多塊側(cè)壁，多塊所述內(nèi)壁和多塊所述外壁分別圍成多邊形結(jié)構(gòu)，多塊所述外壁對(duì)應(yīng)地平行設(shè)置于多塊所述內(nèi)壁外側(cè)，相鄰所述內(nèi)壁的連接線與其所對(duì)應(yīng)地相鄰所述外壁的連接線之間連接有側(cè)壁；具有多邊形內(nèi)緣和外緣的所述頂蓋設(shè)置于所述筒壁之上，所述頂蓋的內(nèi)緣和外緣分別與所述內(nèi)壁頂端和所述外壁頂端相連接；所述頂蓋的上表面設(shè)置有主梁和次梁，所述主梁在所述頂蓋上部對(duì)應(yīng)于所述筒壁的每塊所述內(nèi)壁、所述外壁和所述側(cè)壁設(shè)置，所述頂蓋頂部由所述主梁劃分出的每塊分隔區(qū)塊內(nèi)設(shè)置有環(huán)向和徑向均勻布置的多根次梁；

所述桁架結(jié)構(gòu)包括沿所述多邊形筒型結(jié)構(gòu)的豎直中心線設(shè)置于所述多邊形筒型結(jié)構(gòu)上方的過渡段，以所述過渡段為中心環(huán)形均勻布置有多根從下到上由外向內(nèi)傾斜的支撐鋼管，每根所述支撐鋼管的底端固定于所述多邊形筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的相鄰所述主梁交接處，每根所述支撐鋼管的上部與所述過渡段通過上、下兩根連接鋼管連接固定。

其中，所述筒壁中所述內(nèi)壁、所述外壁和所述側(cè)壁的數(shù)量一致，均為3-8塊。

其中，所述頂蓋內(nèi)緣和外緣的邊數(shù)與所述筒壁中所述內(nèi)壁、所述外壁或所述側(cè)壁的邊數(shù)一致，均為3-8塊。

其中，所述主梁的數(shù)量為所述筒壁中所述內(nèi)壁、所述外壁和所述側(cè)壁的數(shù)量之和。

其中，所述頂蓋頂部由所述主梁劃分出的每塊分隔區(qū)塊所設(shè)置環(huán)向和徑向均勻布置的所述次梁，其數(shù)量為2～6根。

其中，所述支撐鋼管與所述筒壁中所述內(nèi)壁的數(shù)量一致，均為3-8根。

其中，單根所述支撐鋼管的中心線與所述過渡段的中心線位于同一平面，且單根所述支撐鋼管的中心線與所述過渡段的中心線夾角為5～25度。

其中，每根所述連接鋼管的仰角為0～25度。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)適用于海床表層具有較深厚度的軟弱層海洋地質(zhì)條件，其結(jié)構(gòu)由下部的多邊形筒型結(jié)構(gòu)和上部的桁架結(jié)構(gòu)組成，通過桁架結(jié)構(gòu)與頂蓋上部主梁和次梁的有效傳力，使得風(fēng)電機(jī)組傳遞下來的巨大彎矩轉(zhuǎn)換為較小的頂蓋壓力和筒壁側(cè)摩阻力，保證多邊形筒型結(jié)構(gòu)的受力分布在整個(gè)頂蓋以及筒壁，避免了傳統(tǒng)筒型基礎(chǔ)只有頂蓋中部提供少量受力的問題，使材料性能得以充分的利用；且多邊形筒型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式也顯著降低了加工難度。另外，整個(gè)結(jié)構(gòu)可在陸上整體預(yù)制，具有自浮能力，安裝時(shí)通過負(fù)壓進(jìn)行快速下沉安裝，因此能夠顯著降縮短海上施工作業(yè)時(shí)間，降低施工成本，推動(dòng)我國(guó)海上風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所提供的多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)的立視圖；

圖2為本實(shí)用新型所提供的多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)的俯視圖。

上述圖中：1、主梁；2、次梁；3、頂蓋；4、筒壁；5、過渡段；6、支撐鋼管；7、連接鋼管。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
、特點(diǎn)及效果，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

實(shí)施例1

本實(shí)施例公開了一種多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)，由下部的多邊形筒型結(jié)構(gòu)和上部的桁架結(jié)構(gòu)組成，整體為鋼結(jié)構(gòu)。

多邊形筒型結(jié)構(gòu)由主梁1、次梁2、頂蓋3和筒壁4組成。

頂蓋3和筒壁4構(gòu)成下部開口的半密封結(jié)構(gòu)，以使多邊形筒型結(jié)構(gòu)能夠通過負(fù)壓下沉的方式進(jìn)行安裝。筒壁4包括相同的多塊內(nèi)壁、相同的多塊外壁和相同的多塊側(cè)壁，內(nèi)壁、外壁和側(cè)壁的數(shù)量一致，一般為3-8塊。多塊內(nèi)壁圍成多邊形結(jié)構(gòu)，多塊外壁平行于多塊內(nèi)壁設(shè)置且圍成多邊形結(jié)構(gòu)，相鄰內(nèi)壁的連接線與其所對(duì)應(yīng)地相鄰?fù)獗诘倪B接線之間通過焊接的方式連接有側(cè)壁。具有多邊形內(nèi)緣和多邊形外緣(與內(nèi)壁、外壁和側(cè)壁的數(shù)量一致)的頂蓋3設(shè)置于筒壁4之上，頂蓋3的內(nèi)緣和外緣分別與筒壁4的內(nèi)壁頂端和外壁頂端通過焊接的方式相連接。由此，多邊形筒型結(jié)構(gòu)包括多個(gè)艙室，每個(gè)艙室為由頂蓋3和四塊筒壁4(一塊內(nèi)壁、一塊外壁以及兩塊側(cè)壁)圍成的橫截面為梯形的、開口向下的半密封空間結(jié)構(gòu)。多邊形筒型結(jié)構(gòu)采用平面鋼板，與普通筒形基礎(chǔ)采用弧形鋼板相比，顯著降低加工難度；而由于風(fēng)電機(jī)組的受力可能來源于多個(gè)方向，正多邊形的多邊形筒型結(jié)構(gòu)更有利于結(jié)構(gòu)受力。

頂蓋3的上表面焊接固定有主梁1和次梁2，主梁1和次梁2主要是將桁架結(jié)構(gòu)傳遞的上部荷載有效傳遞給頂蓋3和筒壁4。主梁1在頂蓋3上部對(duì)應(yīng)于筒壁4的每塊內(nèi)壁、外壁和側(cè)壁上方設(shè)置；可見主梁1在頂蓋3上表面劃分多個(gè)分隔區(qū)塊，每個(gè)分隔區(qū)塊內(nèi)設(shè)置有2～6根次梁2，2～6根次梁2在每個(gè)分隔區(qū)塊內(nèi)沿環(huán)向和徑向均勻布置，次梁2與主梁1以焊接的方式連接。

桁架結(jié)構(gòu)由過渡段5、3-8根支撐鋼管6、連接鋼管7組成，能夠?yàn)樯喜康娘L(fēng)電機(jī)組和下部的多邊形筒型結(jié)構(gòu)之間有效傳力。

過渡段5沿多邊形筒型結(jié)構(gòu)的豎直對(duì)稱中心線設(shè)置于多邊形筒型結(jié)構(gòu)上方。3-8根支撐鋼管6以過渡段5為中心環(huán)形均勻分布，3-8根支撐鋼管6從下到上由外向內(nèi)傾斜設(shè)置，單根支撐鋼管6的中心線與過渡段5的中心線位于同一平面，且單根支撐鋼管6的中心線與過渡段5的中心線夾角為5～25度。每根支撐鋼管6的底端焊接固定于多邊形筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的相鄰主梁1交接處，多邊形筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的主梁1即為在頂蓋3上設(shè)置于筒壁4內(nèi)壁上方位置處的主梁1。每根支撐鋼管6的上部與過渡段5通過上、下兩根連接鋼管7焊接固定，上、下兩根連接鋼管7均為水平設(shè)置；一般地，每根連接鋼管7的仰角在0～25度范圍內(nèi)。

下部的多邊形筒型結(jié)構(gòu)和上部的桁架結(jié)構(gòu)通過主梁1和支撐鋼管6的連接形成一個(gè)穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)，這樣，風(fēng)電機(jī)組傳遞下來的巨大彎矩通過桁架結(jié)構(gòu)和主梁1及次梁2的設(shè)置轉(zhuǎn)換為較小的頂蓋3壓力和較小的筒壁4側(cè)摩阻力，從而使材料性能得以充分利用。

上述多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)的安裝方法，按照如下步驟進(jìn)行：

(1)首先在工廠中制造多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)；

(2)通過自浮將多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)整體拖航到指定安裝地點(diǎn)；

(3)通過抽負(fù)壓下沉，將多邊形筒型結(jié)構(gòu)沉入海床，使其頂蓋與海床面緊密接觸；

(4)多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)安裝完成，后續(xù)可進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組的安裝。

實(shí)施例2

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例公開了一種多邊形海上風(fēng)電筒型基礎(chǔ)，由下部的多邊形筒型結(jié)構(gòu)和上部的桁架結(jié)構(gòu)組成，整體為鋼結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例的多邊形筒型結(jié)構(gòu)由主梁1、次梁2、頂蓋3和筒壁4組成正六邊形筒型結(jié)構(gòu)，其外邊長(zhǎng)18500mm，內(nèi)邊長(zhǎng)為11000mm。筒壁4包括相同的六塊內(nèi)壁、相同的六塊外壁和相同的六塊側(cè)壁。六塊內(nèi)壁和六塊外壁分別圍成六邊形結(jié)構(gòu)，六塊外壁對(duì)應(yīng)于六塊內(nèi)壁平行設(shè)置于其外側(cè)，相鄰內(nèi)壁的連接線與其所對(duì)應(yīng)地相鄰?fù)獗诘倪B接線之間焊接有一塊側(cè)壁。具有正六邊形內(nèi)緣和正六邊形外緣的頂蓋3設(shè)置于筒壁4之上，頂蓋3的內(nèi)緣和外緣分別與筒壁4的內(nèi)壁頂端和外壁頂端焊接。由此，多邊形筒型結(jié)構(gòu)包括六個(gè)艙室，每個(gè)艙室為由頂蓋3和四塊筒壁4(一塊內(nèi)壁、一塊外壁以及兩塊側(cè)壁)圍成的橫截面為梯形的、開口向下的半密封空間結(jié)構(gòu)，筒壁厚度25mm，高度6000m，頂蓋3厚度25mm。頂蓋3的上表面設(shè)置有主梁1和次梁2，主梁1為組合梁，梁高800mm、翼緣板寬度2000mm，厚度45mm，腹板厚度30mm，次梁采用I40a的工字鋼。主梁1在頂蓋3上部對(duì)應(yīng)于筒壁4的每塊內(nèi)壁、外壁和側(cè)壁上方設(shè)置，可見主梁1在頂蓋3上表面劃分多個(gè)分隔區(qū)塊，每個(gè)分隔區(qū)塊內(nèi)設(shè)置有五根次梁2，其中三根次梁2在每個(gè)分隔區(qū)塊內(nèi)沿徑向均勻布置，兩根次梁2在每個(gè)分隔區(qū)塊內(nèi)沿環(huán)向均勻布置。主梁1、次梁2和頂蓋3之間通過焊接連接。

桁架結(jié)構(gòu)由過渡段5、六根支撐鋼管6、十二根連接鋼管7組成。過渡段5為直徑5000mm，壁厚80mm，高度6000mm的鋼管，過渡段5沿多邊形筒型結(jié)構(gòu)的豎直對(duì)稱中心線設(shè)置于多邊形筒型結(jié)構(gòu)上方。六根支撐鋼管6以過渡段5為中心環(huán)形均勻分布，并且從下到上由外向內(nèi)傾斜設(shè)置。支撐鋼管6直徑為2000mm，壁厚45mm，長(zhǎng)度8000mm。單根支撐鋼管6的中心線與過渡段5的中心線位于同一平面，而單根支撐鋼管6的中心線與過渡段5的中心線夾角為10度。每根支撐鋼管6的底端焊接固定于多邊形筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的相鄰主梁1交接處，多邊形筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的主梁1即為在頂蓋3上設(shè)置于筒壁4內(nèi)壁上方位置處的主梁1。每根支撐鋼管6的上部與過渡段5通過上、下兩根水平設(shè)置的連接鋼管7焊接固定，連接鋼管7直徑為1500mm，壁厚45mm，長(zhǎng)度根據(jù)焊接位置需求設(shè)定。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。