技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及海上風(fēng)電工程技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ)及其施工方法。
背景技術(shù):
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海上風(fēng)電作為一種綠色清潔能源,由于其資源豐富、風(fēng)速穩(wěn)定、對環(huán)境的負(fù)面影響較少、視覺干擾小、可大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)勢,一直受到各國的青睞。海上風(fēng)電場的基礎(chǔ)類型主要有:重力式基礎(chǔ)、單樁基礎(chǔ)、三腳架式基礎(chǔ)、導(dǎo)管架式基礎(chǔ)、多樁式基礎(chǔ)等,其中單樁基礎(chǔ)是應(yīng)用最多的基礎(chǔ)形式。歐洲海上風(fēng)電工程的近2000臺基礎(chǔ)中,有70%為單樁基礎(chǔ)。
海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)具有制造簡單、不需整理海床的特點(diǎn),該類基礎(chǔ)由焊接鋼管組成,樁和塔架之間可以是法蘭連接,也可以是通過轉(zhuǎn)換平臺調(diào)平后再連接,通過塔筒和鋼樁傳遞風(fēng)機(jī)荷載。樁的直徑根據(jù)負(fù)荷的大小而定,一般為3~5m,壁厚約為樁直徑的1%。在我國江蘇的如東潮間帶風(fēng)電場工程的海上樁基礎(chǔ)采用了質(zhì)量285t、直徑5m、高度42m的單樁鋼管樁基礎(chǔ),完成鋼管樁加工后,將其運(yùn)至碼頭上用600t起重船裝上2000t駁船,運(yùn)至風(fēng)電場場址,根據(jù)潮間帶的水文情況,需要在高潮位時趕潮運(yùn)至風(fēng)場。
可見,傳統(tǒng)的單樁基礎(chǔ)具有直徑大、長度大、重量大的特點(diǎn),需要大型起重與運(yùn)輸設(shè)備,施工難度大。而海上大型起重與運(yùn)輸設(shè)備資源非常有限,且潮間帶水位無法供大型施工船進(jìn)入,使得單樁基礎(chǔ)的施工受到諸多因素的限制,施工效率較低。
一般地,上部風(fēng)機(jī)的豎向荷載由單樁基礎(chǔ)與土體之間的摩擦力承擔(dān),故單樁基礎(chǔ)需要足夠的長度;風(fēng)機(jī)的水平荷載由單樁基礎(chǔ)與海床土體共同提供的強(qiáng)度與剛度控制,故單樁基礎(chǔ)需要足夠的截面積與直徑。較大的豎向荷載、水平荷載、彎矩的組合作用下,傳統(tǒng)單樁基礎(chǔ)的直徑、長度取值需較大才能滿足要求。
若能改變樁基礎(chǔ)的受力途徑,使上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載由海床土體直接承擔(dān),而水平荷載與彎矩由多個樁基礎(chǔ)組合在一起共同承擔(dān),則可以大大減少單個樁基礎(chǔ)的直徑與長度尺寸,進(jìn)而降低其總重量,方便海上施工。
可見,有必要探討海上風(fēng)電工程中簡單、實(shí)用的鋼樁基礎(chǔ)及其施工方法,促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的革新與進(jìn)步。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問題的不足,本發(fā)明的目的是提供一種海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ)及其施工方法,其豎向荷載由海床土體直接承擔(dān),而水平荷載由品字形分布的三根鋼樁與海床共同承擔(dān),單個構(gòu)件重量小、施工方便,為海上風(fēng)電工程的樁基礎(chǔ)提供一種新構(gòu)型。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,包括三根打入指定海域的、呈品字形分布的鋼樁,三根鋼樁上套入固定架并沉入海底,每根鋼樁上依次套入托板、樁外套筒,托板沉入海中壓在固定架上,樁外套筒由一個套筒底部節(jié)、多個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、一個套筒頂部節(jié)依次連接構(gòu)成,樁外套筒的套筒底部節(jié)壓在托板上,樁外套筒的套筒頂部節(jié)上端連接有風(fēng)機(jī)塔筒。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的固定架包括分布在鋼板上與三根鋼樁位置相對應(yīng)的三個限位套筒一,限位套筒一上端面與三角形鋼板上端面平齊,相鄰兩個限位套筒一外壁與鋼板下端面之間設(shè)有肋板。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的套筒底部節(jié)由鋼管外均勻、對稱的焊接六個條形板構(gòu)成,整體呈軸對稱狀態(tài),鋼管頂部焊接有法蘭盤,法蘭盤上均勻設(shè)有螺栓孔,鋼管底部焊接有擴(kuò)展盤,任意兩個相鄰條形板中部相對應(yīng)位置留設(shè)一對條形螺栓孔。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)由鋼管外均勻、對稱的焊接六個條形板構(gòu)成,整體呈軸對稱狀態(tài),套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的兩端焊接有法蘭盤,法蘭盤上均勻設(shè)有螺栓孔,任意兩個相鄰條形板中部相對應(yīng)位置留設(shè)一對條形螺栓孔。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的三根鋼樁上等高度處相鄰套筒底部節(jié)外壁條形板之間、相鄰套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外壁條形板之間連接有連接板。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的套筒頂部節(jié)包括與三根鋼樁位置相對應(yīng)的三個限位套筒二,相鄰兩個限位套筒二外壁對應(yīng)位置焊接鋼板連接,整體呈軸對稱狀態(tài),每個限位套筒二底部焊接有法蘭盤,法蘭盤上均勻設(shè)有螺栓孔,三個限位套筒二之間的鋼板頂部焊接有連接風(fēng)機(jī)塔筒的基礎(chǔ)環(huán)。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的套筒底部節(jié)、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的鋼管與套筒頂部節(jié)上限位套筒二的橫截面尺寸完全相同,其中空內(nèi)徑大于鋼樁的外徑1~2cm;套筒底部節(jié)、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套筒頂部節(jié)可基于法蘭盤上的螺栓孔用螺栓進(jìn)行相互固定與連接。
所述的海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),其特征在于,所述的固定架上的限位套筒一與套筒頂部節(jié)上限位套筒二的橫截面尺寸相同,兩者僅長度不同。
一種海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ)的施工方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)、設(shè)計與制作品字形鋼樁基礎(chǔ):
根據(jù)海水深度、海床地質(zhì)條件、風(fēng)機(jī)荷載組合等參數(shù),設(shè)計相應(yīng)鋼樁、套筒底部節(jié)、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套筒頂部節(jié)、固定架、連接板的規(guī)格與尺寸,并焊接與制作相應(yīng)構(gòu)件。
2)、打入鋼樁:
在設(shè)計指定的海域打入品字形分布的三根鋼樁,并使各鋼樁的鉛垂度、入土深度等滿足要求;
3)、套入固定架:
使固定架平整的一面朝上,基于固定架上的三個限位套筒一套住三根鋼樁,使固定架沿著鋼樁滑入海中并接觸海床;
4)、套入托板:
基于托板中部的孔洞套住鋼樁,使托板沿著鋼樁滑入海中并壓在固定架上;
5)、套入樁外套筒:
根據(jù)設(shè)計方案,用連接板與螺栓基于條形螺栓孔把三個套筒底部節(jié)兩兩相連組裝成品字形對稱結(jié)構(gòu),同理把三個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)兩兩相連組裝成品字形對稱結(jié)構(gòu),再基于法蘭盤上的螺栓孔用螺栓把各品字形構(gòu)件相互固定與連接,形成套筒底部節(jié)在底部、套筒頂部節(jié)在頂部、中間連接多個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的樁外套筒;起吊樁外套筒,把套筒的三個鋼管套住相應(yīng)的三根鋼樁,使樁外套筒沿著鋼樁滑入海中壓在托板上;
6)、連接風(fēng)機(jī)塔筒:
起吊風(fēng)機(jī)塔筒,通過螺栓使其與套筒頂部節(jié)的基礎(chǔ)環(huán)相互固定與連接,進(jìn)而完成上部風(fēng)機(jī)的其它安裝工作。
本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明上部風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的豎向荷載通過樁外套筒直接傳遞給海床土體,鋼樁不承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載,鋼樁與海床土體共同承擔(dān)水平荷載與彎矩等。豎向荷載與水平荷載的分離,使得鋼樁的直徑與長度可大大減小,樁體重量大大減小,進(jìn)而降低了施工難度;
2、本發(fā)明各構(gòu)件通過螺栓連接形成整體,各單個構(gòu)件重量相對較小,無需大型起吊與運(yùn)輸設(shè)備,降低施工成本,并方便潮間帶風(fēng)電工程的施工作業(yè);
3、本發(fā)明固定架及托板的作用是把上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載傳遞、擴(kuò)散至更大的海床面積上去,進(jìn)而減小海床土體的沉降;由于樁外套筒與鋼樁兩者是分離的,即使樁外套筒發(fā)生一定數(shù)值的工后沉降,只要對工后沉降有足夠的預(yù)估且樁外套筒有足夠的長度適應(yīng)下沉需要,則工后沉降對鋼樁無影響,對風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行也無影響;
4、本發(fā)明三根鋼樁呈品字形分布,通過固定架與樁外套筒組裝后的整體抗彎剛度大,能承受較大的水平荷載與彎矩,能滿足與適應(yīng)復(fù)雜海況條件下風(fēng)機(jī)水平荷載較大的工作環(huán)境。
附圖說明:
圖1本發(fā)明的套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明的套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)橫截面剖面圖。
圖3本發(fā)明的套筒底部節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4本發(fā)明的連接板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5本發(fā)明的固定架俯視圖。
圖6本發(fā)明的固定架仰視圖。
圖7本發(fā)明的套筒頂部節(jié)俯視圖。
圖8本發(fā)明的套筒頂部節(jié)仰視圖。
圖9本發(fā)明的套筒之間三角形連接示意圖。
圖10本發(fā)明的套筒底部節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接示意圖。
圖11本發(fā)明的套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與頂部節(jié)連接示意圖。
圖12本發(fā)明的套筒頂部節(jié)與風(fēng)機(jī)塔筒連接示意圖。
圖13本發(fā)明的施工品字形鋼樁示意圖。
圖14本發(fā)明的固定架套入鋼樁示意圖。
圖15本發(fā)明的托板套入鋼樁示意圖。
圖16本發(fā)明的套筒套入鋼樁示意圖。
圖17本發(fā)明的連接風(fēng)機(jī)塔筒示意圖。
圖18本發(fā)明的鋼樁基礎(chǔ)主視圖。
圖19本發(fā)明鋼樁外的套筒發(fā)生工后沉降示意圖。
附圖標(biāo)記說明:1、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié);2、條形板;3、法蘭盤;4、螺栓孔;5、條形螺栓孔;6、套筒底部節(jié);7、擴(kuò)展盤;8、連接板;9、固定架;10、限位套筒一;11、肋板;12、套筒頂部節(jié);13、基礎(chǔ)環(huán);14、限位套筒二;15、風(fēng)機(jī)塔筒;16、鋼樁;17、托板;a、海平面;b、海床面;c、工后沉降。
具體實(shí)施方式:
參見附圖:
一種海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ),包括三根品字形分布的鋼樁16與樁外套筒,樁外套筒由一個套筒底部節(jié)6、多個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1、一個套筒頂部節(jié)12基于連接板8與螺栓相互連接而成,組裝后品字形的樁外套筒套住三根鋼樁16沉入海底壓在托板17與固定架9上,托板17為圓形鋼板,圓形鋼板內(nèi)孔與鋼樁16外壁相匹配,風(fēng)機(jī)塔筒15連接在套筒頂部節(jié)12上,風(fēng)機(jī)的重力基于樁外套筒直接傳遞給海床,風(fēng)機(jī)受到的水平荷載與彎矩由三根鋼樁16與海床土體共同承擔(dān),由此構(gòu)成風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ)。
套筒底部節(jié)6由鋼管外均勻、對稱的焊接六個條形板2而成,整體呈軸對稱狀態(tài),套筒底部節(jié)6的頂部焊接有法蘭盤3,法蘭盤3上均勻設(shè)有螺栓孔4,套筒底部節(jié)6的底部焊接有擴(kuò)展盤7,任意兩個相鄰條形板2的中部留設(shè)一對條形螺栓孔5,如圖3所示。套筒底部節(jié)6上的擴(kuò)展盤7可以把上部荷載擴(kuò)散至更大的面積上去,故擴(kuò)展盤7的面積較大。
套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1由鋼管外均勻、對稱的焊接六個條形板2而成,整體呈軸對稱狀態(tài),套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1的兩端焊接有法蘭盤3,法蘭盤3上均勻設(shè)有螺栓孔4,任意兩個相鄰條形板2的中部留設(shè)一對條形螺栓孔5,如圖1與圖2所示:套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1整體呈軸對稱狀態(tài),也呈上下對稱狀態(tài),兩側(cè)的法蘭盤3無方向性區(qū)別。
套筒底部節(jié)6與套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1上的六個條形板2呈對稱分布,即相鄰兩個條形板2之間的夾角為60o。套筒底部節(jié)6與套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1的橫截面剖面圖均為圖2;套筒底部節(jié)6與套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1的區(qū)別僅在于:套筒底部節(jié)6的一端為擴(kuò)展盤7,而不是法蘭盤3。
套筒底部節(jié)6與套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1上六個條形板2中任選相鄰的兩個條形板2,在其中部開設(shè)一對條形螺栓孔5,供安裝連接板8使用;連接板8為一條形鋼板,其兩端設(shè)有耳板,耳板上開設(shè)一對條形螺栓孔5;套筒底部節(jié)6與套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1上的條形螺栓孔5與連接板8的條形螺栓孔5完全相同,兩者通過螺栓實(shí)現(xiàn)相互固定與連接。即三個套筒底部節(jié)6或三個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1可通過連接板8相互組裝形成品字形結(jié)構(gòu),如圖9與圖10所示。
套筒頂部節(jié)12由三個品字形分布的限位套筒二14上均勻、對稱的焊接桁架狀條形鋼板而成,整體呈軸對稱狀態(tài),套筒頂部節(jié)12的底部焊接有法蘭盤3,法蘭盤3上均勻設(shè)有螺栓孔4,套筒頂部節(jié)12的頂部焊接有基礎(chǔ)環(huán)13,供連接風(fēng)機(jī)塔筒15使用,如圖7與圖8所示。
套筒底部節(jié)6、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1上的鋼管與套筒頂部節(jié)12上限位套筒二14的橫截面尺寸完全相同,其中空內(nèi)徑大于鋼樁16的外徑1~2cm。各套筒可基于法蘭盤3上的螺栓孔4用螺栓進(jìn)行相互固定與連接,如圖9~圖11所示。
套筒底部節(jié)6、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1、套筒頂部節(jié)12三者的長度可以相同,也可以不相同,三者的長度可根據(jù)構(gòu)件的合理重量進(jìn)行設(shè)計,各構(gòu)件的長度可取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。通常風(fēng)機(jī)工程中根據(jù)海水深度需要多個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1進(jìn)行續(xù)接,其可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化制作。各套筒鋼管的內(nèi)徑大于鋼樁16的外徑1~2cm,是為了使樁外套筒能夠套在鋼樁16上順利的滑入海床。為了減少相互摩擦,甚至可以在樁外套筒的內(nèi)壁及鋼樁16的外壁上涂抹潤滑劑。
固定架9由三個品字形分布的限位套筒一10上均勻、對稱的焊接鋼板而成,限位套筒一10基于肋板11與鋼板底部焊接連接,固定架9的頂部呈平面狀,如圖5與圖6所示。固定架9上的限位套筒一10與套筒頂部節(jié)12上限位套筒二14的橫截面尺寸完全相同,兩者僅長度不相同。
固定架9上三個限位套筒一10之間的中心距與三根鋼樁16之間的中心距完全相同,故只要三根鋼樁16施工定位精確,固定架9能套住三根鋼樁16滑入海床。當(dāng)然,三個套筒底部節(jié)6或三個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1通過連接板8組裝形成品字形結(jié)構(gòu)后,各套筒上鋼管之間的中心距與三根鋼樁16之間的中心距也完全相同,故樁外套筒能套住三根鋼樁16滑入海床。
固定架9與樁外套筒套入三根鋼樁16后,相互形成整體,抗彎剛度大,抗傾覆能力強(qiáng),能抵抗較大的水平荷載與彎矩,能承擔(dān)復(fù)雜海況條件下海上風(fēng)機(jī)的受力情況。
托板17的作用是把上部風(fēng)機(jī)的豎向荷載傳遞、擴(kuò)散至更大的海床土體中去。固定架9基于限位套筒一10套住鋼樁16后,固定架9的頂面呈水平狀態(tài),故壓在固定架9上的托板17也呈水平狀態(tài),且固定架9與托板17只能沿著鋼樁16發(fā)生向下的豎向沉降。固定架9與三個托板17共同占據(jù)的輪廓面積范圍內(nèi)的海床土體均受到上部豎向荷載的直接作用。
可根據(jù)荷載組合及海床地質(zhì)條件設(shè)計相應(yīng)托板17的尺寸。當(dāng)托板17的尺寸足夠大時,風(fēng)機(jī)豎向荷載作用在托板17與固定架9上使海床產(chǎn)生的沉降在可接受范圍內(nèi),通過設(shè)計相應(yīng)樁外套筒的長度使其滿足、適應(yīng)沉降需要,即樁外套筒發(fā)生足夠的工后沉降后,其基礎(chǔ)高度仍能滿足風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行需要,如圖19所示。
當(dāng)然,設(shè)計托板17時,應(yīng)確保三個托板17不能相互交疊、沖突。為了需要,也可把托板17設(shè)計成不規(guī)則形狀,使其不相互交疊,又具有足夠大的面積。
鋼樁16對固定架9與托板17具有定位、水平約束的作用,確保樁外套筒處于鉛垂?fàn)顟B(tài),從而維護(hù)上部風(fēng)機(jī)的正常姿態(tài)。故鋼樁16應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度,能維持樁外套筒的鉛垂特性。
套筒底部節(jié)6、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1、套筒頂部節(jié)12、固定架9均由鋼材焊接而成,各構(gòu)件、焊縫及整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度應(yīng)滿足復(fù)雜工況下組合荷載的作用需求而不發(fā)生屈服,各構(gòu)件應(yīng)滿足應(yīng)力集中需要而不發(fā)生超過規(guī)范允許的過大變形。
一種海上風(fēng)電工程的品字形鋼樁基礎(chǔ)的施工方法,詳細(xì)描述如下:
1)、設(shè)計與制作品字形鋼樁基礎(chǔ):
根據(jù)海水深度、海床地質(zhì)條件、風(fēng)機(jī)荷載組合等參數(shù),設(shè)計相應(yīng)鋼樁16、套筒底部節(jié)6、套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1、套筒頂部節(jié)12、固定架9、連接板8的規(guī)格與尺寸,并焊接與制作相應(yīng)構(gòu)件。
所設(shè)計托板17的直徑應(yīng)滿足應(yīng)力擴(kuò)散的需要,樁外套筒的長度應(yīng)能適應(yīng)工后沉降的需要,鋼樁16應(yīng)能抵抗水平荷載與彎矩而不發(fā)生側(cè)移與傾斜,各構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)能承受復(fù)雜工況下組合荷載的作用而不發(fā)生屈曲與變形。
2)、打入鋼樁16:
在設(shè)計指定的海域打入品字形分布的三根鋼樁16,并使各鋼樁的鉛垂度、入土深度等滿足要求,如圖13所示。
鋼樁16雖然不承擔(dān)豎向荷載,但樁外套筒的穩(wěn)定性靠其維持,鋼樁16的姿態(tài)決定了上部風(fēng)機(jī)的姿態(tài)。故鋼樁16應(yīng)有足夠的入土深度、強(qiáng)度與剛度,在荷載組合作用下其仍能保持鉛垂?fàn)顟B(tài)。
3)、套入固定架9:
使固定架9平整的一面朝上,基于固定架9上的三個限位套筒一10套住三根鋼樁16,使固定架9沿著鋼樁16滑入海中并接觸海床,如圖14所示。
由于鋼樁16對固定架9的定位與限制作用,使得固定架9與海床面呈水平狀接觸,在后續(xù)樁外套筒豎向荷載的作用下其將與海床土體進(jìn)一步緊密接觸。固定架9只能沿著鋼樁16發(fā)生豎向沉降。
4)、套入托板17:
基于托板17中部的孔洞套住鋼樁16,使托板17沿著鋼樁16滑入海中并壓在固定架9上,如圖15所示。
5)、套入樁外套筒:
根據(jù)設(shè)計方案,用連接板8與螺栓基于條形螺栓孔5把三個套筒底部節(jié)6兩兩相連組裝成品字形對稱結(jié)構(gòu),同理把三個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1兩兩相連組裝成品字形對稱結(jié)構(gòu),再基于法蘭盤3上的螺栓孔4用螺栓把各品字形構(gòu)件相互固定與連接,形成套筒底部節(jié)6在底部、套筒頂部節(jié)12在頂部、中間連接多個套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1的樁外套筒。起吊樁外套筒,把套筒的三個鋼管套住相應(yīng)的三根鋼樁16,使樁外套筒沿著鋼樁16滑入海中壓在托板17上,如圖16所示。
施工過程中,可根據(jù)起吊設(shè)備的參數(shù)靈活進(jìn)行各構(gòu)件的組裝??砂讯鄠€套筒在船上用螺栓連接后形成的分段套筒起吊套入鋼樁16,再在水中實(shí)現(xiàn)多個分段套筒之間的組裝與連接。
由于樁外套筒的鋼管內(nèi)徑略大于鋼樁16的外徑,故樁外套筒在自重的作用下沿著鋼樁16呈鉛垂?fàn)顟B(tài)的下沉,最終壓在托板17與固定架9上。
6)、連接風(fēng)機(jī)塔筒15:
起吊風(fēng)機(jī)塔筒15,通過螺栓使其與套筒頂部節(jié)12的基礎(chǔ)環(huán)13相互固定與連接,進(jìn)而完成上部風(fēng)機(jī)的其它安裝工作,如圖17所示。
在風(fēng)機(jī)重力作用下,樁外套筒沿著鋼樁16發(fā)生豎向沉降,只要樁外套筒的長度足夠大,能滿足、適應(yīng)海床土體工后沉降的需要,就能維持風(fēng)機(jī)塔筒的足夠高度,確保風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。
本發(fā)明所提的海上風(fēng)電工程新型鋼樁基礎(chǔ),上部風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的豎向荷載通過樁外套筒直接傳遞給海床土體,鋼樁不承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載,三個品字形鋼樁與海床土體共同承擔(dān)水平荷載與彎矩等,能承受較大的水平荷載與彎矩,能滿足與適應(yīng)復(fù)雜海況條件下風(fēng)機(jī)水平荷載較大的工作環(huán)境。豎向荷載與水平荷載的分離,使得鋼樁的直徑與長度可大大減小,樁體重量大大減小,進(jìn)而降低了施工難度。各構(gòu)件通過螺栓連接形成整體,各單個構(gòu)件重量相對較小,無需大型起吊與運(yùn)輸設(shè)備,降低施工成本,特別是方便在潮間帶進(jìn)行風(fēng)電工程施工作業(yè)。只要設(shè)計得當(dāng),樁外套筒的工后沉降對鋼樁無影響,對風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行也無影響。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式,根據(jù)上述內(nèi)容,按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段,在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下,本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。