專利名稱：一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海上風(fēng)電基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，更加具體地說(shuō)，涉及將多個(gè)筒形基礎(chǔ)與單樁組合在一起的一種海上風(fēng)電基礎(chǔ)型式。
背景技術(shù)：
在海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是重中之重，主要有以下三方面特點(diǎn):一是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的成本占總造價(jià)的比例較高；二是結(jié)構(gòu)型式多樣(高低樁承臺(tái)，多樁導(dǎo)管架，單樁等)；三是所處環(huán)境復(fù)雜(風(fēng)浪流等動(dòng)力循環(huán)荷載作用)。單樁基礎(chǔ)通常由單根大直徑鋼管構(gòu)成，下部深入土中，提供承載力；中部浸于水中承受波浪海流潮汐等長(zhǎng)期循環(huán)作用；上部通過(guò)連接段與風(fēng)機(jī)塔筒相連。單樁基礎(chǔ)是樁承基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的一種形式，也是目前歐洲海上風(fēng)電場(chǎng)的主導(dǎo)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。隨著海上風(fēng)電規(guī)模化的開(kāi)發(fā)，風(fēng)力機(jī)組單機(jī)容量越來(lái)越大，5MW甚至更大的機(jī)組都已研發(fā)成功。如采用單樁型式，樁的直徑和壁厚將會(huì)顯著增加，既增加了成本，也增加了施工難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提出一種由單樁和筒形基礎(chǔ)通過(guò)連接鋼管組合而成的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該基礎(chǔ)形式能有效地解決上述問(wèn)題，同時(shí)設(shè)計(jì)、施工難度低，施工周期短。本發(fā)明的技術(shù)目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種由單樁 和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)、單樁和連接鋼管組成，其中所述筒形基礎(chǔ)均勻分布在以單樁為圓心的圓周上，所述筒形基礎(chǔ)之間和筒形基礎(chǔ)與單樁之間通過(guò)連接鋼管進(jìn)行相連，所述單樁頂部通過(guò)法蘭盤(pán)與風(fēng)力機(jī)塔筒連接。所述單樁選擇單管鋼樁，直徑2-10m，長(zhǎng)40_80m。所述筒形基礎(chǔ)為設(shè)有密封頂蓋的鋼制筒，并設(shè)置在海床之中，直徑1.5-8m，數(shù)量設(shè)置3—12個(gè)，優(yōu)選6—10個(gè)，輻射狀均勻分布于單樁四周。所述筒形基礎(chǔ)與單樁之間的連接鋼管與單樁的夾角在30 60°，優(yōu)選40 50。。所述連接鋼管通過(guò)焊接分別與筒形基礎(chǔ)和單樁相連。本發(fā)明技術(shù)方案給出了由單樁和筒形基礎(chǔ)通過(guò)連接鋼管組合而成的新型的基礎(chǔ)型式，通過(guò)筒形基礎(chǔ)和連接鋼管充分發(fā)揮地表淺層土的抗力，增強(qiáng)單樁結(jié)構(gòu)的抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，從而到達(dá)減少單樁直徑和厚度的目的。筒形基礎(chǔ)放射狀的分布在地基之上，與地基的接觸范圍較大。通過(guò)連接鋼管在單樁近地表范圍內(nèi)設(shè)置穩(wěn)定的筒形基礎(chǔ)，可使淺層土的抗力得到充分發(fā)揮，由此對(duì)樁身位移彎矩等進(jìn)行控制，提高基樁的水平承載性能，降低基樁在動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。在下沉過(guò)程中，筒形基礎(chǔ)可通過(guò)負(fù)壓下沉，施工方便。同時(shí)，此類(lèi)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的連接系統(tǒng)可根據(jù)不同海域環(huán)境與單機(jī)容量做適當(dāng)調(diào)整，顯示了此類(lèi)基礎(chǔ)對(duì)不同海域和不同單機(jī)容量的良好適應(yīng)性，尤其是針對(duì)大型機(jī)組，優(yōu)勢(shì)更明顯。


圖1是本發(fā)明的由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)剖面圖。圖2是本發(fā)明的由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)俯視圖。其中1為單樁；2為筒形基礎(chǔ)；3為連接鋼管；4為法蘭盤(pán)；5為風(fēng)力機(jī)塔筒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如附圖1一2所示，一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):主要包括單管鋼樁、多個(gè)筒基和連接鋼管。所述筒形基礎(chǔ)均勻分布在以單樁為圓心的圓周上，所述筒形基礎(chǔ)之間和筒形基礎(chǔ)與單樁之間通過(guò)連接鋼管進(jìn)行相連，所述單樁頂部通過(guò)法蘭盤(pán)與風(fēng)力機(jī)塔筒連接。連接鋼管與筒形基礎(chǔ)數(shù)目相同，為3個(gè)。所述筒形基礎(chǔ)與單樁之間的連接鋼管與單樁的夾角在30 60°，優(yōu)選40 50°。所述連接鋼管通過(guò)焊接分別與筒形基礎(chǔ)和單樁相連。所述單樁選擇單管鋼樁，直徑2-10m，長(zhǎng)40-80m，優(yōu)選直徑4.5m,長(zhǎng)60m。所述筒形基礎(chǔ)為設(shè)有密封頂蓋的鋼制筒，并設(shè)置在海床之中，直徑1.5-8m，優(yōu)選直徑3m，數(shù)量上還可以設(shè)置3—12個(gè)，優(yōu)選6—10個(gè)，輻射狀均勻分布于單樁四周。具體施工過(guò)程中，·首先預(yù)制單樁與筒形基礎(chǔ)；然后將預(yù)制好的單樁先沉貫至設(shè)計(jì)深度；再將筒形基礎(chǔ)運(yùn)輸至安裝位置，通過(guò)負(fù)壓將其沉入海床；接著采用焊接方式將連接鋼管與筒形基礎(chǔ)和單粧連接在一起；最后安裝風(fēng)力機(jī)塔筒。以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)、單樁和連接鋼管組成，其特征在于，其中所述筒形基礎(chǔ)均勻分布在以單樁為圓心的圓周上，所述筒形基礎(chǔ)之間和筒形基礎(chǔ)與單樁之間通過(guò)連接鋼管進(jìn)行相連，所述單樁頂部通過(guò)法蘭盤(pán)與風(fēng)力機(jī)塔筒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述筒形基礎(chǔ)與單樁之間的連接鋼管與單樁的夾角在30 60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述筒形基礎(chǔ)與單樁之間的連接鋼管與單樁的夾角優(yōu)選40 50°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述連接鋼管通過(guò)焊接分別與筒形基礎(chǔ)和單樁相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述單樁選擇單管鋼樁，直徑2-10m，長(zhǎng)40-80m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述單樁選擇單管鋼樁，直徑4.5m，長(zhǎng)60m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述筒形基礎(chǔ)為設(shè)有密封頂蓋的鋼制筒，并設(shè)置在海床之中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述筒形基礎(chǔ)直徑1.5-8m，數(shù)量設(shè)置3 —12個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述筒形基礎(chǔ)優(yōu)選直徑3m， 數(shù)量?jī)?yōu)選6 —10個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種由單樁和筒形基礎(chǔ)組合的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，筒形基礎(chǔ)均勻分布在以單樁為圓心的圓周上；單樁為鋼管樁；連接鋼管通過(guò)焊接將筒形基礎(chǔ)之間、筒形基礎(chǔ)與單樁之間進(jìn)行連接，單樁頂部通過(guò)法蘭盤(pán)與風(fēng)力機(jī)塔筒連接。本發(fā)明技術(shù)方案給出了由單樁和筒形基礎(chǔ)通過(guò)連接鋼管組合而成的新型的基礎(chǔ)型式，通過(guò)筒形基礎(chǔ)和連接鋼管充分發(fā)揮地表淺層土的抗力，增強(qiáng)單樁結(jié)構(gòu)的抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，從而到達(dá)減少單樁直徑和厚度的目的。
文檔編號(hào)E02D5/80GK103225314SQ20131017347
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月11日
發(fā)明者王海軍, 奚泉, 練繼建 申請(qǐng)人:天津大學(xué)