一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的制作方法
【專利摘要】一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)部分和導(dǎo)管架部分組成，筒形基礎(chǔ)部分包括圓筒形鋼壁、混凝土蓋板、預(yù)應(yīng)力梁和連系梁，混凝土蓋板、預(yù)應(yīng)力梁、連系梁澆筑連接為整體；導(dǎo)管架部分包括鋼腿柱、鋼支撐管、連接筒和法蘭，鋼腿柱與連接筒之間分別通過鋼支撐管焊接固定；四根鋼腿柱固定于混凝土蓋板的連系梁4中部；連接筒通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的導(dǎo)管架-筒形復(fù)合結(jié)構(gòu)采用頂板承載模式，可顯著的提高整個(gè)基礎(chǔ)的抵抗彎矩的能力，降低對地基承載力的要求；采用負(fù)壓下沉安放，施工速度快；整個(gè)結(jié)構(gòu)岸邊整體預(yù)制和拼裝，海上整體浮運(yùn)，海上負(fù)壓下沉安裝，施工方便，效率高，成本低。
【專利說明】一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，特別是一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為綠色清潔可再生能源已受到各國能源開發(fā)者的青睞，海上風(fēng)電更在風(fēng)能工程中占據(jù)著很重要的位置。海上環(huán)境復(fù)雜多變，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性與適應(yīng)性是制約海上風(fēng)電開發(fā)的關(guān)鍵因素。在海上風(fēng)電場的建設(shè)中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是重中之重。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。
[0003]導(dǎo)管架風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)是海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的一種重要的基礎(chǔ)形式，該基礎(chǔ)形式在深海采油平臺的建設(shè)中已經(jīng)成熟應(yīng)用，該類型基礎(chǔ)可適用于水深超過30m的近海風(fēng)電場。復(fù)合筒型基礎(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，這對海上施工窗口期短的風(fēng)電場具有非常大的吸引力。傳統(tǒng)的導(dǎo)管架基礎(chǔ)涉及到海上沉樁，施工周期較長。復(fù)合筒型基礎(chǔ)過渡段為混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)大噸位的預(yù)應(yīng)力筋，在海洋環(huán)境下如何確保其結(jié)構(gòu)耐久性是一個(gè)難題。為了避免這兩種基礎(chǔ)的不足，提出一種復(fù)合式導(dǎo)管架基礎(chǔ)，將兩種基礎(chǔ)的優(yōu)勢結(jié)合在一起，以期實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電基礎(chǔ)的高效、安全建造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在針對上述存在問題，提供一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，該海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)將復(fù)合筒型基礎(chǔ)與導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)合起來，充分發(fā)揮兩者各自的優(yōu)點(diǎn):采用負(fù)壓快速沉放施工，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)快速安裝；利用導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)的過渡段，提高在復(fù)雜海況下的耐久性；風(fēng)電場設(shè)計(jì)壽命到達(dá)時(shí)，利用沉放的逆向工序，可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的快速拔出并移除，實(shí)現(xiàn)海上工程的“零殘余”。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)部分和導(dǎo)管架部分組成，筒形基礎(chǔ)部分包括圓筒形鋼壁、混凝土蓋板、預(yù)應(yīng)力梁和連系梁，混凝土蓋板設(shè)置于圓筒型鋼壁頂部，圓筒形鋼壁嵌入混凝土蓋板中，預(yù)應(yīng)力梁設(shè)置于混凝土蓋板上，預(yù)應(yīng)力梁徑向均勻布置3-8根，連系梁設(shè)置于兩根預(yù)應(yīng)力梁之間且環(huán)向均勻布置，混凝土蓋板、預(yù)應(yīng)力梁、連系梁澆筑連接為整體；導(dǎo)管架部分包括鋼腿柱、鋼支撐管、連接筒和法蘭，四根鋼腿柱垂直或斜向均勻設(shè)置，鋼腿柱與垂直中心線的夾角為0-30°，兩根鋼腿柱之間、鋼腿柱與連接筒之間分別通過鋼支撐管焊接固定，四根鋼腿柱頂部中心設(shè)有連接筒并通過鋼支撐管焊接固定；四根鋼腿柱固定于混凝土蓋板的連系梁中部；連接筒通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒連接。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
該海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用導(dǎo)管架-筒形復(fù)合結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的軸向荷載由復(fù)合筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承擔(dān)并傳遞給地基，風(fēng)浪流等環(huán)境荷載產(chǎn)生的水平荷載和彎矩由導(dǎo)管架和復(fù)合筒結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)，由于導(dǎo)管架-筒形復(fù)合結(jié)構(gòu)采用頂板承載模式，可顯著的提高整個(gè)基礎(chǔ)的抵抗彎矩的能力，從而可降低對地基承載力的要求；復(fù)合筒采用負(fù)壓下沉安放，施工速度快；海水中及浪濺區(qū)采用導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)，可確保結(jié)構(gòu)的耐久性；整個(gè)結(jié)構(gòu)岸邊整體預(yù)制和拼裝，海上整體浮運(yùn)，海上負(fù)壓下沉安裝，施工方便，效率高，成本低；風(fēng)電場設(shè)計(jì)壽命到達(dá)時(shí)，利用沉放的逆向工序，可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的快速拔出并移除，實(shí)現(xiàn)海上工程的“零殘余”。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1該海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)王視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0008]圖2該海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)俯視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0009]圖中:1.圓筒形鋼壁 2.混凝土蓋板 3.預(yù)應(yīng)力梁 4.連系梁
5.鋼腿柱 6.鋼支撐管 7.連接筒 8.法蘭 9.風(fēng)機(jī)塔筒。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例:
一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，由筒形基礎(chǔ)部分和導(dǎo)管架部分組成，筒形基礎(chǔ)部分包括圓筒形鋼壁1、混凝土蓋板2、預(yù)應(yīng)力梁3和連系梁4，混凝土蓋板2設(shè)置于圓筒型鋼壁I頂部，圓筒型鋼壁I嵌入混凝土蓋板2中，預(yù)應(yīng)力梁3設(shè)置于混凝土蓋板2上，預(yù)應(yīng)力梁3徑向均勻布置4根，連系梁4設(shè)置于兩根預(yù)應(yīng)力梁3之間且環(huán)向均勻布置，混凝土蓋板2、預(yù)應(yīng)力梁3、連系梁4澆筑連接為整體；導(dǎo)管架部分包括鋼腿柱5、鋼支撐管6、連接筒7和法蘭8，四根鋼腿柱5垂直或斜向均勻設(shè)置，鋼腿柱5與垂直中心線的夾角為
0-30°，兩根鋼腿柱5之間、鋼腿柱5與連接筒7之間分別通過鋼支撐管6焊接固定，四根鋼腿柱5頂部中心設(shè)有連接筒7并通過鋼支撐管6焊接固定；四根鋼腿柱5固定于混凝土蓋板2的連系梁4中部；連接筒7通過法蘭8與風(fēng)機(jī)塔筒9連接。
[0011]該實(shí)施例中，圓通型鋼壁直徑為30m、厚度為20mm ;混凝土蓋板直徑30.5m、厚度
0.3m ;預(yù)應(yīng)力梁寬0.6m、高I m ;連系梁寬1.2m、高Im ;鋼腿柱直徑0.8m、厚25mm、長15m，鋼腿柱與中軸線的夾角為7.125度；鋼支撐管直徑0.5m、厚15mm ;連接筒直徑4m、厚35mm、高
2m ο
[0012]具體施工步驟:1)預(yù)制筒型結(jié)構(gòu)與導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)；2)通過專用施工船舶將基礎(chǔ)整體浮運(yùn)到安裝地點(diǎn)；3)通過負(fù)壓將基礎(chǔ)沉放到位，沉放時(shí)要控制基礎(chǔ)的水平度；4)吊裝裝風(fēng)機(jī)塔筒和風(fēng)機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)管架-筒形結(jié)構(gòu)復(fù)合式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，其特征在于:由筒形基礎(chǔ)部分和導(dǎo)管架部分組成，筒形基礎(chǔ)部分包括圓筒形鋼壁、混凝土蓋板、預(yù)應(yīng)力梁和連系梁，混凝土蓋板設(shè)置于圓筒型鋼壁頂部，圓筒形鋼壁嵌入混凝土蓋板中，預(yù)應(yīng)力梁設(shè)置于混凝土蓋板上，預(yù)應(yīng)力梁徑向均勻布置3-8根，連系梁設(shè)置于兩根預(yù)應(yīng)力梁之間且環(huán)向均勻布置，混凝土蓋板、預(yù)應(yīng)力梁、連系梁澆筑連接為整體；導(dǎo)管架部分包括鋼腿柱、鋼支撐管、連接筒和法蘭，四根鋼腿柱垂直或斜向均勻設(shè)置，鋼腿柱與垂直中心線的夾角為0-30°，兩根鋼腿柱之間、鋼腿柱與連接筒之間分別通過鋼支撐管焊接固定，四根鋼腿柱頂部中心設(shè)有連接筒并通過鋼支撐管焊接固定；四根鋼腿柱固定于混凝土蓋板的連系梁中部；連接筒通過法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒連接。
【文檔編號】E02D27/44GK103758146SQ201410049406
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】王海軍, 蔣杏雨, 練繼建 申請人:天津大學(xué)前沿技術(shù)研究院有限公司