一種高樁桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高粧桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，適用于海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]海上風(fēng)力發(fā)電是一種利用風(fēng)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式，是一種功率密度大、能量穩(wěn)定、具有較強(qiáng)規(guī)律性的新能源。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式多為粧式基礎(chǔ)，包括單粧基礎(chǔ)、多粧導(dǎo)管架基礎(chǔ)和高粧承臺(tái)基礎(chǔ)等。常規(guī)的多粧導(dǎo)管架基礎(chǔ)型式其上部導(dǎo)管架位于海平面附近，受到較大的波流荷載作用，粧基受力較大，且鋼節(jié)點(diǎn)在風(fēng)、浪、流等動(dòng)力荷載的長(zhǎng)期作用下容易產(chǎn)生疲勞損傷甚至失效；同時(shí)水下的灌漿連接設(shè)計(jì)不僅灌漿材料的本身性能難以保證，施工工藝更存在較大的難度，一旦灌漿連接產(chǎn)生破壞，將直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的整體使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、施工簡(jiǎn)便的高粧桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，旨在改善導(dǎo)管架節(jié)點(diǎn)的受力，并降低灌漿施工的難度。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種高粧桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由上部的鋼桁架及下部的粧基構(gòu)成，所述粧基為一組打入海床中的鋼管粧；所述鋼桁架包括豎直位于鋼管粧組中心的主筒體和插裝于鋼管粧內(nèi)的粧套管，以主筒體為圓心在其外壁焊接三組交叉布置的斜撐，三組斜撐中同一方位的撐桿首尾相接，每根撐桿一端與主筒體焊接，另一端與粧套管焊接；鋼管粧與粧套管重疊部分的間隙內(nèi)通過(guò)灌漿連接。
[0006]每組斜撐為三根撐桿呈120°均布，第一組斜撐由內(nèi)而外向下斜，第二組斜撐由內(nèi)而外向上斜，第三組斜撐由內(nèi)而外向下斜。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型在相同的潮位條件下，將上部鋼結(jié)構(gòu)抬出波浪作用范圍，減少了波流荷載作用，因此降低了對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，減少了鋼材用量，同時(shí)較高的基礎(chǔ)頂面高程，縮短了風(fēng)機(jī)塔筒的長(zhǎng)度，降低了風(fēng)機(jī)設(shè)備投資，從而節(jié)省工程投資，提高工程經(jīng)濟(jì)效益；2、本實(shí)用新型灌漿連接位于平均海平面附近，施工時(shí)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的抽水清孔即可實(shí)施灌漿施工，施工便捷、周期短、節(jié)省了船機(jī)設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的剖面圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例一種高粧桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由上部的鋼桁架及下部的粧基構(gòu)成，且上、下兩部分采用灌漿連接。
[0011]下部的粧基由三根豎直打入海床中的鋼管粧7組成。
[0012]上部的鋼桁架由豎直設(shè)置在三根鋼管粧7中心上方的主筒體1、豎直插裝于鋼管粧7上端的粧套管5 (粧套管5與鋼管粧7之間重疊部分為灌漿連接段6，該段采用灌漿連接)、焊接于主筒體I與粧套管5之間的三組交叉布置的斜撐(由第一斜撐2、第二斜撐3、第三斜撐4首尾連接而成)構(gòu)成；其中，三組斜撐中同一方位的撐桿首尾相接，每根撐桿一端以主筒體I為圓心與其外壁焊接，另一端與粧套管5焊接；每組斜撐為三根撐桿呈120°均布，第一組斜撐由內(nèi)而外向下斜，第二組斜撐由內(nèi)而外向上斜，第三組斜撐由內(nèi)而外向下斜(具體形式為第二斜撐3的兩端分別與第一斜撐2的尾部和第三斜撐4的首部相連接，為一傾斜的Z字型，即第一斜撐2由內(nèi)而外向下斜，第二斜撐3由內(nèi)而外向上斜，第三斜撐4由內(nèi)而外向下斜)。
[0013]本實(shí)施例中，主筒體I頂端焊接法蘭連接上部的風(fēng)機(jī)塔筒，主筒體中心直徑依據(jù)上部風(fēng)機(jī)塔筒直徑確定，鋼桁架結(jié)構(gòu)根開(kāi)寬度(即兩鋼管粧之間的間距)根據(jù)風(fēng)機(jī)荷載、波流荷載、地形地質(zhì)條件及粧徑粧長(zhǎng)確定，主筒體I下部直徑、各斜撐直徑、上部的鋼桁架高度及各鋼管壁厚需根據(jù)風(fēng)機(jī)荷載、波流荷載和水深情況確定，鋼管粧7的粧徑及壁厚需根據(jù)風(fēng)機(jī)荷載、波流荷載、地形地質(zhì)條件及粧身彎矩分布情況確定，粧套管5出露長(zhǎng)度需根據(jù)第一組斜撐和第三組斜撐之間的傾斜度確定，灌漿連接長(zhǎng)度(即灌漿連接段6的長(zhǎng)度)需根據(jù)灌漿材料受力性能、灌漿段受力情況計(jì)算確定。
[0014]本實(shí)施例的具體施工方法如下:
[0015]1、將三根粧徑為2.4m、長(zhǎng)為66m的鋼管粧7打入海床中。采用專業(yè)打粧船或起重船吊打進(jìn)行沉粧作業(yè)，打粧前需對(duì)海底地形進(jìn)行詳細(xì)勘察，若存在影響施工的障礙物應(yīng)事先進(jìn)行掃海；考慮到上部的鋼桁架的尺寸限制，必須嚴(yán)格控制沉粧精度以滿足鋼桁架沉放要求。
[0016]2、沉粧施工完成后采用大型起重船沉放上部的鋼桁架，鋼桁架根開(kāi)為26m、高為27m。桁架式結(jié)構(gòu)調(diào)平處理方式、灌漿控制是該基礎(chǔ)型式的施工難點(diǎn)，目前國(guó)外主要采用專用的調(diào)平裝置進(jìn)行調(diào)平，國(guó)內(nèi)參照海洋鉆井平臺(tái)采用液壓系統(tǒng)精確調(diào)平的方法。
[0017]3、將鋼桁架的粧套管5與鋼管粧7之間采用灌漿連接，灌漿材料固化后承受著上部荷載及水下腐蝕性環(huán)境的影響，對(duì)灌漿材料性能較高，建議采用較成熟的海洋工程灌漿料。
[0018]上述實(shí)施例主要應(yīng)用于海上風(fēng)電高粧桁架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，但并不以此為限，對(duì)于海上風(fēng)電基礎(chǔ)所涉及的其它鋼桁架結(jié)構(gòu)，也可通過(guò)抬高上部鋼結(jié)構(gòu)減小波浪作用效果。無(wú)論是何種型式的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，只要該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)“采用鋼桁架套管內(nèi)插于粧基，且上部鋼結(jié)構(gòu)高聳于波浪作用范圍之上”，則落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高粧桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由上部的鋼桁架及下部的粧基構(gòu)成，所述粧基為一組打入海床中的鋼管粧(7);所述鋼桁架包括豎直位于鋼管粧組中心的主筒體(I)和插裝于鋼管粧(7)內(nèi)的粧套管(5)，以主筒體(I)為圓心在其外壁焊接三組交叉布置的斜撐，三組斜撐中同一方位的撐桿首尾相接，每根撐桿一端與主筒體(I)焊接，另一端與粧套管(5)焊接；鋼管粧(7)與粧套管(5)重疊部分的間隙內(nèi)通過(guò)灌漿連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粧桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:每組斜撐為三根撐桿呈120°均布，第一組斜撐由內(nèi)而外向下斜，第二組斜撐由內(nèi)而外向上斜，第三組斜撐由內(nèi)而外向下斜。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高樁桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、施工簡(jiǎn)便的高樁桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，旨在改善導(dǎo)管架節(jié)點(diǎn)的受力，并降低灌漿施工的難度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種高樁桁架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由上部的鋼桁架及下部的樁基構(gòu)成，所述樁基為一組打入海床中的鋼管樁；所述鋼桁架包括豎直位于鋼管樁組中心的主筒體和插裝于鋼管樁內(nèi)的樁套管，以主筒體為圓心在其外壁焊接三組交叉布置的斜撐，三組斜撐中同一方位的撐桿首尾相接，每根撐桿一端與主筒體焊接，另一端與樁套管焊接；鋼管樁與樁套管重疊部分的間隙內(nèi)通過(guò)灌漿連接。本實(shí)用新型適用于海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)。
【IPC分類】E02D27/42, E02D27/44, E02D27/52
【公開(kāi)號(hào)】CN204676584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520179326
【發(fā)明人】孫杏建, 羅金平, 朱彬彬, 斯鋒
【申請(qǐng)人】中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日