一種空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，適用于海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)，特別是混凝土重力式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電基礎(chǔ)建設(shè)中，粧基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式為主流方向，而重力式基礎(chǔ)在國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電領(lǐng)域還沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用。
[0003]隨著國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電的大規(guī)模建設(shè)，發(fā)現(xiàn)在福建廣東沿海地區(qū)，多為承載力較高的巖性地基，該類型地基對(duì)于粧基基礎(chǔ)施工的打粧和鉆孔設(shè)備要求較高，施工難度大且海上作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，需要消耗大量的鋼材而造成建設(shè)費(fèi)用昂貴。在該區(qū)域采用重力式基礎(chǔ)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)主要受力特點(diǎn)為較大的水平力和彎矩，粧基基礎(chǔ)通過(guò)將管粧打入一定的埋深來(lái)抵抗基礎(chǔ)受到的水平力和彎矩，而重力式基礎(chǔ)一般是通過(guò)基礎(chǔ)本身的自重來(lái)抵抗水平力和彎矩，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要求重力式基礎(chǔ)體型大、重量重，一般采用大型的混凝土結(jié)構(gòu)；而巨大的體型和重量又會(huì)給施工造成一定的難度，同時(shí)，增加波浪和水流對(duì)基礎(chǔ)的作用力。

【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，提供一種適用于覆蓋層較薄、基巖埋藏較淺甚至裸露的巖質(zhì)基地，且對(duì)水深的適應(yīng)性較強(qiáng)的空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，旨在提高施工效率、縮短海上施工作業(yè)周期并增加其經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于:該基礎(chǔ)包括一豎直坐立在水平基礎(chǔ)底板上、圓形中空變徑的中立柱，所述中立柱為薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，沿中立柱的筒壁均勻布置一組預(yù)應(yīng)力鋼絞線且鋼絞線貫穿中立柱的全長(zhǎng)，在中立柱的圓形空腔內(nèi)填滿砂土，基礎(chǔ)底板上部與中立柱外壁之間以輻射狀均布一組底板梁。
[0006]所述中立柱由上部的中立柱直段、中部的中立柱圓弧過(guò)渡段和下部的中立柱斜段組成，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線一頭固定在中立柱直段:所述基礎(chǔ)底板下面設(shè)有碎石墊層。
[0007]所述底板梁布設(shè)12?20個(gè)。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型的空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，適用于覆蓋層較薄、基巖埋藏較淺甚至裸露的巖質(zhì)地基，對(duì)于該類型地質(zhì)條件，采用嵌巖粧基基礎(chǔ)，空腔重力式基礎(chǔ)，施工方便、周期短且經(jīng)濟(jì)上具有較大優(yōu)勢(shì)；2、本實(shí)用新型的中立柱采用薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗拉和抗彎性能，減少結(jié)構(gòu)尺寸，降低基礎(chǔ)重量；且圓形中空變徑的中立柱符合基礎(chǔ)隨著水深增加截面彎矩變大的受力特點(diǎn)，根據(jù)需要設(shè)置截面直徑，減少波浪和水流對(duì)基礎(chǔ)的作用力；3、本實(shí)用新型的基礎(chǔ)本身重量較輕，便于施工，可以通過(guò)在空腔內(nèi)灌注砂土，基礎(chǔ)底上拋填塊石來(lái)增加運(yùn)行期基礎(chǔ)重量，降低了基礎(chǔ)的造價(jià)和施工難度。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的立面布置圖。
[0010]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的平面布置圖。
[0011]圖3是本發(fā)明實(shí)施例底板梁截面尺寸圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)施例的空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)為全混凝土結(jié)構(gòu)，由圓形空腔的中立柱直段1、中立柱圓弧過(guò)渡段2、中立柱斜段3、基礎(chǔ)底板4、底板梁5、預(yù)應(yīng)力鋼絞線6組成。
[0013]本實(shí)施例中，圓形中空變徑的中立柱由上部的中立柱直段1、中部的中立柱圓弧過(guò)渡段2和下部的中立柱斜段3組成，該中立柱豎直坐立在水平基礎(chǔ)底板4上，且中立柱為薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，沿中立柱的筒壁均勻布置一組預(yù)應(yīng)力鋼絞線6且鋼絞線貫穿中立柱的全長(zhǎng)，在中立柱的圓形空腔內(nèi)填滿砂土7 ;基礎(chǔ)底板4下面設(shè)有碎石墊層8，上部與中立柱外壁之間以輻射狀均布布設(shè)12?20個(gè)底板梁5 ;預(yù)應(yīng)力鋼絞線6 —頭固定在中立柱直段I的頂部，另一頭錨固在中立柱斜段3底部。
[0014]本實(shí)施例的基礎(chǔ)高度根據(jù)水深、潮位、波浪和開(kāi)挖深度綜合確定。中立柱直段I中心直徑可依據(jù)上部風(fēng)機(jī)塔筒直徑確定。中立柱圓弧過(guò)渡段2和中立柱斜段3為變徑段，厚度同中立柱直段I保持一致，為了降低波浪水流對(duì)基礎(chǔ)的作用力，各個(gè)截面直徑盡量小，同時(shí)抗彎、抗剪驗(yàn)算需滿足要求，中立柱圓弧過(guò)渡段2的高度、半徑、角度Θ根據(jù)荷載確定。中立柱為薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，沿中立柱的筒壁均勻布置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼絞線6，應(yīng)力筋的張拉噸位、數(shù)量需根據(jù)荷載條件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)和中立柱截面尺寸確定?；A(chǔ)底板4的直徑需滿足基礎(chǔ)整體穩(wěn)定的要求，基礎(chǔ)底板4上部與中立柱外壁之間以輻射狀均布一組底板梁5，底板梁的數(shù)量可根據(jù)需要布設(shè)12?20個(gè)，底板梁5高度的確定綜合梁的抗剪、抗彎承載力要求和拋石量的需求，具體取值宜通過(guò)數(shù)值模擬優(yōu)化計(jì)算結(jié)果進(jìn)行確定。本實(shí)施例中，中立柱直段I的直徑為5m ;基礎(chǔ)頂高程根據(jù)潮位和波浪定位12m，基礎(chǔ)底高程為_(kāi)17m，所以基礎(chǔ)高度為29m，基礎(chǔ)底板4的直徑根據(jù)承載力和穩(wěn)定設(shè)計(jì)需要設(shè)為28m。
[0015]本實(shí)施例的具體施工方法如下:
[0016]1、基礎(chǔ)整體結(jié)構(gòu)在陸上預(yù)制完成，包括底模安裝、鋼筋骨架安裝支模、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模、預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉。
[0017]2、基礎(chǔ)沉放前，需對(duì)基床進(jìn)行處理，包括基槽開(kāi)挖、基槽拋石、基床夯實(shí)和基床整平等工序，保證基床的承載力性能和平整度；基槽開(kāi)挖高度和開(kāi)挖坡度根據(jù)具體地質(zhì)情況確定，需保證清除表層承載力較低的淤泥層和開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定；拋填碎石墊層8的厚度可根據(jù)開(kāi)挖平整度調(diào)節(jié)。
[0018]3、基礎(chǔ)的運(yùn)輸采用半潛駁船，沉放安裝采用起重船吊扶安裝，安裝過(guò)程中可充分利用基礎(chǔ)本身的浮力，減少基礎(chǔ)吊重。
[0019]4、沉放完成后，若穩(wěn)定性不滿足要求，可以在中立柱的空腔內(nèi)灌滿砂土 7，以提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性；在基礎(chǔ)底板4上部和周邊拋填塊石9，增加基礎(chǔ)自重的同時(shí)起到防沖刷保護(hù)的作用。
[0020]5、整個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工完成后，將塔筒法蘭通過(guò)預(yù)埋在基礎(chǔ)內(nèi)的螺栓連接。
[0021]上述實(shí)施例主要應(yīng)用于海上風(fēng)電重力式基礎(chǔ)，但并不以此為限，對(duì)于海洋工程結(jié)構(gòu)所涉及的其他重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也可運(yùn)用本發(fā)明技術(shù)方案以適應(yīng)覆蓋層較薄，持力層埋藏較淺的地質(zhì)情況，并通過(guò)薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土和變徑空腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良以減少基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)尺寸和重量，降低施工限制條件，減少波浪水流的作用力。無(wú)論是何種型式的海洋工程重力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，只要該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)“主要采用曲線變徑的預(yù)應(yīng)力混凝土空腔薄壁結(jié)構(gòu)”，則均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于:該基礎(chǔ)包括一豎直坐立在水平基礎(chǔ)底板(4)上、圓形中空變徑的中立柱，所述中立柱為薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，沿中立柱的筒壁均勻布置一組預(yù)應(yīng)力鋼絞線(6)且鋼絞線貫穿中立柱的全長(zhǎng)，在中立柱的圓形空腔內(nèi)填滿砂土(7)，基礎(chǔ)底板(4)上部與中立柱外壁之間以輻射狀均布一組底板梁(5); 所述中立柱由上部的中立柱直段(I)、中部的中立柱圓弧過(guò)渡段(2)和下部的中立柱斜段(3)組成，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線(6) —頭固定在中立柱直段(I)的頂部，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(6)另一頭錨固在中立柱斜段(3)底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于:所述基礎(chǔ)底板(4)下面設(shè)有碎石墊層(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于:所述底板梁(5)布設(shè)12?20個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)。本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于覆蓋層較薄、基巖埋藏較淺甚至裸露的巖質(zhì)基地，且對(duì)水深的適應(yīng)性較強(qiáng)的空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，旨在提高施工效率、縮短海上施工作業(yè)周期并增加其經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種空腔重力式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于：該基礎(chǔ)包括一豎直坐立在水平基礎(chǔ)底板上、圓形中空變徑的中立柱，所述中立柱為薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，沿中立柱的筒壁均勻布置一組預(yù)應(yīng)力鋼絞線且鋼絞線貫穿中立柱的全長(zhǎng)，在中立柱的圓形空腔內(nèi)填滿砂土，基礎(chǔ)底板上部與中立柱外壁之間以輻射狀均布一組底板梁。本實(shí)用新型適用于海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)，特別是混凝土重力式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。
【IPC分類】E02D27/42, E02D27/52
【公開(kāi)號(hào)】CN205205848
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520732420
【發(fā)明人】孫杏建, 羅金平, 呂娜, 王淡善, 榮洪寶, 黃旭, 王新峰
【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】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日