CN101809283B - 用于离岸风力发电机的单桩地基 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于安装风力发电机的方法。所述方法包括以下步骤：建立基础结构、所述基础结构包括至少一个向上延伸的管件桩柱(1)并且所述至少一个桩柱(1)是基础结构的主要结构的一部分；在至少一个桩柱(1)上建立次要结构(5)的支承件，将接合件安装到次要结构(5)，将所述接合件安装到次要结构(5)优选地通过焊接或螺栓连接而建立，并且没有将接合件安装到作为主要结构一部分的至少一个桩柱中的至少一个。所述方法可选择地包括以下步骤：将风力发电机塔架安装到作为主要结构的一部分的至少一个桩柱(1)，并且次要结构(5)构成了至少一个桩柱(1)与风力发电机塔架(7)之间的中间结构(5，11)。在另一个可选方案中，所述方法可包括以下步骤：将次要结构(5)安装到作为主要结构一部分的至少一个中间管状区段(11)以及将风力发电机塔架(7)安装到至少一个中间管状区段(11)。

Description

用于离岸风力发电机的单桩地基
技术领域
本发明涉及一种桩柱基础结构，该基础结构是风力发电机地基的主要结构的一部分，并且优选地具有焊接的法兰连接，并且通过借助冲击锤的打入或者借助振动器的振动而被安装到软土中。由于桩柱打入或振动期间的极高安装负载，因此不能够将附接装置预先安装到地基，所述附接装置如登船平台、进入爬梯、平台、J/I管、起重架、助航设备、阴极防蚀系统等，这些都是风力发电设备的次要结构的元件。
背景技术
包括一个或多个桩柱的基础结构也被称为桩柱型地基，无论其是由管状区段所构成还是由实心区段所构成或者甚至是由管状区段和实心区段的组合所构成，根据所知大多用于在海上(即离岸)建立起用于风力发电机的地基。这种基础结构包括主要结构和次要结构。
主要结构是执行风力发电机自身负载承载的结构。主要结构还是一种承载来自于波浪、海流、地颤动的负载以及其它由海洋或地面引起的负载，来自于风在风力发电机叶轮上的弯曲转矩的负载，或者来自于雪崩、滑石的负载或者其它这种环境负载的结构，所述负载的大小与风力发电机自身负载相当。
次要结构不执行风力发电机自身或者上面提到其它负载的负载承载。次要结构执行在风力发电机地基安装期间所使用的以及在风力发电机运行寿命期间所使用的不同维修设备的负载承载。这些设备可以是登船平台、进入爬梯、平台、J/I管、起重架、助航设备、阴极防蚀系统等。
次要结构通过接合件(例如垫板)而被安装到一个或多个管状区段。接合件通常焊接到管状区段。焊接到管状区段耗费时间，而且还会破坏地基的机械完整性，无论是在地基的建立期间还是在地基随后的服务寿命期间。
另外一种公知的技术方案是包含具有灌浆过渡件的单桩。过渡件是主要结构的一部分。所有的次要结构都焊接或安装到该过渡件。然而，该公知的技术方案的缺点很多。在安装期间需要额外的起重机以用于过渡件。在深水的情况下，水下附接装置(例如J/I管以及阴极防蚀系统)必须在将单桩打入地面之后附接到单桩、由此包含有昂贵的潜水员作业并且需要将垫板焊接到单桩，或者过渡件必须延伸到海床由此增加了灌浆密封失效的风险。灌浆连接装置必须在风力发电机安装之前进行硬化，这会花费几天时间。
由此，接合件(例如垫板)的数目和接合件的位置以及这些接合件的焊缝必须被仔细地选择出来、设计尺寸以及建立起来，从而避免损害管状区段的机械完整性。另一方面，接合件的位置必须被设置成使得接合件能够将次要结构支承在适当的水平高度、支承在充分的基部以及支承在能够接触到接合件的位置。
US 7,198,453公开了一种基于桩柱的结构性支承装置，该装置包括多个支腿，以用于支承风力发电机。风力发电机包括基座、涡轮发电机以及叶片机构。支腿被配置成圆顶形(tee-pee)配置，从而使得基座的覆盖区域(footprint)大于相对端部的覆盖区域。这种结构性支承装置能够被用作离岸平台的基座，原因是支承装置减小了由波动作用引起的支承装置上的侧向力。接合件被安装到圆锥形配置的支腿。
EP 1770276公开了一种用于安装离岸风力发电机系统的方法，该方法包括将圆柱环形单桩打入到地面中。单桩包括凸缘部，该凸缘部被配置成支承风力发电机塔架。凸缘部从单桩的边缘表面径向地延伸。该方法进一步包括将风力发电机塔架直接安装到单桩，以及风力发电机被单桩的凸缘部所支承。没有次要结构被显示作为地基的一部分。
由此，不幸地，关于优选地通过焊接而被安装到管状区段的接合件而言，不能不考虑设计以及材料因素。
同时，当将次要结构安装到管状区段时，存在着损坏管状区段上的任意涂层(例如防腐蚀漆)的风险。
发明内容
本发明的一个目的是建立一种用于风力发电机塔架的基础结构，其中，尺寸和/或材料的选择可以进行优化，而不会损害基础结构的机械完整性。本发明的另一个目的是提供一种用于安装基础结构的方法，其中安装基础结构的时间和工作都得以减少。
由此，本发明的整体目的是提供一种基础结构以及一种用于安装基础结构的方法，它们以单独方式或者以组合方式降低了建立用于风力发电机的基础结构的成本。
上面提到的目的可以通过一种方法而获得，该方法包括以下步骤：将接合件安装到次要结构，将该接合件安装到次要结构最好通过焊接或者螺栓连接而建立完成，如果基础结构被安装在海上的话最好在海平面上方将接合件安装到次要结构；并且没有将接合件安装到作为主要结构一部分的桩柱，当接合件通过固定装置而被安装到主要结构时，至少减少了接合件的数目和/或降低了对主要结构的机械完整性的损害以及由此降低了对主要结构的强度和耐用性的损害，所述固定装置涉及与桩柱的机械或者热致材料结合。
通过在将接合件安装到主要结构时减少接合件的数目和/或降低对机械完整性的损害以及由此降低对主要结构的强度和耐用性的损害，那么除了关于在打入或振动桩柱期间所引起的纯机械应力的因素以及关于风力发电机操作期间纯机械应力的因素之外，设计以及材料因素可以完全地不考虑桩柱的机械完整性。关于疲劳引起的应力因素是非常有限的。
上述目的还可通过一种方法而获得，该方法包括以下步骤：将接合件安装到次要结构，将该接合件安装到次要结构是通过机械操作(例如形成用于螺栓或铆钉的孔)或者通过热致材料结合而建立，以及将风力发电机塔架安装到主要结构，以及安装次要结构从而构成桩柱和风力发电机塔架之间的中间结构。
安装次要结构从而构成中间结构的可选择方案是：次要结构可被安装成能够构成在实体上与主要结构分开的结构。由此，次要结构可被主要结构所支承而不会在实体上紧固到主要结构，即不会通过螺栓、铆钉、焊接或者类似紧固装置而附接到主要结构。
次要结构构成中间结构导致了次要结构能够被桩柱所支承而不需要将次要结构焊接、螺栓连接、铆接或者灌浆到桩柱。次要结构至少仅仅被桩柱所支承，并且也许次要结构还被安装到桩柱，然而不需要焊接来进行安装。
通过仅仅将次要结构支承到桩柱、以及有可能将次要结构安装到桩柱，那么除了关于在打入或振动桩柱期间所引起的纯机械应力的因素以及关于风力发电机操作期间纯机械应力的因素之外，设计和材料因素可以完全地不考虑桩柱的机械完整性。关于疲劳引起的应力的因素不是必要的，或者至少关于疲劳引起的应力的因素是非常有限的。
根据一种依据本发明中建立基础结构的优选方法，在桩柱上建立次要结构的支承件，优选地通过使次要结构沿着桩柱向下滑动。当次要结构被支承在桩柱上时，无论是在桩柱的最顶部上、还是沿着桩柱的向上延伸部分、或是所述两个支承位置，滑动都被终止。
在次要结构的滑动期间，次要结构的内周与桩柱的外周之间存在空隙。该空隙优选地至少为50mm，进一步优选为至少100mm，可能地至少150mm。通过在滑动期间在次要结构和桩柱之间建立大的空隙，两者之间相互刮擦的风险被消除或者至少该风险被极大地降低。
根据本发明的基础结构的特征在于：次要结构包括支承元件用于将次要结构支承到桩柱、以及优选地将次要结构安装到桩柱；并且该基础结构进一步包括接合件，用于将附加结构安装到基础结构；并且其中至少大部分所述接合件、优选地全部接合件都通过机械紧固(例如螺栓及螺母或者铆钉)或者通过材料结合方式(例如焊接或灌浆)而被附接到次要结构。
通过使作为主要结构的一部分的桩柱上不具有接合件，那么除了关于在打入或振动桩柱期间所引起的纯机械应力的因素以及关于风力发电机操作期间纯机械应力的因素之外，设计和材料因素可以完全地不考虑桩柱的机械完整性。关于疲劳引起的应力的因素不是必要的，或者至少关于疲劳引起的应力的因素是非常有限的。
根据次要结构的可能实施例，次要结构的支承元件是凸缘，所述凸缘在桩柱的顶部凸缘与风力发电机塔架的底部凸缘之间延伸，当风力发电机塔架被安装到基础结构时，所述次要结构的凸缘被设置在桩柱顶部凸缘与风力发电机塔架底部凸缘的中间。
作为次要结构支承元件的凸缘使得支承结构能够容易地被桩柱所支承。如果次要结构的凸缘对应管状结构的顶部凸缘和风力发电机塔架的底部凸缘，那么通过与用于将风力发电机塔架安装到桩柱的相同螺栓和螺母，可以将次要结构的凸缘安装到基础结构。
根据本发明，基础结构可选择地包括次要结构的支承元件，该支承元件是中间管状区段，所述中间管状区段在桩柱与风力发电机塔架之间延伸，当风力发电机塔架被安装到基础结构时，所述中间管状区段可选择地作为风力发电机塔架的一部分。
中间管状区段可以是主要结构的一部分并且通常是主要结构的一部分，并且由此必须满足主要结构苛刻的设计和材料情况。然而，该桩柱(即，并非中间管状区段、而是被打入或者振动到地面中的桩柱)仍然不具有任何接合件及次要结构。
由此，除了关于在打入或振动桩柱期间引起的纯机械应力的因素以及关于风力发电机操作期间纯机械应力的因素之外，设计和材料因素可以完全地不考虑桩柱的机械完整性。关于疲劳引起的应力的因素不是必要的，或者至少关于疲劳引起的应力的因素是非常有限的。
与支承元件(例如前面提到的次要结构凸缘)相比，中间管状区段除了其它优点之外还具有开关装置、地面控制器或者其它设备可以预先安装到中间管状区段中的优点。通过上面的内部平台，开关装置、地面控制器以及其它设备得以保护来抵抗坏天气。该平台在机塔安装期间也被使用。
该优点由此带来了进一步的优点，在基础结构安装之后能够立即直接安装动力线缆。在风力发电机安装之前，所有的线缆工作都能够准备妥当。安装在基础结构上的所有助航系统和其它电力设备都能够在岸上被预先安装、预先连接到地面控制器以及进行测试。这使得实际的风力发电机安装更加快速。
根据中间管状区段、桩柱以及风力发电机塔架的第一个可行实施例，中间管状区段具有被安装到桩柱顶部凸缘的底部凸缘，并且中间管状区段还具有顶部凸缘，当风力发电机塔架被安装到基础结构时，风力发电机塔架的底部凸缘安装到中间管状区段的顶部凸缘上。
用于将中间管状区段底部安装到被打入或振动到地面中的桩柱顶部的凸缘，以及用于将风力发电机塔架底部安装到中间管状区段顶部的凸缘，建立了一种公知的方法，该方法优选地通过螺栓和螺母而将风力发电机的各个部件相互安装。
用于将中间管状区段底部安装到被打入或振动到地面中的桩柱的顶部的凸缘，或者用于将中间管状区段顶部安装到风力发电机塔架底部的凸缘，建立了一种公知的方法，该方法优选地通过螺栓和螺母而将风力发电机的各个部件相互安装。
根据本发明的一个方面，次要结构中至少一个区段沿着基础结构桩柱的向上延伸部分向下延伸，并且该次要结构的该区段通过侧向支承元件而被侧向地支承在桩柱的外周上，所述侧向支承元件构成了次要结构向下延伸的区段与桩柱向上延伸部分之间的减摩元件。
靠着向上延伸桩柱而侧向地支承次要结构向下延伸区段的减摩元件能够在次要结构沿着桩柱向下滑动之后减小对桩柱和次要结构产生腐蚀或者其它机械损害的风险。即便次要结构沿着桩柱的滑动导致了次要结构与桩柱之间的相互邻接，桩柱上的任何涂层也可以保持完整无损。
根据减摩元件的第一个可能实施例，减摩元件是在桩柱外周的至少一部分与次要结构内周的至少一部分之间延伸的多个大体弹性体元件。
根据减摩元件的第二个可能实施例，减摩元件是在桩柱外周的至少一部分与次要结构内周的至少一部分之间延伸的多个大体刚性元件。
根据减摩元件的第三个可能实施例，减摩元件是在桩柱外周的至少一部分与次要结构内周的至少一部分之间延伸的多个大体垂直滚动元件。
根据减摩元件的第四个可能实施例，减摩元件是在桩柱外周的至少一部分与次要结构内周的至少一部分之间延伸的多个珠子或唇状元件或舌状元件。
减摩元件的不同可能实施例都具有单独的优点。弹性体元件极有弹性并且能够很大程度地降低对桩柱上涂层的损坏风险。刚性元件在较小程度上降低了对桩柱上涂层的损坏风险，但是在次要结构的滑动期间以及可能地还在风力发电机的运行寿命期间能够更加耐用。垂直滚动元件将会极大程度地降低对桩柱上涂层的损坏风险，但是至少在风力发电机的运行寿命期间较为不耐用。多个珠子或者唇状元件或者舌状元件可被形成以及材料可被选择成使得在次要结构的滑动期间耐用性和减摩性都能够得到优化，而且使得耐用性在风力发电机的运行寿命期间得到优化，或者至少使得耐用性在滑动期间以及风力发电机的运行寿命期间达到最大化。
根据本发明的另一个方面，其中次要结构的向下延伸区段沿着管状结构的向上延伸部分延伸，沿着次要结构的所述区段的内周的至少一部分设置有至少一个夹具，所述夹具被夹紧，从而将次要结构的向下延伸区段侧向地紧固到桩柱的外周。
用于使次要结构围绕着桩柱紧固的夹具是一种将两个结构侧向地紧固在一起的容易且安全的方式。这种夹具的耐用性在风力发电机的运行寿命期间可能是过度的。在次要结构与桩柱之间依旧设置减摩元件的可能性确保了管状结构的涂层能够保持成不受损坏，无论是在次要结构沿着桩柱的滑动期间还是在风力发电机的运行寿命期间。
总之，实施本发明的一个或多个方面包括了与技术、功能以及经济性有关的不同优点。
在功能上以及经济上，基础结构的建立是快速且容易的，有可能仅仅涉及两次借助起重架的提升。在一些情况下、例如在橡胶滚筒的情况下，灌浆连接可以省略。基础结构在单桩的打入或振动之后立即为风力发电机塔架的安装做好准备。基础结构为具有全部附接装置的次要结构的安装做好准备。不再需要阴极防蚀系统在海平面以下的电力连接。所有的电力设备(例如导航设备)可以预先安装以及预先连接到地面控制器。总的来说，离岸安装时间显著地缩短并且取消了对于潜水员的需要。
在技术上，桩柱可以被制造成具有降低的壁厚，原因是不需要对焊接或螺栓接合件(例如垫板)应用应力集中系数(SCFs)。将桩柱振动到地面中、而不是将其打入到地面中，能够进一步减小安装期间的疲劳损坏，这会导致壁厚的进一步降低。动力线缆与风轮机安装过程的联系解除能够降低基础结构建立期间以及随后维修期间的延迟风险。由于能够降低船只对桩柱的冲击，因此能够允许更大的船只登陆。
附图说明
下面参考附图描述本发明，其中：
图1是基础结构的第一个可行实施例的草图，并且解释了根据本发明建立基础结构的第一个可行方法，以及
图2是基础结构的第二个可行实施例的草图，并且解释了根据本发明建立基础结构的第二个可行方法。
具体实施方式
图1是用于风力发电机的基础结构的第一个可行实施例的草图。该基础结构包括被称为单桩的桩柱1。单桩1的底部区段1B部分地嵌入到地面2B(可能是海床)中。单桩的顶部区段1A在地面上方延伸以及在可能的海平面2A上方延伸、并且用于支承整个风力发电机以及对于安装风力发电机及接下来维修风力发电机而言所必须的任意设备。
在图中所示的实施例中，桩柱1被显示成单桩。可选择地，可以使用超过一个桩柱来建立基础结构，例如三个或更多桩柱形成了类似圆锥形的结构。此外，在图中所示的实施例中，桩柱被显示成由钢制成的中空管状桩柱。可选择地，桩柱可以是实心桩柱，例如由混凝土制成。进一步在可选方案中，桩柱可以是由除钢之外的另一种材料(例如混凝土)所制成的中空管状桩柱。
在本发明实施例详细描述的其余部分，由钢制成的管状桩柱将被用作用于该基础结构的桩柱的示例。
单桩1构成了基础结构的主要结构。用于风力发电机的基础结构的主要结构是执行包括风力发电机塔架的风力发电机自身的负载承载的结构。包含单桩1的基础结构优选地用于离岸安装，其中由于地面被淹没在海平面2A以下因此难于接近地面2B。单桩被打入或振动到地面中，优选地打入或振动到海床中，作为建立风力发电机基础结构的初始方法步骤。
在所示实施例中，单桩1在单桩的顶部上设置有凸缘3。凸缘3沿着单桩1的整个圆周并且沿着单桩的内部边缘延伸。单桩的顶部凸缘3用于支承次要结构5的对应凸缘4，该次要结构5至少被支承在单桩1上、优选地被安装到单桩1，并且还支承将被安装到基础结构上的风力发电机塔架7的底部凸缘6。
当建立基础结构时，单桩1的底部区段1B被最初打入或者振动到地面2B中。接下来，次要结构5被安装到单桩1的顶部凸缘3上。次要结构5不构成基础结构的负载承载结构的一部分。次要结构5由此被单桩1所支承，而单桩1没有装备特别的元件，例如焊接到单桩1上的垫板。
在所示实施例中，次要结构5包括主区段，该主区段包括外部接近平台8和内部操作平台9。外部接近平台8用作风力发电机运行寿命期间的接近平台。内部操作平台9主要用作风力发电机安装期间的操作平台，例如内部操作平台9在安装期间以及螺栓和螺母的紧固期间被用于操作人员的平台，所述螺栓和螺母用于将单桩1和风力发电机塔架7相互连接。
在基础结构已被建立之后、以及风力发电机塔架7已被安装到单桩1之后、以及在风力发动机随后的运行寿命期间，内部操作平台9可以在维修期间和/或螺栓和螺母的控制期间充当平台，所述螺栓和螺母用于将单桩1和风力发电机塔架7相互连接。在所示实施例中，外部接近平台8和内部操作平台9组成了同一机械结构的元件。
在单桩1已被打入或振动到地面2B中之后，次要结构5的主区段被起重架吊起并且向着单桩1的顶部降下，并且被支承在单桩的顶部凸缘3上。
当基础结构最终建立时，风力发电机塔架7最终被安装到单桩1的顶部凸缘3上。在这之前，如上面所述，次要结构5的主区段已经被单桩1的顶部凸缘3所支承。风力发电机塔架由此被单桩1的顶部凸缘3所支承，其中次要结构5的主区段已经被支承。
次要结构的主区段可具有凸缘4，该凸缘4将被单桩1的顶部凸缘3所支承。次要结构5的凸缘4可具有用于螺栓10的孔，该螺栓10用于将风力发电机塔架7安装到单桩1，次要结构5的凸缘4的所述孔与单桩1的顶部凸缘3的孔相匹配以及与风力发电机塔架7的底部凸缘6的对应孔相匹配。由此，用于将风力发电机塔架7安装到单桩1顶部的螺栓10将会穿过次要结构5的凸缘4中的孔。
可选择地，次要结构5可沿着单桩1的顶部凸缘3的周向区段被支承在单桩1的顶部凸缘3上，并且被支承在单桩1的顶部凸缘3中没有设置孔的位置上。由此，用于将风力发电机塔架7安装到单桩1的顶部的螺栓10将会从次要结构5被支承在单桩1上的位置旁边经过。
图2是显示了用于风力发电机的基础结构的第二个可行实施例的草图。与图1中所示的基础结构相类似，基础结构包括单桩1。单桩的底部区段1B部分地嵌入到地面2B(可以是海床)中。单桩的顶部区段1A在地面2B上方延伸以及在可能的海平面2A上方延伸、并且用于支承整个风力发电机以及对于安装以及随后维修风力发电机而言所必须的任意设备。
单桩1构成了基础结构的主要结构。根据所述，用于风力发电机的基础结构的主要结构是执行包括风力发电机塔架的风力发电机自身负载承载的结构。包含单桩的基础结构优选地用于离岸安装，其中由于地面被淹没在海平面2A以下，因此接近地面是困难的。单桩被用于打入或者振动到地面中，优选地打入或者振动到海床中，作为建立风力发电机基础结构的初始方法步骤。
在所示实施例中，单桩1在单桩1的顶部上设置有凸缘3。凸缘3沿着单桩1的整个圆周以及沿着单桩1的内部边缘延伸。凸缘3仅用于支承中间管状区段11的对应底部凸缘12，该中间管状区段11至少被支承在单桩1上、优选地被安装到单桩1。中间管状区段11由在单桩1的延伸方向向上延伸的管状区段所构成。
当建立基础结构时，单桩1被最初打入或者振动到地面2B中。接下来，中间管状区段11被安装到单桩1的顶部凸缘3上。中间管状区段11由此被单桩1所支承，而单桩1没有装备有特别的元件，例如焊接到单桩1上的垫板。中间管状区段11构成了基础结构的负载承载结构的一部分。
在所示实施例中，次要结构5包括主区段，该主区段包括外部接近平台8和内部操作平台9。外部接近平台8和内部操作平台9均被中间管状区段11所支承，该中间管状区段11由在单桩1的延伸方向向上延伸的管状区段所构成。外部接近平台8被中间管状区段11沿着区段11的凸缘21并且通过次要结构5的凸缘4所支承。
外部接近平台8用作风力发电机的运行寿命期间的接近平台。内部操作平台9主要用作风力发电机安装期间的操作平台，例如内部操作平台9在安装期间以及螺栓和螺母的紧固期间用于操作人员的平台，所述螺栓和螺母用于将中间管状区段11分别地连接单桩1和风力发电机塔架7。
在基础结构已被建立之后、以及风力发电机已被通过中间管状区段11而被安装到单桩1之后、以及在风力发动机接下来的运行寿命期间，内部操作平台9可以在维修期间和/或螺栓和螺母的控制期间充当平台。在所示实施例中，外部接近平台8、内部操作平台9以及中间管状区段11构成同一机械结构的元件。
在单桩1已被打入或者振动到地面2B中之后，中间管状区段11被起重架所提升以及向着单桩1的顶部向下降落、并且被支承在单桩1的顶部凸缘3上。
中间管状区段11具有底部凸缘12，该底部凸缘12被单桩1的顶部凸缘3所支承。中间管状区段11的底部凸缘12具有用于螺栓14的孔并且该孔与单桩1的顶部凸缘3的孔相匹配。由此，用于将中间管状区段11安装到单桩1顶部的螺栓14将会穿过单桩1的顶部凸缘3的孔以及穿过中间管状区段11的底部凸缘12的对应孔。
中间管状区段11还具有顶部凸缘13，用于支承风力发电机塔架7底部的凸缘6。中间管状区段11的顶部凸缘13具有用于螺栓15的孔，该螺栓15用于将风力发电机塔架7安装到中间管状区段11，所述孔与风力发电机塔架7的底部凸缘6的孔相匹配。由此，用于将风力发电机塔架7安装到中间管状区段11的螺栓15将会穿过风力发电机塔架7底部的凸缘6中的孔以及穿过中间管状区段11的顶部凸缘13的对应孔。
当基础结构最终建立时，风力发电机塔架7将最终被安装到中间管状区段11的顶部凸缘13上。在这之前，如上面所述，中间管状区段11已被单桩1的顶部凸缘3所支承。风力发电机塔架7由此安装到中间管状区段11的顶部凸缘13以及中间管状区段11的底部凸缘12已被安装到单桩1的顶部凸缘3。可选择地，中间管状区段的底部凸缘12可被安装到单桩1的顶部凸缘3，其中风力发电机塔架7已被安装到中间管状区段11的顶部凸缘13。
总之，根据图1和图2中显示和描述的基础结构实施例，通过在单桩1的顶部设置顶部凸缘3以及在风力发电机塔架7的底部设置对应凸缘6，已经建立起将风力发电机塔架7安装到单桩1。用于螺栓10，14的孔分别地设置在单桩1的顶部凸缘3或者中间结构11的顶部凸缘13中，以及设置在风力发电机塔架7的凸缘6中，所述螺栓10，14用于将风力发电机塔架7分别地安装到单桩1或者中间结构11。
次要结构5可包含有次要结构的主区段，该主区段也具有凸缘4，该凸缘4的圆周对应于单桩1的顶部凸缘3以及对应于风力发电机塔架7的凸缘6。可选择地，凸缘4的圆周对应于中间管状区段11的凸缘21。次要结构5的凸缘4设置有孔，螺栓将会在单桩1和风力发电机塔架7之间穿过所述孔。
可选择地，次要结构可包含有次要结构的主区段，该主区段具有其它支承元件而不是凸缘，例如对角延伸梁。次要结构的其它支承元件被支承在单桩的凸缘上并且被支承在单桩顶部凸缘与风力发电机塔架底部凸缘之间螺栓不会经过的位置，所述螺栓由此从次要结构的其它支承元件旁边经过。
进一步在可选方案中，次要结构可通过具有底部凸缘12和顶部凸缘13的中间管状区段11而被基础结构所支承，底部凸缘12和顶部凸缘13的圆周分别地对应于单桩1的顶部凸缘3以及风力发电机塔架的的底部凸缘6。中间管状区段11的凸缘12，13设置有孔，单桩1的顶部凸缘3与中间管状区段11的底部凸缘12之间的螺栓14以及中间管状区段11的顶部凸缘13与风力发电机塔架7的底部凸缘6之间的螺栓15分别穿过所述孔。
基础结构的所有附接装置，例如登船平台、进入爬梯、平台、J/I管、阴极防蚀系统等等，可以被固定到作为次要结构一部分的支承框架上，该支承框架可以在单桩打入或振动之后通过一次提升而被安装到基础结构的单桩上。登船平台防护管以及J/I管是次要结构的整体部分。
组成次要结构一部分的支承框架固定到风力发电机塔架7与单桩1之间的中间凸缘4或者固定到中间管状区段11，该中间区段具有用于基础结构连接的底部凸缘12以及用于风力发电机塔架7连接的顶部凸缘13。
所有上述实施例确保了主要结构可以不具有用于将次要结构安装到主要结构的任意螺栓连接、铆接、焊接或者其它固定元件，例如垫板或者类似元件。由此，主要结构的任意机械加工(例如钻孔)以及任意材料结合(例如焊接，但不包括灌浆)得以消除或者至少降低到绝对最小值。
接下来，对单桩1和次要结构5以及中间管状区段11中除了凸缘3、4、12、13之外的元件进行描述，以用于建立基础结构，其中主要结构仍不具有用于将次要结构安装到主要结构的任意焊接、固定元件(例如垫板或类似元件)。
在图1和图2中所示的实施例中，次要结构5被显示成具有外部接近平台8和内部操作平台9。次要结构5还被显示成具有所谓的I管以及J管，用于使来自风力发电机的电缆穿过并且沿着基础结构向下。在基础结构建立在海中的情况下，次要结构还会具有登船平台以及由此起到停泊结构的作用，在风力发电机的运行寿命期间用于工作船只或者其它海船装入和/或卸下操作人员以及用于风力发电机的操作设备。
特别是在次要结构也具有登船平台以及由此起到停泊结构的作用的情况下，次要结构5可设置有安置在单桩1和次要结构5之间的负载吸收元件。在所示实施例中，负载吸收元件是由弹性体材料(例如橡胶或其它适当材料)制成的滚筒16。
滚筒16被安置在单桩1的外周17与形成次要结构5的内周18的区段5A之间的空隙中，并且该形成次要结构5的内周18的区段5A沿着单桩1的向上延伸部1A延伸。由于滚筒16，单桩1与次要结构5之间的空隙19大小会比通常使用的空隙大得多。
由此，空隙19可具有从单桩1的外周17径向测量的至少50mm，优选为至少100mm，可能地至少150mm的范围。当沿着单桩安装次要结构时，由于两个结构之间的可能刮擦而对涂层产生的损害风险(例如单桩1的防腐蚀涂漆和/或次要结构5的防腐蚀涂漆)由此得以消除。
可选择地，负载吸收元件可以是在单桩与次要结构之间空隙中突出的任意形状的垫、任意形状的珠子，O形环密封件、唇状密封件或者其它元件。然而，负载吸收元件优选地由橡胶或其它弹性体材料制成。
然而可选择地，该元件本身不是负载承载的并且可以由非弹性体材料制成，但是该材料仍然能够减小单桩与次要结构之间的摩擦，例如PUR、尼龙或者其它减摩材料。
通常地，在建立基础结构的所有情况下、并且不仅在次要结构可充当停泊结构的情况下，减摩元件是优选的，原因是：当沿着单桩安装次要结构时，由于两个结构之间的可能刮擦从而对涂层(例如单桩1的防腐蚀涂漆和/或次要结构5的防腐蚀涂漆)产生的损害风险由此得以消除。
进一步在可选方案中，负载吸收元件以及减摩元件被省略。相反地，固定元件被用于将次要结构固定到单桩，同样在两个结构的区段之间而不是在单桩的顶部。这种另外的固定装置可以是螺栓和螺母，然而在次要结构建立在海上的情况下会在猛烈海水或者船只对次要结构产生冲击期间发生损坏或者甚至是断裂。除了螺栓及螺母，固定装置可以是夹具(未示出)。
如上所述，可以在次要结构沿着单桩安装的期间建立起比迄今为止使用的更大空隙19，从而避免安装期间次要结构刮擦单桩的涂层。在特定实施例中，在次要结构的安装之前或者之后，围绕着次要结构的至少一部分设置夹具，以及夹具随后被夹紧。夹具的夹紧使单桩1的外周17与形成次要结构5内周18的区段5A之间的任意空隙19减小以及最终闭合，由此最终将次要结构固定到单桩，同样是在两个结构的区段之间而不是在单桩的顶部。
进一步在可选方案中，负载吸收元件和减摩元件被省略，并且作为代替的方式使用灌浆将次要结构固定到单桩，同样是在两个结构的区段之间而不是在单桩的顶部。这种灌浆可以灌注到单桩1的外周17与次要结构5中形成次要结构5的内周18的元件之间的空隙19中，并且如果选择合适的灌浆种类，那么即便是在海平面2A以下灌浆也可以固化。
与减摩垫、珠子或者类似物相比，将滚筒优选设置作为负载吸收元件的优点在于：当次要结构沿着单桩下降时，几乎消除了单桩的金属上的涂层与次要结构上的涂层之间的摩擦。
由此在基础结构的建立期间，当次要结构沿着单桩下降时，不会发生涂层的损坏，既不会损坏单桩的涂层也不会损坏次要结构的涂层。单桩涂层不会发生损坏以及次要结构涂层不会发生损坏能够消除或者至少减少金属的任何腐蚀。
只有水平力被次要结构下部上的弹性滚筒所支承。垂直力被中间凸缘4和/或中间管状区段11的凸缘21所承载(参见图2)。下部固定装置的设计使得安装能够实现，而不需要使用昂贵的潜水员。
由于不需要焊接的垫板，对于单桩设计因此不需要应用应力集中系数(SCFs)。这样可以使用具有更薄壁厚的单桩。
通过负载承载滚筒、减摩垫或类似物的弹性，或者灌注到空隙中并且允许固化的灌注材料，(圆度)的制造公差得到补偿。由于次要结构从中间凸缘(参见图1)或者从中间管状区段(参见图2)悬垂出来，因此不必关注垂直公差。
然而，由于单桩以及I管和J管以及次要结构中可能的其它元件都被淹没在海水中，因此为了消除可能的额外腐蚀风险，无论是呈如图所示的牺牲阳极20形状和/或外加电流的阴极防蚀系统都可以与负载承载元件以及至少与减摩元件一起设置。

Claims (43)

1.一种用于安装风力发电机的方法，所述方法包括以下步骤：
-在地面上建立用于风力发电机的基础结构，所述基础结构包括至少一个桩柱，所述桩柱从地面或者从用于基础结构的地基向上延伸；
-所述至少一个桩柱是基础结构的主要结构的一部分，所述主要结构执行风力发电机自身的负载承载；
-建立风力发电机自身的次要结构，所述次要结构不执行风力发电机自身的负载承载；
-在所述至少一个桩柱上建立所述次要结构的支承件；
-将接合件安装到所述次要结构；以及
-没有将接合件安装到作为主要结构一部分的所述至少一个桩柱。
2.如权利要求1所述的方法，其中，将所述接合件安装到所述次要结构通过焊接或螺栓连接而建立。
3.如权利要求1所述的方法，其中，没有将接合件安装到作为主要结构一部分的所述至少一个桩柱包括没有通过固定装置将接合件安装到所述至少一个桩柱，所述固定装置涉及桩柱的机械或热致材料结合。
4.一种用于安装风力发电机的方法，所述方法包括以下步骤：
-在地面上建立用于风力发电机的基础结构，所述基础结构包括至少一个桩柱，所述桩柱从地面或者从用于基础结构的地基向上延伸；
-所述至少一个桩柱是基础结构的主要结构的一部分，所述主要结构执行风力发电机自身的负载承载；
-将次要结构安装到作为主要结构一部分的所述至少一个桩柱，所述次要结构不执行风力发电机自身的负载承载； 
-通过所述至少一个桩柱的顶部至少支承所述次要结构的一部分建立所述次要结构的安装；
-将接合件安装到所述次要结构，所述接合件安装到所述次要结构是通过机械加工或者通过材料结合而建立的；
-将风力发电机塔架安装到作为主要结构一部分的所述至少一个桩柱，并且所述次要结构构成所述至少一个桩柱与所述风力发电机塔架之间的中间结构。
5.如权利要求4所述的方法，
-其中，所述次要结构用于沿着所述至少一个桩柱的顶部凸缘以及沿着所述次要结构的对应支承凸缘被支承在作为所述主要结构一部分的所述至少一个桩柱上；
-其中，所述次要结构的凸缘向着作为主要结构一部分的所述至少一个桩柱的顶部凸缘下降并且被所述顶部凸缘所支承；以及
-其中，所述风力发电机塔架随后向着所述次要结构的凸缘下降并且通过将所述风力发电机塔架的底部凸缘紧固到所述至少一个桩柱的顶部凸缘被安装到所述基础结构；以及
-其中，在将所述风力发电机塔架安装到所述至少一个桩柱期间，所述次要结构的凸缘被设置在所述至少一个桩柱的顶部凸缘以及所述风力发电机塔架底部凸缘的中间。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述机械加工包括形成用于螺栓或铆钉的孔。
7.如权利要求4所述的方法，其中，所述材料结合包括焊接。
8.一种用于安装风力发电机的方法，所述方法包括以下步骤：
-在地面上建立用于风力发电机的基础结构，所述基础结构包括至少一个桩柱，所述桩柱从地面或者从用于基础结构的地基向上延伸； 
-所述至少一个桩柱是基础结构的主要结构的一部分，所述主要结构执行风力发电机自身的负载承载；
-将次要结构安装到作为主要结构一部分的至少一个中间管状区段，所述次要结构不执行风力发电机自身的负载承载；
-通过机械加工或者通过热致材料结合从而建立将所述次要结构安装到所述至少一个中间管状区段；
-使所述至少一个中间管状区段向着所述至少一个桩柱下降，所述至少一个中间管状区段的所述下降通过所述至少一个桩柱的顶部至少支承所述至少一个中间管状区段的一部分而被终止；以及
-将所述风力发电机塔架安装到所述至少一个中间管状区段。
9.如权利要求8所述的方法，
-其中，所述至少一个中间管状区段用于沿着所述至少一个桩柱的顶部凸缘以及沿着所述至少一个中间管状区段的对应底部凸缘被支承在作为所述主要结构一部分的所述至少一个桩柱上；
-其中，所述至少一个中间管状区段的底部凸缘向着作为所述主要结构一部分的所述至少一个桩柱的顶部凸缘下降并且被所述顶部凸缘所支承；以及
-其中，所述风力发电机塔架用于沿着所述至少一个中间管状区段的顶部凸缘以及沿着所述风力发电机塔架的对应底部凸缘被支承在所述至少一个中间管状区段上；
-其中，所述风力发电机塔架随后向着所述至少一个中间管状区段的顶部凸缘下降，并且通过将所述风力发电机塔架的底部凸缘紧固到所述至少一个中间管状区段的顶部凸缘而被安装到所述基础结构。
10.如权利要求4所述的方法，其中：
-通过使所述次要结构的至少一部分从所述至少一个桩柱的顶部端 部沿着所述至少一个桩柱的向上延伸部向下滑动建立所述次要结构的所述安装；
-通过将所述次要结构的至少一部分紧固到所述至少一个桩柱的向上延伸部从而进一步完成所述次要结构的所述安装。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述滑动连同所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与由所述次要结构的元件所提供的内周的至少一部分之间的减摩元件被建立。
12.如权利要求11所述的方法，其中，减摩元件的提供是通过多个大体弹性体元件所建立，所述弹性体元件在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的元件的内周的至少一部分之间延伸，并且所述减摩元件与所述至少一个桩柱的外周的至少一部分形成滑动接合。
13.如权利要求11所述的方法，其中，减摩元件的提供是通过多个大体刚性元件所建立，所述刚性元件在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的元件的内周的至少一部分之间延伸，以及所述减摩元件与所述至少一个桩柱的外周的至少一部分形成滑动接合。
14.如权利要求11所述的方法，其中，减摩元件的提供是通过多个大体垂直滚动元件所建立，所述垂直滚动元件在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的元件的内周的至少一部分之间延伸，以及所述减摩元件与所述至少一个桩柱的外周的至少一部分形成滑动接合。
15.如权利要求11所述的方法，其中，减摩元件的提供是通过多个珠子或者唇状元件或者舌状元件所建立，所述珠子或唇状元件或舌状元件在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的元件的内周的至少一部分之间延伸，以及所述减摩元件与所述至少一个桩柱的外周的至少一部分形成滑动接合。 
16.如权利要求10-15任一所述的方法，其中，沿着作为所述主要结构一部分的至少一个桩柱进行滑动的所述次要结构的区段随后被紧固到所述至少一个桩柱，所述紧固是通过围绕着所述至少一个桩柱的外周夹紧次要结构的所述元件的内周而被建立。
17.如权利要求8所述的方法，其中，所述机械加工包括形成用于螺栓或铆钉的孔。
18.一种用于风力发电机的基础结构，所述基础结构包括：
-至少一个桩柱，所述至少一个桩柱从地面或者从用于所述至少一个桩柱的地基或者可能从所述基础结构的其它部件向上延伸，所述基础结构的所述其它部件被设置在地面上；
-所述至少一个桩柱是所述基础结构的主要结构的一部分，所述主要结构执行风力发电机自身的负载承载；
-次要结构，所述次要结构沿着所述至少一个桩柱的向上延伸部的至少一部分而至少部分地围绕着所述至少一个桩柱和/或至少部分地被所述至少一个桩柱所支承，所述次要结构不执行风力发电机自身的负载承载；
-所述次要结构包括支承元件，用于将所述次要结构支承到所述至少一个桩柱；以及
-所述基础结构还包括用于将附加结构安装到所述基础结构的接合件，以及其中，至少大部分接合件都通过机械紧固或者通过材料结合而附接到所述次要结构。
19.如权利要求18所述的基础结构，其中，所述基础结构包括以下桩柱结构中的至少一种：单桩或者多个桩柱。
20.如权利要求18或19所述的基础结构，其中，所述基础结构包括以下桩柱结构中的至少一种：中空管状桩柱和实心桩柱。 
21.如权利要求18或19所述的基础结构，其中，所述次要结构的支承元件是凸缘，所述凸缘在所述至少一个桩柱的顶部凸缘与所述风力发电机塔架的底部凸缘之间延伸，当所述风力发电机塔架被安装到所述基础结构时，所述次要结构的所述凸缘被设置在所述至少一个桩柱的所述顶部凸缘与所述风力发电机塔架的所述底部凸缘中间。
22.如权利要求18或19所述的基础结构，其中，所述次要结构的支承元件是至少一个中间管状区段，所述至少一个中间管状区段在所述至少一个桩柱与所述风力发电机塔架之间延伸。
23.如权利要求22所述的基础结构，其中，所述至少一个中间管状区段具有被安装到所述至少一个桩柱的顶部凸缘的底部凸缘，所述至少一个中间管状区段还具有顶部凸缘，当所述风力发电机塔架被安装到所述基础结构时，所述风力发电机塔架的底部凸缘被安装到所述中间管状区段的顶部凸缘上。
24.如权利要求18或19所述的基础结构，其中，所述次要结构的至少一个区段沿着所述基础结构的所述至少一个桩柱的向上延伸部向下延伸，所述次要结构的所述区段通过侧向支承元件被侧向地支承在所述至少一个桩柱的外周上，所述侧向支承元件构成所述次要结构的向下延伸区段与所述至少一个桩柱的向上延伸部之间的减摩元件。
25.如权利要求24所述的基础结构，其中，所述减摩元件是在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的内周的至少一部分之间延伸的多个大体弹性体元件。
26.如权利要求24所述的基础结构，其中，所述减摩元件是在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的内周的至少一部分之间延伸的多个大体刚性元件。
27.如权利要求24所述的基础结构，其中，所述减摩元件是在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的内周的至少一部分 之间延伸的多个大体垂直滚动元件。
28.如权利要求24所述的基础结构，其中，所述减摩元件是在所述至少一个桩柱的外周的至少一部分与所述次要结构的内周的至少一部分之间延伸的多个珠子或者唇状元件或者舌状元件。
29.如权利要求18或19所述的基础结构，其中，所述次要结构的向下延伸区段沿着所述至少一个桩柱的向上延伸部延伸，至少一个夹具沿着所述次要结构的所述区段的内周的至少一部分设置，所述夹具被夹紧从而将所述次要结构的向下延伸区段侧向地紧固到所述至少一个桩柱的外周。
30.如权利要求18所述的基础结构，其中，用于将所述次要结构支承到所述至少一个桩柱的所述支承元件将所述次要结构安装到所述至少一个桩柱。
31.如权利要求18所述的基础结构，其中，所述至少大部分接合件包括全部接合件。
32.如权利要求18所述的基础结构，其中，所述机械紧固包括螺栓及螺母或者铆钉紧固。
33.如权利要求18所述的基础结构，其中，所述材料结合包括焊接或者灌浆。
34.如权利要求20所述的基础结构，其中，所述中空管状桩柱由钢制成。
35.如权利要求20所述的基础结构，其中，所述实心桩柱由混凝土制成。
36.如权利要求22所述的基础结构，其中，，当所述风力发电机塔架被安装到所述基础结构时，所述至少一个中间管状区段是所述风力发电机塔架的一部分。 
37.一种风力发电机，包括基础结构和安装到所述基础结构上的风力发电机塔架：
-所述风力发电机具有包括至少一个桩柱的基础结构，所述至少一个桩柱从地面或者可能从所述基础结构的其它部件向上延伸，所述基础结构的所述其它部件被设置在地面上；以及
-所述至少一个桩柱是所述基础结构的主要结构的一部分，所述主要结构执行风力发电机自身的负载承载；
-所述风力发电机具有次要结构，所述次要结构沿着所述至少一个桩柱的向上延伸部的至少一部分而至少部分地围绕着所述至少一个桩柱和/或至少部分地被所述至少一个桩柱所支承，所述次要结构不执行风力发电机自身的负载承载；以及
-所述次要结构包括支承元件，用于将所述次要结构安装到所述至少一个桩柱；
-所述基础结构还包括用于将附加结构安装到所述基础结构的接合件，所有所述接合件通过机械紧固或者通过材料结合而被附接到所述次要结构。
38.如权利要求37所述的风力发电机，其中，所述基础结构包括以下桩柱结构中的至少一种：单桩或者多个桩柱。
39.如权利要求37或38所述的风力发电机，其中，所述基础结构包括以下桩柱中的至少一种：中空管状桩柱和实心桩柱。
40.如权利要求37所述的风力发电机，其中，所述机械紧固包括螺栓及螺母或者铆钉紧固。
41.如权利要求37所述的风力发电机，其中，所述材料结合包括焊接或者灌浆。
42.如权利要求39所述的风力发电机，其中，所述中空管状桩柱由 钢制成。
43.如权利要求39所述的风力发电机，其中，所述实心桩柱由混凝土制成。 
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO330475B1 (no) * 2009-06-16 2011-04-26 Olav Olsen As Dr Techn Vindturbinfundament samt fremgangsmate for oppbygging av et vindturbinfundament for variabelt vanndyp
JP2013534583A (ja) * 2010-05-25 2013-09-05 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 洋上建築物用ジャケット構造体
CN102906340A (zh) 2010-05-28 2013-01-30 西门子公司 地锚、使用地锚的近海地基和建立近海地基的方法
PT2630307T (pt) * 2010-10-20 2016-10-27 Mhi Vestas Offshore Wind As Fundação para uma turbina eólica e processo de fabricação da mesma
CN102094770A (zh) * 2011-02-23 2011-06-15 河海大学 一种风力发电场基础设计方法
PL218742B1 (pl) 2011-06-07 2015-01-30 Vistal Wind Power Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Morska elektrownia wiatrowa oraz sposób stawiania morskiej elektrowni wiatrowej
ES2559958T3 (es) 2011-10-24 2016-02-16 Areva Wind Gmbh Plataforma de trabajo para una planta de energía eólica en alta mar y método para fabricar la misma
DE102012003572A1 (de) * 2012-02-27 2013-08-29 Rwe Innogy Gmbh Offshore-Plattform-Konstruktion sowie Verfahren zur Errichtung einer Offshore-Windturbinenstation
KR101955891B1 (ko) * 2012-09-28 2019-06-19 한국전력공사 해상풍력 지지구조물 보호장치
KR101417636B1 (ko) * 2013-05-03 2014-07-09 재단법인 포항산업과학연구원 시공용 가이드 및 이를 활용한 풍력발전 하부구조물의 시공방법
DE102014112787A1 (de) 2014-09-05 2016-03-10 P.E. Concepts Gmbh Verfahren für das Verbinden eines oberen Rohrendes einer Gründungsstruktur mti einem unteren Rohrende eines Strukturelements für die Errichtung einer Off-Shore-Windenergieanlage
KR20170017458A (ko) 2015-08-07 2017-02-15 김현기 하중전이 연결부를 갖는 해양플랜트 하이브리드 지지구조물 및 그 설치 방법
JP2019513945A (ja) 2016-04-15 2019-05-30 ピーユーアール ウインド エーピーエス 風力タービン用のガスケット
CN107630792A (zh) * 2016-07-19 2018-01-26 上海泰胜风能装备股份有限公司 锥体套装运输装置
NL2017594B1 (en) * 2016-10-10 2018-04-16 Delft Offshore Turbine B V Offshore structure comprising a coated slip joint and method for forming the same
CN107061181B (zh) * 2017-03-29 2023-04-07 江苏巨鑫石油钢管有限公司 一种单桩式海上风机的外平台及其安装方法
DE102017112373A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-06 Innogy Se Offshore Anlage
GB201711809D0 (en) 2017-07-21 2017-09-06 Governors Of The Univ Of Alberta Antisense oligonucleotide
MX2020005860A (es) 2017-12-06 2020-09-09 Avidity Biosciences Inc Composiciones y metodos de tratamiento de atrofia muscular y distrofia miotonica.
DK3502353T3 (da) * 2017-12-22 2021-07-05 Siemens Gamesa Renewable Energy As Fundamentkonstruktionssystem til en offshore-vindmølle og fremgangsmåde til installation af en offshore-vindmølle
BR102018068589A2 (pt) * 2018-09-13 2020-03-24 Frank Bollmann Sistema modular de construção, condução e fixação de elementos de estruturas tubulares e estrutura tubular correspondente
NL2022032B1 (en) * 2018-11-20 2020-06-03 Sif Holding N V TP-free monopile and method for forming the same
CN109543287B (zh) * 2018-11-20 2023-04-07 深能南京能源控股有限公司 基于遗传算法的风电机组基础尺寸优化方法
US10612523B1 (en) 2019-06-01 2020-04-07 Nagan Srinivasan Offshore monopile wind turbine with triangular support structure
TWI761999B (zh) * 2019-10-25 2022-04-21 丹麥商維斯塔斯風力系統有限公司 風力渦輪機塔設備及其組裝方法
CN111576984B (zh) * 2020-05-12 2021-08-20 福建龙岩方圆水泥制品有限公司 一种强稳固性能电杆的制造工艺
GB2601507B (en) 2020-12-01 2023-08-16 Subsea 7 Ltd Installing equipment in offshore monopile foundations
CN113137060B (zh) * 2021-04-23 2022-11-18 武汉京冶中城建设有限公司 一种水塔的水箱吊装装置及其施工方法
CN114000552A (zh) * 2021-11-12 2022-02-01 中交第三航务工程局有限公司 一种海上风机基础单桩的桩顶水平度的纠偏方法
GB2619005A (en) 2022-05-17 2023-11-29 Subsea 7 Ltd Mounting equipment on wind turbine structures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025021A (en) * 1976-02-17 1977-05-24 Stout Robert K Concrete form for casting-in-place a concrete structure
CN1816667A (zh) * 2003-05-02 2006-08-09 D·W·鲍威尔 预制建筑的结构及方法
CN1940186A (zh) * 2005-09-30 2007-04-04 通用电气公司 打入支承离岸风涡轮的单柱桩的系统和方法

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US476889A (en) * 1892-06-14 meyer
US125771A (en) * 1872-04-16 Improvement in telegraph-poles
US546710A (en) * 1895-09-24 Timothy rogers
US1786631A (en) * 1928-04-25 1930-12-30 Stephen W Borden Supporting pole for electrical conductors
US2357046A (en) * 1943-05-18 1944-08-29 Robert B Hewitt Adjustable stool carriage
US2698873A (en) * 1950-06-20 1955-01-04 Clifton L Allsworth Tower for television aerials
US2784556A (en) * 1954-03-01 1957-03-12 Havilland Propellers Ltd De Anemo-electric power plants
US2901890A (en) * 1957-04-26 1959-09-01 Frank E Hutchison Submarine structure
US3110368A (en) * 1959-11-12 1963-11-12 John S Ross Sectional torsionally rigid mast
US3371458A (en) * 1966-06-30 1968-03-05 Atlantic Res Corp Structural unit
US3412813A (en) * 1967-06-15 1968-11-26 Bert E. Johnson Core drill stand
US3768016A (en) * 1972-06-01 1973-10-23 Pittsburgh Des Moines Steel Modular, prefabricated, integrated communications relay tower
US3934658A (en) * 1974-09-19 1976-01-27 Nelson Norman A Modular underwater well platform system
US4248549A (en) * 1979-06-11 1981-02-03 Cameron Iron Works, Inc. Apparatus for anchoring a platform at an offshore location
US4589802A (en) * 1981-08-11 1986-05-20 Sedco, Inc. Slip assembly for subsea template
GB2136860B (en) * 1983-03-18 1986-10-22 Heerema Engineering An improved tower structure and method of fabricating such a structure
GB2156502A (en) * 1984-03-30 1985-10-09 James William Bunce Self damping guyed stack
US4654612A (en) * 1984-12-18 1987-03-31 Andrew Corporation Spring hanger system for UHF circular waveguide having glide ring and clamping ring connected by constant force springs
US4934114A (en) * 1986-08-27 1990-06-19 Lindsey Mfg. Co. Lightweight line tower kit
ES2160539B1 (es) * 2000-02-10 2003-04-01 Jimenez Belinchon S A Disposicion de camuflaje aplicable sobre torres soporte de antenas de tecelomunicaciones o similares.
US6249261B1 (en) * 2000-03-23 2001-06-19 Southwest Research Institute Polymer, composite, direction-finding antenna
US6888264B1 (en) * 2000-05-02 2005-05-03 Valmont Industries, Inc. Method and means for mounting a wind turbine on a tower
US6513299B1 (en) * 2000-09-18 2003-02-04 Valmont Industries, Inc. Antenna support
PL198111B1 (pl) * 2001-02-22 2008-05-30 Layher W Vermogensverw Gmbh Konstrukcja łącząca do ramy rusztowania oraz rama szkieletu układu rusztowań
FR2827015B1 (fr) * 2001-07-06 2005-12-23 Bouygues Offshore Eolienne offshore et son procede de construction
US6650300B2 (en) * 2001-12-17 2003-11-18 Spx Corporation Common aperture UHF/horizontally polarized low-and mid-band VHF antenna
US6694698B2 (en) * 2002-05-03 2004-02-24 Creative Design & Maching, Inc. Reinforcement apparatus for monopole towers
NL1021191C1 (nl) * 2002-07-31 2004-02-03 Scafom Internat B V HD Ondersteuningssysteem-moduul.
US7059095B1 (en) * 2002-10-11 2006-06-13 Stevens James A Anchored monopole upgrade system
DE10330963A1 (de) 2003-07-08 2005-01-27 Repower Systems Ag Gründung für Bauwerke
JP2005232747A (ja) 2004-02-18 2005-09-02 Taisei Corp 水中骨組構造の設置方法と設置部材
EP1805414B1 (de) 2004-08-31 2015-12-09 BARD Holding GmbH Gründung für eine offshore-windkraftanlage
US7198453B2 (en) * 2004-11-12 2007-04-03 Keystone Engineering, Inc. Offshore structure support and foundation for use with a wind turbine and an associated method of assembly
US7321340B1 (en) * 2005-03-07 2008-01-22 Pds Electronics, Inc. Multipurpose antenna hub
US7390140B2 (en) * 2005-08-01 2008-06-24 Roger Baber Marine pier system
JP2007092406A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Mitsubishi Heavy Industries Bridge & Steel Structures Engineering Co Ltd 水上構造物の基礎構造
US7735290B2 (en) * 2005-10-13 2010-06-15 General Electric Company Wind turbine assembly tower
GB0608367D0 (en) 2006-04-28 2006-06-07 Uws Ventures Ltd Plug system
US7530780B2 (en) * 2006-05-22 2009-05-12 General Electric Company Method and apparatus for wind power foundation
GB0716733D0 (en) * 2007-08-30 2007-10-10 Reactec Ltd Tower
ES2611162T3 (es) * 2007-10-09 2017-05-05 Jeffrey O. Willis Estructura de torre y procedimiento de montaje
EP2189657A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-26 Vestas Wind Systems A/S Off-shore wind turbine and method of erecting a wind turbine tower
US8302365B2 (en) * 2010-02-25 2012-11-06 Gee Anthony F Partially self-erecting wind turbine tower
GB2484672B (en) * 2010-10-18 2013-10-16 Claxton Engineering Services Ltd Tower connector
US7993107B2 (en) * 2010-10-25 2011-08-09 General Electric Company Onshore wind turbine with tower support system
US20120131876A1 (en) * 2011-10-18 2012-05-31 Jacob Johannes Nies Hoisting nacelle and tower

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025021A (en) * 1976-02-17 1977-05-24 Stout Robert K Concrete form for casting-in-place a concrete structure
CN1816667A (zh) * 2003-05-02 2006-08-09 D·W·鲍威尔 预制建筑的结构及方法
CN1940186A (zh) * 2005-09-30 2007-04-04 通用电气公司 打入支承离岸风涡轮的单柱桩的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
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US9494131B2 (en) 2016-11-15
CN101809283A (zh) 2010-08-18

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