CN102296624A - 格构桩式海上风力发电机基础结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种格构桩式海上风力发电机基础结构。本发明的目的是提出一种适用于水深0～40m范围的海域中，能有效的抵抗海水腐蚀性，具有良好的抗弯刚度，且廉价、可靠、施工简便的风力发电机基础结构型式。本发明的技术方案是：一种格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：它包括外围3～8根倾斜或竖直布置的格构桩，格构桩下端伸入至海床以下持力层，格构桩顶部连有承台。本发明适用于海上风力发电行业土木工程技术领域，主要用于水深在0～40m的海域内。

Description

格构桩式海上风力发电机基础结构
技术领域
本发明涉及一种格构桩式海上风力发电机基础结构，属于海上风力发电行业土木工程技术领域，主要用于水深在0～40m的海域内。
背景技术
在我国，风力发电行业是一个新兴的行业。上世纪八十年代起，我国引进国外技术逐步在国内建设风力发电场，2000年以后，由于国家鼓励对可再生能源的开发和利用，使国内风力发电行业得到迅速发展。
到目前为止，我国已经在内蒙古、新疆、河北及东部沿海地区建成了一大批陆上风电场。但随着风电产业的大规模发展，土地资源紧张、与当地其它产业的予盾等问题已日渐显现，而我国拥有漫长的海岸线，其海上区域蕴藏有丰富的风能资源，近年来，特别是2010年江苏大丰、东台、滨海和射阳四个海上特许权项目的招标实施，海上风电得到了快速的发展。
由于海上自然环境的特殊性，普通的陆上施工机械和施工方法将不能使用，陆上常规的风力发电机基础结构不能用于海上。用于海上的风力发电机基础要解决防潮水、软弱地基、海水腐蚀性等一系列问题。因为目前缺乏海上风电场的建设经验，尚没有找到一种廉价、可靠的基础处理形式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基本于海上的自然条件，提出一种适用于水深0～40m范围的海域中，能有效的抵抗海水腐蚀性，具有良好的抗弯刚度，且廉价、可靠、施工简便的风力发电机基础结构型式。
本发明所采用的技术方案是：一种格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：它包括外围3～8根倾斜或竖直布置的格构桩，格构桩下端伸入至海床以下持力层，格构桩顶部连有承台。
所述格构桩包括3～4根呈三角形或矩形布置的侧支钢管桩，其底端设置桩尖，各侧支钢管桩间由支撑I相互连接。
所述桩尖由一个桩尖支桩和连接该桩尖支桩与各侧支钢管桩的型钢板组成。
所述格构桩之间连有钢管。
所述承台为钢承台，它包括中央的连接筒、以及位于该连接筒外围且与格构桩相连的桩套架，桩套架与格构桩的连接处设有调平结构，各桩套架与连接筒之间由水平向和斜向的支撑II相连；所述桩套架由连在侧支钢管桩顶部的桩套管和连在各桩套管间的支撑III组成。
所述调平结构为调平钢支架或灌浆材料。
所述连接筒外围装有风机平台，该风机平台与格构桩之间由爬梯连通。
所述连接筒的顶高程高于最高潮位。
所述承台也可采用钢筋混凝土承台。
本发明的有益效果是：本基础结构包括3～8根深入至海床以下持力层的格构桩，并在格构桩顶端设置承台，而格构桩主要由3～4根侧支钢管桩组成，主要具有以下优点：1)格构桩中各小直径的侧支钢管桩间距较大，相对其他桩基，格构桩抗弯刚度和抗水平刚度大；2)采用格构桩，相对常规三桩式或多桩式钢结构基础，材料节约明显；3)可以将格构桩的横支撑作为钢爬梯，可以将格构桩的侧支钢管桩作为靠船构件，使各部件有多重用途；4)格构桩的侧支钢管桩只需小直径中等壁厚即可，不需大型卷板机卷制桩，制桩质量容易控制，一般中型以上钢结构制造厂都能施工；5)侧支钢管桩为小直径钢桩，其结构载面小，可最大限度的减少浪压力和海流的作用，能很好地适用于海床的变动区域和易受冲刷的区域；6)格构桩与承台的连接处设有调平用的钢支架或灌浆材料，可以精确调平基础环，适应现场施工误差，解决了塔筒安装精度要求高的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的立面图。
图2是本发明实施例的平面图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例风机基础包括外围的5根(一般为3～8根)倾斜或竖直布置的格构桩2，其下端深入至海床以下持力层以获得较好的稳固性，格构桩2顶端连有承台1。格构桩的桩长需根据风机基础所处的地质情况、风电机组的大小而定，格构桩在工厂整体加工制作，运到现场后由打桩船打桩。
所述格构桩2一般包括3～4根呈多边形(三角形或四边形)布置的侧支钢管桩2-9，本例采用3根侧支钢管桩，各侧支钢管桩间由支撑I(2-10)相互连接以形成整体。为减小格构桩2的打桩阻力，在侧支钢管桩2-9底端设置了桩尖2-11。桩尖2-11的结构如图1所示，它由一个桩尖支桩2-11-12和连接该桩尖支桩与各侧支钢管桩2-9的型钢板2-11-13组成。如图2所示，为了加强各格构桩2之间的整体性，本例还将各格构桩用钢管16连接起来。
所述承台1为钢承台，它包括中央的连接筒1-3、以及位于该连接筒外围且与格构桩2相连的桩套架1-5，各桩套架与连接桶之间由水平向和斜向的支撑II(1-4)相连。连接筒1-3用于连接风力发电机组塔筒，其内部带有加强构件，筒径可以较风机塔筒稍大或稍小，为防止海水进入塔筒内而对风机设备产生腐蚀，连接筒1-3的顶高程要求高于最高潮位。如图1所示，桩套架1-5包括连在侧支钢管桩2-9顶部的桩套管1-5-6，各桩套管间由支撑III(1-5-7)相互连接。为适应现场施工误差，保证风机塔筒的安装精度，在桩套架1-5与格构桩2的连接处还设有调平结构1-8(为调平钢支架或灌浆材料)，钢承台在工厂整体加工制作，运到现场后用吊机将钢承台吊装到格构桩上，用钢支架或灌浆材料将钢承台调平。
为方便风机运行期间的维护和检修，本例在连接筒1-3外围设置了风机平台15，该风机平台与格构桩2之间由爬梯14连通。本风机基础底部的人员可借助格构桩2上的支撑I(2-10)到达爬梯14，然后进入风机平台15。
本实施例中的承台1也可采用钢筋混凝土承台，钢筋混凝土承台可现场浇筑也可预制整体吊装。

Claims (9)

1.一种格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：它包括外围3～8根倾斜或竖直布置的格构桩(2)，格构桩下端伸入至海床以下持力层，格构桩顶部连有承台(1)。
2.根据权利要求1所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述格构桩(2)包括3～4根呈多边形布置的侧支钢管桩(2-9)，其底端设置桩尖(2-11)，各侧支钢管桩间由支撑I(2-10)相互连接。
3.根据权利要求2所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述桩尖(2-11)由一个桩尖支桩(2-11-12)和连接该桩尖支桩与各侧支钢管桩(2-9)的型钢板(2-11-13)组成。
4.根据权利要求2所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述格构桩(2)之间连有钢管(16)。
5.根据权利要求2所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述承台(1)为钢承台，它包括中央的连接筒(1-3)、以及位于该连接筒外围且与格构桩(2)相连的桩套架(1-5)，桩套架与格构桩的连接处设有调平结构(1-8)，各桩套架与连接筒之间由水平向和斜向的支撑II(1-4)相连；所述桩套架(1-5)由连在侧支钢管桩(2-9)顶部的桩套管(1-5-6)和连在各桩套管间的支撑III(1-5-7)组成。
6.根据权利要求5所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述调平结构(1-8)为调平钢支架或灌浆材料。
7.根据权利要求5所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述连接筒(1-3)外围装有风机平台(15)，该风机平台与格构桩(2)之间由爬梯(14)连通。
8.根据权利要求5所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述连接筒(1-3)的顶高程高于最高潮位。
9.根据权利要求1所述的格构桩式海上风力发电机基础结构，其特征在于：所述承台(1)为钢筋混凝土承台。
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