CN103215934B - 一种海上基础平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种海上基础平台，包括筒桩（1）、水下基础（2）、上支撑（3）和水上平台（4），其特征在于，所述水下基础（2）为流线型结构，水下基础（2）与筒桩（1）固定连接，所述上支撑（3）为拱形结构，分别连接水下基础（2）和水上平台（4）。本发明通过筒桩及其结构的创新，在受海流载荷和波浪载荷的情况下，提供一种结构简单，施工方便，节约人力物力，安全可靠的海上基础平台。
Description
技术领域：
本发明涉及风力发电、灯塔等海上作业系统领域，更具体的说涉及一种海上基础平台。
背景技术：
海上风力发电的基础、海上石油钻井的基础、海上灯塔的基础等都是海上基础平台。例如期刊号为ISSN1004-552X（CN51-1390 /TU），文章编号为1008－1933(2010)05－188－04，文献名称为东海大桥海上风电场基础设计与分析，在不考虑海洋生物影响的条件下，该文献公开了桩式基础中的单桩基础的海上基础平台，最大水平合波流力为953.77KN；桩式基础中的三脚架基础形式的海上基础平台，最大水平合波流力为2186.9KN。波流力为洋流载荷和波浪载荷的矢量和。可见，洋流载荷和波浪载荷都是设计海上基础平台过程中的重要因素。海上基础平台根据不同的基础结构形式分为桩承式、重力式、桶式和浮式四种。在现场施工时，桩承式基础需要大型的打桩设备，大量消耗人力物力；重力式基础需要在附近的预制厂预制，对陆地运输有很大的限制条件；桶式基础的设计难度大，风险分析难以全面，投资波动大；浮式基础则需要考虑有效载荷和抗击波浪的冲击。目前的现有技术中的一般形式的海上基础平台没有有效解决现场施工方便和波浪载荷对其影响的问题。例如中国专利申请公布号CN 101812849 A，公告日2010年08月25日，发明创造的名称为一种海上单桩基础结构及其安装方法，该申请案公开了一种海上单桩基础结构的安装方法，通过打桩时下端用卡桩器夹持，实现海上单桩基础结构的安装方便，有效施工效率，但是并没有改变传统的海上基础平台的安装方法。又如中国专利授权公告号CN 102041813 A，公告日2011年05月04日，发明创造的名称为一种带稳定翼的海上风力发电单桩基础结构，该申请案公开了一种单桩基础结构的海上工作平台，通过在桩身上加装一组以桩为心中呈发射状布置的稳定翼，有效提高了平台的水平承载能力，但是没有解决波浪载荷对平台影响的问题。又如又如中国专利申请公布号CN 102094770 A，公布日2011年06月15日，发明创造的名称为一直风力发电场基础设计方法，该申请案公布了一种通过单个风力发电塔筒基础连接成网状结构来设计风力发电塔筒基础，有效提高了风力发电塔筒基础的抗倾覆能力和稳定性，但是并没有解决波浪载荷对平台影响的问题。再如中国专利申请公布号CN 102259690A，公布日2011年11月30日，发明创造的名称为用于海上工作平台的抗浪装置，该申请案公布了一种通过气囊组件的缓冲性能来减少洋流对工作平台的冲击力，有效提高了工作平台的水平承载能力，但是并没有解决波浪载荷对平台影响的问题。本发明通过筒桩的结构创新，提供一种结构简单，施工方便，安全可靠的海上基础平台的施工方法。
发明内容：
本发明解决现有技术中一般形式的海上基础平台没有有效解决现场施工方便和波浪载荷对其影响的问题，提供一种海上基础平台，通过筒桩及其结构的创新，在平台受海流载荷和波浪载荷的情况下，实现平台的结构简单，施工快捷，安全可靠。
为了解决上述普遍存在的技术问题，本发明采取下述技术方案：一种海上基础平台，包括筒桩、水下基础、上支撑和水上平台，所述水下基础为流线型结构，水下基础与筒桩固定连接，所述上支撑为拱形结构，分别连接水下基础和水上平台。根据海洋某个区域的洋流通常为单向反复流动的特点，水下基础采用流线型的结构设在低潮位的水下，就可以有效地削弱洋流和风浪对基础平台的冲击，降低了基础平台的强度要求；水上平台通常设在高潮位以上，水下基础和水上平台由拱形上支撑体连接，有效减轻了基础平台的重量，减少波浪对基础平台的冲击力量，提高基础平台的稳定性。
优选的，所述流线型的水下基础为单体结构。
优选的，所述流线型的水下基础由2-3个组成，相邻的水下基础之间由下支撑固定连接。所述流线型的水下基础与下支撑为钢筋混凝土一体浇注而成，这样可以保证水下基础的整体性，提高水下基础的刚度，同时便于施工安装；水下基础与下支撑的钢筋混凝土一体浇注，简化海上施工工艺，提高施工效率。
优选的，所述每个水下基础固定连接2-6根筒桩。这样的目的在于保证水下基础的稳定性。
优选的，所述每个水下基础固定连接钢管桩。通过钢管桩预先固定水下基础，保证之后的筒桩顺利打桩，同时增强平台的基础强度。
优选的，所述水下基础为空心结构。减少水下基础的重量，便于运输和现场施工，又节省原材料。
优选的，所述水下基础为薄壁片状结构。减轻水下基础的重量，削弱洋流对水下基础的冲击。
应用上述海上基础平台的一种海上基础平台施工方法，通过专业测定海域洋流的方向；把预制的水下基础运送到目标地；钢管桩穿过水下基础预留孔至海底，打桩固定，要保证水下基础的流线型与洋流的方向一致；再把筒桩穿过水下基础预留孔打到持力层；固定连接筒桩与水下基础；上支撑固定连接水下基础与水上平台。
在现场施工前，先通过专业人员测定平台安装位置及其周围洋流的方向，确定水下基础的安装方向，使得水下基础沿着洋流的方向安装。在现场施工时，将水下基础运送至施工地点，先将钢管桩穿过水下基础预留孔至海底，打桩固定水下基础，接着将筒桩穿过水下基础的预留孔，打到持力层，固定连接筒桩与水下基础，最后固定连接上支撑与水上平台，完成施工。水下基础保证了钢管和筒桩的定位，方便现场施工，避免了波浪载荷对该基础平台的冲击；支撑，既保证了高潮位的波浪无法达到水上平台位置，又保证了筒桩和水下基础在波浪的低潮位时仍位于海平面之下，就可以有效地削弱洋流和风浪对基础平台的冲击，降低了基础平台的强度要求。本发明的海上基础平台除筒桩外的各个部件均可在陆地上预制，其施工工艺简单，安装方便，制造成本低，节约了人力物力。该基础平台适用于海上风力发电、海上灯塔等的基础平台，尤其适用于海上风力发电的基础平台。
优选的，所述钢管桩待筒桩达到强度要求后，钢管桩拔出回收。简化海上施工工艺，提高施工效率；钢管桩的回收，节约材料，可再一次被使用。
优选的，下支撑和水下基础为钢筋混凝土一体浇注而成。简化海上施工工艺，提高施工效率，同时增加水下基础的整体强度。
由于采取上述的技术方案，本发明提供的一种海上基础平台及其施工方法，其有益效果非常明显：基础平台结构简单，施工方便，节约人力物力，通过筒桩及其结构的创新，在受海流载荷和风浪载荷的情况下，提供一种安全可靠的海上基础平台。
附图说明：
附图1为本发明的第一种结构示意图；
附图2为本发明附图1的A-A的一种剖面图；
附图3为本发明附图1的A-A的另一种剖面图；
附图4为本发明的第二种结构示意图；
附图5为本发明附图4的B-B的一种剖面图；
附图6为本发明附图4的B-B的另一种剖面图；
附图7为本发明的第三种结构示意图；
附图8为本发明附图7的C-C的剖面图。
图中：筒桩1 水下基础2 上支撑3 水上平台4 下支撑5 钢管桩6 海底7持力层8。
具体实施方式：
参阅附图，对本发明作进一步详细描述：
实施例一：结合附图1、2，一种海上基础平台，包括筒桩1、水下基础2、上支撑3和水上平台4，水下基础2为流线型结构，水下基础2与筒桩1固定连接，拱形结构的上支撑3分别连接水下基础2和水上平台4，水下基础2固定连接四根钢管桩6。
在现场施工前，先通过专业人员测定平台安装位置及其周围洋流的方向，确定水下基础的安装方向，使得水下基础沿着洋流的方向安装。在现场施工时，将水下基础运至施工地点，直接下沉至海底，保证流线型结构的水下基础顺着洋流的方向，先将四根钢管桩穿过水下基础预留孔至海底，打桩固定连接钢管桩和水下基础，接着将筒桩穿过水下基础的预留孔，打到持力层，固定连接筒桩与水下基础，然后固定连接水下基础与上支撑，最后固定连接上支撑与水上平台，完成施工，验收合格即可。该基础平台适用于海上风力发电、海上灯塔等的基础平台，尤其适用于海上风力发电的基础平台。
实施例二：结合附图1、3，一种海上基础平台，包括筒桩1、水下基础2、上支撑3和水上平台4，水下基础2为薄壁片状的流线型结构，水下基础2与筒桩1固定连接，拱形的上支撑3分别连接水下基础2和水上平台4，单片结构的流线型水下基础2固定连接四根筒桩1和四根钢管桩6。
在现场施工前，先通过专业人员测定平台安装位置及其周围洋流的方向，确定水下基础的安装方向，使得水下基础沿着洋流的方向安装。在现场施工时，薄壁片状的水下基础通过浮筒，运至施工地点，先将四根钢管桩穿过水下基础预留孔至海底，打桩固定连接钢管桩和水下基础，接着将四根筒桩穿过水下基础的预留孔，打到持力层，固定连接筒桩与薄壁片状的水下基础，然后固定连接水下基础与上支撑，最后固定连接上支撑与水上平台，完成施工，验收合格即可。
实施例三，结合附图4、5，一种海上基础平台，包括筒桩1、水下基础2、上支撑3和水上平台4，水下基础2为流线型结构，水下基础2与筒桩1固定连接，拱形的上支撑3分别连接水下基础2和水上平台4，流线型的水下基础2由两个组成，相邻的水下基础之间由下支撑5固定连接，每个水下基础2固定连接三根筒桩1，每个水下基础2固定连接两根钢管桩6，水下基础2为空心结构。
在现场施工前，先通过专业人员测定平台安装位置及其周围洋流的方向，确定水下基础的安装方向，使得水下基础沿着洋流的方向安装。在现场施工时，水下基础通过浮筒，运至施工地点，先将四根钢管桩依次穿过水下基础的预留孔，直至海底，打桩固定水下基础，接着将六根筒桩穿过水下基础的预留孔，打到持力层，固定连接筒桩与水下基础，然后固定连接水下基础与上支撑，最后固定连接上支撑与水上平台，完成施工，验收合格即可。
实施例四，结合附图4、6，一种海上基础平台，包括筒桩1、水下基础2、上支撑3和水上平台4，水下基础2为薄壁片状的流线型结构，水下基础2与筒桩1固定连接，拱形的上支撑3分别连接水下基础2和水上平台4，流线型的水下基础2由两片组成，相邻的水下基础之间由下支撑5固定连接，每个水下基础2固定连接三根筒桩1，每片水下基础2固定连接两根钢管桩6，水下基础2为空心结构。
在现场施工前，先通过专业人员测定平台安装位置及其周围洋流的方向，确定水下基础的安装方向，使得水下基础沿着洋流的方向安装。在现场施工时，薄壁片状的流线型水下基础通过浮筒，运至施工地点，先将四根钢管桩依次穿过水下基础的预留孔，直至海底，打桩固定连接钢管桩和水下基础，接着将六根筒桩穿过水下基础的预留孔，打到持力层，固定连接筒桩与水下基础，然后固定连接水下基础与上支撑，最后固定连接上支撑与水上平台，完成施工，验收合格即可。
实施例五，结合附图7、8，一种海上基础平台，包括筒桩1、水下基础2、上支撑3和水上平台4，水下基础2为流线型结构，水下基础2与筒桩1固定连接，拱形的上支撑3分别连接水下基础2和水上平台4，流线型的水下基础2由三个组成，相邻的水下基础之间由下支撑5固定连接，两侧的水下基础2固定连接两根筒桩1和两根钢管桩6，中间的水下基础2固定连接四根筒桩和四根钢管桩6，水下基础2为空心结构，水上平台4为薄壁结构，钢管桩6待筒桩1达到强度要求后，钢管桩6拔出回收，下支撑5和水下基础2为钢筋混凝土一体浇注而成。
在现场施工前，先通过专业人员测定平台安装位置及其周围洋流的方向，确定水下基础的安装方向，使得水下基础沿着洋流的方向安装，并将三个水下基础和下支撑一体浇注成型。在现场施工时，水下基础和下支撑一体通过浮筒，运至施工地点，先将钢管桩穿过水下基础预留孔，直至海底，打桩固定水下基础，接着将筒桩穿过水下基础的预留孔，打到持力层，固定连接筒桩与水下基础，然后固定连接上支撑与水上平台，最后待筒桩达到强度要求后，钢管桩拔出回收，完成施工，验收合格即可。
以上所述的五个具体实施例，对本发明进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心思想的前提下，还可以对本发明进行若干的修饰，例如筒桩或钢管桩的数量及布置形式、平台与支撑连接的结构特征、平台用于海上风力发电或灯塔的各种结构形式等进行若干的修改或组合，应该落在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海上基础平台，包括筒桩（1）、水下基础（2）、上支撑（3）和水上平台（4），其特征在于，所述水下基础（2）为流线型结构，水下基础（2）与筒桩（1）固定连接，所述上支撑（3）为拱形结构，分别连接水下基础（2）和水上平台（4），所述水下基础（2）为空心结构或薄壁片状结构。
2.根据权利要求1所述的一种海上基础平台，其特征在于，所述流线型的水下基础（2）为单体结构。
3.根据权利要求1所述的一种海上基础平台，其特征在于，所述的海上基础平台还包括下支撑（5），所述流线型的水下基础（2）由2-3个组成，相邻的水下基础（2）之间由下支撑（5）固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种海上基础平台，其特征在于，每个所述水下基础（2）固定连接2-6根筒桩（1）。
5.根据权利要求4所述的一种海上基础平台，其特征在于，每个所述水下基础（2）固定连接钢管桩（6）。
6.根据权利要求1所述海上基础平台的一种施工方法，其特征在于，所述施工方法为：通过专业测定海域洋流的方向，把预制的水下基础（2）运送到目标地，钢管桩（6）穿过水下基础（2）预留孔至海底（7），打桩固定，要保证水下基础（2）的流线型与洋流的方向一致，再把筒桩（1）穿过水下基础（2）预留孔打到持力层（8），固定连接筒桩（1）与水下基础（2），上支撑（3）固定连接水下基础（2）与水上平台（4），相邻的水下基础（2）之间由下支撑（5）固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种施工方法，其特征在于，所述钢管桩（6）待筒桩（1）达到强度要求后，钢管桩（6）拔出回收。
8.根据权利要求6所述的一种施工方法，其特征在于，所述下支撑（5）和水下基础（2）为钢筋混凝土一体浇注而成。
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