CN103469808B - 一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，主要应用于承载能力较好的坚硬的岩石层海床基础,采用内设有开口朝上的填充腔室的混凝土沉箱主体，混凝土沉箱主体上设有与桩腿固定连接的安装连接孔，混凝土沉箱主体安放在经预处理的海床上后，再向填充腔室内填满沙石，以增加混凝土沉箱主体重量，有效防止海上风机倾覆，同时方便运输和吊装混凝土沉箱主体，具有施工方便，成本低的特点。

Description

一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础
【技术领域】
本发明涉及一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础。
【背景技术】
随着风电行业的快速发展，陆上风电场日趋饱和,由于国内海域辽阔，且海上风资源丰富，抢占海上风电市场势在必行。
目前应用于海上风机的基础结构主要包括，单桩钢管基础，重力式基础，多桩导管架基础。此三种基础结构中，除重力式基础外，其它两种基础结构，均需事先在海床上打桩。但当海床条件不允许打，或难以打桩时，只能选择重力式基础，而当水较深，风机载荷较大时，鉴于重力式的基础的重量，目前船舶的运输能力等因素，重力式基础将无法满足该施工方式的要求，作业难度相当大，不便施工，同时施工成本增加。
本发明即针对此问题研究而提出。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，主要应用于承载能力较好的岩石层海床基础,采用内设有开口朝上的填充腔室的混凝土沉箱主体，混凝土沉箱主体上设有与桩腿固定连接的安装连接孔，混凝土沉箱主体安放在经预处理的海床上后，再向填充腔室内填满沙石，以增加混凝土沉箱主体重量，有效防止海上风机倾覆，同时方便运输和吊装混凝土沉箱主体，具有施工方便，成本低的特点。
为解决上述技术问题，本发明一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，包括用于固定安放在海床上的混凝土沉箱主体，所述混凝土沉箱主体上设有若干个安装连接孔，安装连接孔上固定配合连接有桩腿，所述桩腿上端连接有用于与风力发电机塔筒连接的塔筒连接段，所述混凝土沉箱主体设有开口朝上的用于填充沙石的填充腔室，所述安装连接孔位于填充腔室内侧四周，所述填充腔室呈十字型，所述填充腔室内设有将填充腔室分为若干区域的加强板筋,所述混凝土沉箱主体底部设有底板，所述混凝土沉箱主体四周设有与底板连接的加强肋板，所述加强板筋在填充腔室内横向、纵向和对角相结合呈米字型设置。
所述桩腿与安装连接孔之间设有配合间隙，所述配合间隙填充有用于将桩腿与安装连接孔固定连接的混凝土固定层。
所述桩腿与塔筒连接段之间设有连接平台，所述塔筒连接段上端沿周向向下倾斜设有加强支撑杆，所述加强支撑杆另一端与连接平台连接，所述桩腿下端设有用于与安装连接孔配合的竖直段,相邻两根所述桩腿之间设有相互交叉连接的斜撑，每个桩腿相互组成呈上窄下宽的锥形结构。
所述混凝土沉箱主体为圆柱体或者为多边形体。
根据实际的需要，所述混凝土沉箱主体上可以设置若干个安装连接孔，桩腿的数量与安装连接孔向对应。安装连接孔可以为三个、四个或者六个，则对应所述桩腿为三根、四根或者六根。
本发明一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，适合坚硬海床基础，如岩石海床的安装，采用内设有开口朝上的填充腔室的混凝土沉箱主体，方便对混凝土沉箱主体进行运输和吊装，混凝土沉箱主体上设有与桩腿固定连接的安装连接孔，混凝土沉箱主体安放在经预处理的海床上后，再向填充腔室内填满沙石，以增加混凝土沉箱主体重量，有效防止海上风机倾覆，之后将完成组装连接的导管架钢结构桩腿插入混凝土沉箱的安装连接孔上，并向安装连接孔与桩腿之间配合间隙灌注高强度的混凝土固定层，使之连接固定，最后吊装风力发电机塔筒,使风力发电机塔筒与塔筒连接段固定连接，克服了坚硬海床基础难以施工及施工成本高的问题，具有施工方便，成本低的特点。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明的整体示意图。
图2本发明爆炸视图。
图3本发明中混凝土沉箱的结构示意图。
图4本发明中桩腿与安装连接孔配合连接的剖视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
本发明一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，包括混凝土沉箱主体1，所述混凝土沉箱主体1上设有若干个安装连接孔2，安装连接孔2上固定配合连接有桩腿3，所述桩腿3下端设有用于与安装连接孔2配合的竖直段15，所述桩腿3上端设有连接平台4，所述连接平台4上设有用于与风力发电机塔筒连接的塔筒连接段5，所述塔筒连接段5上端周向向下倾斜设有加强支撑杆6，所述加强支撑杆6另一端与连接平台4连接，保证塔筒连接段5连接可靠性。
为了方便运输和吊装，混凝土沉箱主体1设有开口朝上的用于填充沙石的填充腔室9，在混凝土沉箱主体1安放在海床上后，再将向填充腔室9填充沙石，增加混凝土沉箱主体1的重量，有效防止海上风机倾覆，所述安装连接孔2位于填充腔室9内侧四周，所述填充腔室9呈十字型，所述填充腔室9内设有将填充腔室9分为若干区域的加强板筋10，加强板筋10在填充腔室9内采用横向、纵向和对角倾斜相结合呈米字型设置，在混凝土沉箱主体1底部设有底板13，混凝土沉箱主体1四周设有与底板13连接的加强肋板14。加强板筋10、底板13和加强肋板14与混凝土沉箱主体1为一体成型。
在桩腿3与安装连接孔2之间设有配合间隙11，所述配合间隙11填充有用于将桩腿3与安装连接孔2固定连接的混凝土固定层12。
相邻两根所述桩腿3之间通过斜撑7相互交叉连接,每根桩腿3相互组成呈上窄下宽的锥形结构，利用锥形结构,保证桩腿3承受风力发电机塔筒的施加载荷具有可靠性，
根据实际需要，混凝土沉箱主体1上可以设有若干个安装连接孔2，安装连接孔2的数量与桩腿3数量相对应。可以采用三个或者四个或者六个安装连接孔2均匀分布设置，则桩腿3为三根或者四根或者六根。
混凝土沉箱主体1可以根据实际需要,采用圆柱体或者为多边形体结构。
本实施例中，混凝土沉箱主体1采用正方体结构，施工时，混凝土沉箱主体1、加强板筋10、底板13和加强肋板14预先在陆地上一体浇筑并定型，安装连接孔2分别设置在正方体的四个内角，每个安装连接孔2的直径略大于桩腿3下端竖直段15的直径，根据灌浆承载力要求，当安装连接孔2与竖直段15连接时，两者之间留有配合间隙11，在该配合间隙中灌注混凝土固定层12，使安装连接孔2与桩腿3固定连接。填充腔室9内部的加强板筋10呈米字型，即采用横向、竖向及对角倾斜设置相结合的方式，增强混凝土沉箱主体1的连接结构强度，加强板筋10的高度低于安装连接孔2的上部，在海上施工时可防止桩腿3的竖直段15与加强板筋10发生碰撞，而损坏混凝土沉箱主体1的结构。
混凝土沉箱与导管架基础安装连接时，通过驳船运输或者漂浮拖驳，将混凝土沉箱主体1放置于预先处理好的海床面上，同时向填充腔室9填满沙石，由桩腿3组装连接的导管架在陆地上完成连接的，然后整体吊装,向安装连接孔2插入竖直段15，再向安装连接孔2与竖直段15的配合间隙11灌注高强度的混凝土固定层12，使之固定连接，最后再将风力发电机塔筒与塔筒连接段5固定连接。

Claims (7)

1.一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于包括用于固定安放在海床上的混凝土沉箱主体(1)，所述混凝土沉箱主体(1)上设有若干个安装连接孔(2)，安装连接孔(2)上固定配合连接有桩腿(3)，所述桩腿(3)上端连接有用于与风力发电机塔筒连接的塔筒连接段(5)，所述混凝土沉箱主体(1)设有开口朝上的用于填充沙石的填充腔室(9)，所述安装连接孔(2)位于填充腔室(9)内侧四周，所述填充腔室(9)呈十字型，所述填充腔室(9)内设有将填充腔室(9)分为若干区域的加强板筋(10),所述混凝土沉箱主体(1)底部设有底板(13)，所述混凝土沉箱主体(1)四周设有与底板(13)连接的加强肋板(14)，所述加强板筋(10)在填充腔室内横向、纵向和对角相结合呈米字型设置。
2.按权利要求1所述一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于所述桩腿(3)与安装连接孔(2)之间设有配合间隙(11)，所述配合间隙(11)填充有用于将桩腿(3)与安装连接孔(2)固定连接的混凝土固定层(12)。
3.按权利要求2所述一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于所述桩腿(3)与塔筒连接段(5)之间设有连接平台(4)，所述塔筒连接段(5)上端沿周向向下倾斜设有加强支撑杆(6)，所述加强支撑杆(6)另一端与连接平台(4)连接，所述桩腿(3)下端设有用于与安装连接孔(2)配合的竖直段(15),相邻两根所述桩腿(3)之间设有相互交叉连接的斜撑(7)，每个桩腿(3)相互组成呈上窄下宽的锥形结构。
4.按权利要求1或3所述一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于所述混凝土沉箱主体(1)为圆柱体或者为多边形体。
5.按权利要求4所述一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于所述混凝土沉箱主体(1)上设有三个安装连接孔(2)，所述桩腿(3)为三根。
6.按权利要求4所述一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于所述混凝土沉箱主体(1)上设有四个安装连接孔(2)，所述桩腿(3)为四根。
7.按权利要求4所述一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，其特征在于所述混凝土沉箱主体(1)上设有六个安装连接孔(2)，所述桩腿(3)为六根。
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