CN103998692A - 海上设备的基础结构,特别是安装噪音较低的海上风力发电机基础结构,以及该基础结构的安装方法 - Google Patents

海上设备的基础结构,特别是安装噪音较低的海上风力发电机基础结构,以及该基础结构的安装方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103998692A
CN103998692A CN201380003532.4A CN201380003532A CN103998692A CN 103998692 A CN103998692 A CN 103998692A CN 201380003532 A CN201380003532 A CN 201380003532A CN 103998692 A CN103998692 A CN 103998692A
Authority
CN
China
Prior art keywords
foundation
stake
sea bed
supporting construction
sea
Prior art date
Application number
CN201380003532.4A
Other languages
English (en)
Inventor
安德列斯·登克尔
尼科·根格
奥勒·若萨
克拉斯·布伦斯
拉尔夫·霍伊达
Original Assignee
瓦卢瑞克德国有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE102012100901.5 priority Critical
Priority to DE102012100901 priority
Application filed by 瓦卢瑞克德国有限公司 filed Critical 瓦卢瑞克德国有限公司
Priority to PCT/EP2013/052031 priority patent/WO2013113873A2/de
Publication of CN103998692A publication Critical patent/CN103998692A/zh

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/42Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/10Deep foundations
    • E02D27/12Pile foundations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E02D27/525Submerged foundations, i.e. submerged in open water using elements penetrating the underwater ground
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/06Constructions, or methods of constructing, in water

Abstract

本发明涉及一种海上装置特别是海上风力放电装置的基础结构(1),其具有至少一个可被锚定在海床上的基础构件,而非重力式基础和浮式基础,以及具有一连接于基础构件以固定海上装置的支承结构(2)。为了在安装过程中实现基础结构(1)的较高程度的环境相容性,并实现简单、低成本的安装,建议所述基础构件为可通过钻孔和/或震动插入海床中的桩子(5),并由有机材料和/或无机材料固定在海床中,并与海床的垂线成一定角度设置。本发明还涉及一种将所述的基础结构(1)安装在海床(4)上的方法,其中,首先使用插入海床(4)中的桩子(5)锚定连接构件(3),然后将支承结构(2)与所述连接构件(3)连接。

Description

海上设备的基础结构,特别是安装噪音较低的海上风力发电机基础结构,以及该基础结构的安装方法

技术领域

[0001] 安装噪音较低的海上设备基础结构,特别是海上风力发电设备的基础结构,以及该基础结构的装配方法。

[0002] 本发明涉及一种海上设备的基础结构,特别是一种海上风力发电设备的基础结构。该基础结构具有至少一个被锚定在海床上的基础构件,而非重力式基础和浮式基础,并具有连接于该基础构件以便将该海上设备固定在该基础构件的支承结构。本发明还涉及一种将该基础结构安装于海床上的安装方法。

背景技术

[0003] 在本发明的上下文中,术语“海上设备”包括海上平台和海上风力发电设备。海上平台还包括所谓的钻井人工岛。通常而言,海上设备的基础,特别是海上风力发电设备(OWEPs, Offshore Wind Energy Plants)的基础可分为两个建筑区域。第一个建筑区域为极易疲劳且始于海床上的支承结构,而且第一建筑区域的一端通过法兰连接于海上风力放电设备的塔身。该法兰连接支承塔身和海上风力发电设备的涡轮机,并消耗掉由塔身和涡轮机产生的负载及影响。第二建筑区域是接受由支承结构、塔身和风力涡轮机引起的负载的基础构件。第二建筑区域使这部分负载消散在海床中,并位于支承结构下方的海床中。由此,总的来说,海上风力发电设备包括带有基础构件的基础以及支承结构、塔身和涡轮机。

[0004] 为了将海上风力发电设备的基础设置在海床中,公开号为DE202010 010 094U1的德国专利文献公开了一种用作基础构件的所谓的桩子。这些基础构件的取决于建筑本身的直径范围从1.5米左右至6米左右。所使用的桩子的数量取决于相关的支承结构。根据当前的技术水平,已知使用各种钢结构作为设置有诸如单桩基础、导管架(jacket)、三桩基础和二脚架等粧基础的支承结构。

[0005] 公开号为EP2 067 913A2的欧洲专利文献公开了一种通过四根桩子与海床连接的导管架支承结构,而三桩基础和三脚架需要较大直径的桩子。对于单桩基础而言,如果单个桩子具有大体上比其他基础大的直径,那么单个桩子就足够了。此外,公开号为DE20 2011101 599U1的德国专利文献公开了一种六边形支承结构,该结构包括具有六根桩子的基础。

[0006] 根据海床的构造及特点,将桩子打桩至海床下65米深处。根据海床以及选中支承结构的特点,这些桩子的重量大约为220至700公吨。可通过将支承结构的下端即支承结构的末端(f eet)推入大直径的被打桩的基础桩的方式,使支承结构的下端与基础桩连接。之后,基础桩与支承结构末端通过诸如特种水泥混合物(水泥浆混合物)彼此连接在一起。

[0007] 除了使用桩子的基础选择之外,公开号为DElO 2010 012 094B3的德国专利文献还公开了一种作为还上风力发电设备基础使用的重力式基础。该重力式基础由钢筋混凝土构成,重量可达到大约7000公吨。

[0008] 此外,公开号为W02011/030167A1的国际专利申请公开了:在海平面下利用被竖直钻入海床的注浆桩实现潮汐发电装置涡轮机的连接。在公开号为US2011/0061321A1的美国专利申请中公开了在海上风力放电装置上使用注浆桩。但是,注浆桩与重力式基础一同使用,作为一种混合解决方案。

[0009] 此外,公开号为GB880467的英国专利文献公开了使用打入桩将格子桅状基础结构连接于海床。公开号为US2011/0293379A1的美国专利申请公开了通过注浆桩与海床连接的格子桅状锚定结构。浮式海上装置的锚泊线以浮式基础的方式与该锚定结构连接。

[0010] 海上技术的选择对于建设海上风电场的批准流程(approvalprocess)具有深远的影响。在德国,Bundesamt fiir Seeschifffahrt und Hydrografie (BSH)公司负责这一批准流程。此外,每当有涉及环境保护的问题和冲突发生时,Bundesamt fiir Naturschutz (BfN,保护自然的联邦机构)要介入这一批准流程。

[0011] 支承结构和基础构件是在批准流程中确定的,在该批准流程中确定是否可使用经营者提出的由基础构件和支承结构组成的结构形式。环境方面的值得注意的事项以及技术要求在决策过程中十分重要。在设计海上风力发电装置过程中,尤其需要关注尽最大可能保护环境的方案,以避免封闭海床或减少封闭海床。

[0012]目前,大致存在着六种不同的基础结构,单桩基础、重力式基础、三脚架、三桩基础、导管架以及浮式锚地。根据海水深度,这六种基础结构各有优缺点。除了重力式基础之夕卜,其他所有结构一般设置有桩基础。在打桩过程中使用的打桩重锤会产生相当大的声波及震动辐射。这些辐射既被输出在空气中,又被输出在海水中,这对自然界和环境带来极大的危害。

[0013] 濒危物种包括鱼类、普通海豹及灰海豹、鲸以及海豚和海床动物群,当然还有他物种。当前对声压的限制一般为:距辐射源750米时160dB(分贝)。然而,在打桩过程中往往会明显超过这个值。

[0014] 由于对海洋环境造成了影响,风电场经营者和安装公司有义务在打桩操作中使用声音抑制措施。但是,目前的声音抑制措施仍处于试验阶段。所谓的使冷水骤冷(quenchingwater)的方法被拿来使用(抑制声音),当然也包括其他方法。然而,目前还不清楚这种声音抑制方法是否可有效地将声音保持在限制值以下。此外,使水骤冷的方法容易受到海流的影响,从而使其声音抑制效果降低。使水骤冷的方法还存在耗时且实施成本昂贵的问题,因此经济性不佳。

[0015] 重力式基础同样受到与环境相容性有关的较为严格的评估。重力式基础由钢筋混凝土制成,由于其形状及工作原理同其他方案相比需要占据大量表面面积,而且封闭了其所在区域内的海床,由此使这片海床不再适宜海床动植物的生存。此外,这种基础需要对海床进行精心且耗时的准备。因此,使用桩子的基础以及非重力式基础一般应用于海上风力发电装置。

[0016] 为了海床上负载效应的静、动态计算,还需要在各潜在位置上实施地质调研。这一过程同样耗时且花费较多。

[0017] 在批准流程中另一重点在于确保海上风力发电装置在完成使用后能够被移走。海上风力发电装置的使用寿命一般在20至25年。在关停海上风力发电装置后,不得不将海上风力发电装置拆除,其中,桩子或重力式基础需要被移除。

发明内容[0018] 本发明的目的在于提供一种安装噪音较低的海上设备基础结构,特别是海上风力放电装置的基础结构以及该基础结构的安装方法。该基础结构在安装过程中具有较高的环境相容性,并可由简单且合算的方式实现安装。

[0019] 本发明目的由包含了权利要求1所述特征的基础结构及包含了权利要求23所述特征的安装方法所实现。在权利要求1至22以及权利要求24和25中给出了该基础结构的较佳实施例。

[0020] 本发明涉及一海上装置特别是海上风力放电装置的基础结构,该基础结构具有至少一个可被锚定在海床上的基础构件,而非重力式基础和浮式基础,并具有一连接于基础构件以固定海上装置的支承结构。其中,所述基础构件为可通过钻孔和/或震动插入海床中的桩子,并由有机材料和/或无机材料固定在海床中,并与海床的垂线成一定角度设置。

[0021] 凭借使用了通过钻孔或震动插入海床中的桩子的锚定,本发明包含了一个划算、省时且对环境无害的基础结构。这种基础结构可轻易地符合所有环境规范。

[0022] 上述有机和/或无机材料优选为可固化材料,以便实现桩子在海床中的快速且长久耐用的固定。

[0023] 在本发明的上下文中,措辞“非重力式基础及非浮式基础”的含义为基础结构为:如下的任一种形式:单桩式、三脚架式、四脚架式、三桩式及管架式。措辞“与海床上的垂线形成一定角度”中的垂线的含义为:与海床面正交,即:与海床成直角的直线。相应地,在海床为水平的情况下,海床上的垂线即为空间垂线,而在海床相对于水平面倾斜时,海床上的垂线即为与空间垂线形成一定角度的直线。在弯曲海床的情况下,指的是适当的切线。

[0024] 此外,“震入”(vibrating-1n)—词可理解为:垂直向下向桩子施加震动,以示出其与通过单独击打打入桩的方式驱动桩子之间的区别。“震入”还可被称为震动打桩。

[0025] 根据本发明的教导,最重要的优点主要在于:在使用通过钻孔或震动插入海床中的桩子时,省掉了打桩过程。本发明的这些桩子通过产生很少噪音且可以最大程度不损害环境的钻孔或震动方式插入基础位置。同公知方案相比,本发明的基础结构的实施更加简单、快速,因此本发明的基础结构明显是更为节省成本的方案。聒噪且耗时的打桩工作由此便为多余。

[0026] 本发明使用桩子的基础意味着绝不会达到160分贝的允许限值。而目前的打桩方法会产生大于230分贝的噪音。采用本发明的海上风力发电装置安装方法,举例来说,在将桩子钻入地下的过程中发出的噪音级别仅仅约为65分贝,而且在这一安装过程中无需劳心准备诸如急冷水等减噪方案。缩短了海上安装时间,而且还减少了对于稳定天气条件的依赖。

[0027] 本发明的桩子能够以低噪声、震动且省时的方式插入海床,作为基础桩使用。这一基础桩被钻入海床,其中,在钻孔与固定在海床中的桩子之间产生了环隙。在钻孔的同时或在完成钻孔之后,向这一环隙内导入诸如水泥砂浆等可固化的有机和/或无机材料,进而填满环隙在基础位置上的整个长度。需要吸收的操作状态的力由桩子和水泥浆构成的复合体沿整根桩子的长度方向上传递。其中,负载向地下传递的效果受桩子粘附度的影响。所需桩子的数量以及桩子相对于海床垂线的倾斜角度取决于待发散的负载以及基础位置的特点。将桩子相对于垂线倾斜固定,以增加负载向海床平面中的发散。

[0028] 所述桩子与海床垂线形成的角度介于5°至85°之间,优选介于10°至45°之间。由此可增加传递至海床中的负载。

[0029] 特别优选地,所述桩子的直径至少为60毫米。

[0030] 在一优选实例中,至少一个所述桩子在所有空间方向上将负载发散至海床中。由此,同竖直插入的桩子相比,可进一步增加传递至海床中的水平方向负载。

[0031] 进一步优选地,所述基础构件包括多根桩子,并构成了基础体系。

[0032] 为了进一步增加传递至海床中的负载,在海床上至少三根桩子的设置方式是使这些桩子的纵向延伸方向位于三个彼此背离的方向上。

[0033] 根据本发明的进一步教导,桩子优选为带有作为支承件的楞纹钢管的锚定桩子。这种桩子同样可充当丢掉的镗杆(lost boring rod)、注浆管以及残留的钢支承部件(加强件)。可采用诸如S355J2H或S460NH等建筑钢材作为此类桩子的材料。

[0034] 因为使用了桩子,本发明建筑可经受住牵引力、压力、弯曲以及疲劳。由此,可吸收并发散掉所有气动-控制-水动-弹性力(aero-servo-hydro-elastic forces)。

[0035] 本发明建筑的另一基础特征在于可以提供能够使上述建筑的安装和拆卸大幅简化的可拆卸连接。

[0036] 根据现有技术的目前状态,海上装置必须先在近海岸的陆地上焊接组装,之后用船从陆地上将海上装置运至海上安装位置。由于这种装置的大尺寸,在陆地上对其实施运输是不可能的,因此,对于这种装置的制造必须在邻近港口的适当设施内进行。这就需要花费较高的成本、较多的时间及大量的后勤保障,并将制造场所的选择限制到极少的地点。

[0037] 本发明允许借助诸如螺纹连接或卡口连接等可拆卸连接实现海上风力发电装置组成部件的简易安装和拆卸。因此,可在构建出这些具有静态-可运输尺寸的组成部件之后将其运输到装载码头,并在码头或装配船舶上实施这些组成部件之间的连接。此外,通过这一可拆卸连接,拆卸需求的实现变得更加容易且划算。

[0038] 根据本发明一优选实例,桩子与支承结构彼此连接,优选通过连接构件实现彼此间可拆卸的连接。所述连接构件与所述支承结构之间的连接,以及所述连接构件与所述桩子之间的连接通过整体结合方式和/或非主动方式和/或主动方式构成。为此,连接构件具有用于连接支承结构和桩子的对应连接,其中,举例来说,在使用单桩的情况下,用于连接支承结构的连接例如位于对应连接构件的中央,而用于连接桩子的连接可被设置在例如连接构件的拐角处。

[0039] 本发明的另一优选特征在于,所述连接构件为格子结构部件。优选地,所述格子结构部件包括管件。所述管件是无缝热轧管件和/或冷弯成型管件,和/或由热轧带钢和/或具有开放式横截面的轮廓形状制成的焊接管。所述管件有相同或不同的横截界面形状,该横截界面形状包括圆形、有角的形状、三角形、矩形、正方形或多边形,或这些形状的按需组合。

[0040] 由于连接构件必须通过支承结构将风力发电装置的负载传递至桩基础,因此广泛调查了机械压力的最大承受度,以确定最佳的基础结构。

[0041] 相应地,格子结构部件优选为取决于其如何承受压力的三维结构,所述格子结构部件为立方体设计,或截角四面体设计、圆锥体设计或棱锥台设计。所述格子结构部件具有圆形、三角形、矩形或多边形的基面。所述格子结构部件优选包括空腹结构、框架或架装结构,以便通过最佳的方式将负载发散出去。在所述基面为圆形时,所述桩子优选为圆形。如果格子结构部件具有角形基面,拐角桩则设置在拐角处,该基面由海床支承并能用来收纳拐角桩。

[0042] 所述格子结构部件由钢材和/或水泥和/或混凝土和/或复合材料制成。

[0043] 实际上,上述基础的制造相当简单。在安装支承结构前,将连接构件放置在海床上,并通过借助于桩子的连接将连接构件锚定在海床内。

[0044] 优选地,所述连接构件设置在海床上方,优选设置距海床I至5米的位置上,并借助于至少一个所述桩子锚定在海床内。

[0045] 桩子和连接构件间的连接可在内、外侧实施,以及格子结构部件两侧或中央实施。根据本发明的另一优选特征,竖立在海床上的格子结构部件的拐角桩充当桩子的向导,从而依赖格子结构部件的这一设计,可通过钻孔或震动将桩子以与垂线形成一定角度的方式穿过拐角桩插入海床,并在海床中向桩子注入诸如水泥浆。这样做的好处是无需单独的连接。

[0046] 相对于预期,本发明在减少成本和节省时间方面仍具有优势。如上所述,现有技术中必须进行花费较高的海床调查。本发明在将连接构件锚定在海床中时使用的钻孔和/或震动以及注浆技术替换了打桩过程。可由驱动器、机器或机器人在诸如吸入口(suctionbell)下或水中实施海床钻孔。在水面上方利用长引导管钻孔和/或震动也是完全可行的。

[0047] 这一技术的优点还来自于能够灵活地适应地质边界条件的能力。通过选择合适的钻头,可以钻透沙地、淤泥甚至坚石。凭借这些优点,只需要作极少量的详尽且昂贵的海床调查。

[0048] 根据本发明的教导,减少了海床种群的消除,因此可进一步取得生态优势。此外,利用上述基础结构的构建方式,可限制海床封闭。另一独特之处在于可轻易地完成所需的拆卸。

[0049] 在一特别优选的实例中,桩子为钻孔注浆桩,特别是孔注式桩子。

[0050] 根据本发明的海上风力发电装置基础实施的基础结构应用是特别有优势的。

[0051] 本发明的安装上述基础结构的方法特征在于:首先使用插入海床中的桩子锚定连接构件,然后将支承结构与所述连接构件连接。

[0052] 在第一可选实例中,将所述连接构件置于海床上,然后将所述连接构件锚定在该位置上。

[0053] 在第二可选实例中,首先通过将一根或多根桩子的一段留在海床上方的方式将一根或多根桩子插入海床,然后将连接构件连接于所述桩子,由此插入所述连接构件。接着,将支承结构连接于所述连接构件。

[0054] 结合具体实施例、其他方面内容以及下列附图,进一步介绍并不限于以上方面的本发明。具体实施例及其变形与本发明的其他方面可按需组合,只要该组合不会明显产生相反的结果。附图如下:

附图说明

[0055] 图1为带有连接构件并连接于三脚架的本发明基础结构的侧视图;

[0056] 图2为连接于导管架的图1所示基础结构的示意图;

[0057] 图3为连接于二粧基础的图1所不基础结构的不意图;[0058] 图4为连接于单粧基础的图1所不基础结构的不意图;

[0059] 图5为本发明连接构件实例的示意图;

[0060] 图6至图14为如同格子结构的本发明连接构件的三维示意图。

具体实施方式

[0061] 图1为带有连接构件并连接于构成了海上风力发电装置的海上装置三脚架的本发明基础结构的侧视图。所示的基础结构I包括作为三脚架的支承结构2、连接构件3以及作为设置在海床4上的基础构件的桩子5。支承结构2借助于三个连接构件3与桩子5 —起锚定在海床4上。桩子5优选为可通过钻孔或震动摇摆插入海床中的注浆桩。之后,桩子5由优选为可固化的有机和/或无机材料固定在海床4中。这样,桩子5的纵向延伸方向与海床的垂线形成一定角度。在海床4水平延伸的情况下,海床4的垂线与空间垂线相一致。如果海床4是倾斜的,则从海床法线的角度来讲,海床4垂线与空间垂线形成一定角度。桩子5与海床4垂线形成的角度介于5°至85°之间,优选介于10°至45°之间。此夕卜,桩子5的直径至少为60毫米。

[0062] 至少一个桩子5可于所有空间方向上将负载发散至海床4中,因为其纵向延伸与海床4的垂线形成一定角度。该角度介于5°至85°之间,因此排除了海床的法线方向。优选地,每个连接构件3上的至少三根桩子5,在图示的实施例中每个连接构件上的四根桩子,通过在彼此背离的方向上定位的方式安装在海床4内。

[0063] 由此,连接构件3构成了一种用于将桩子5连接到支承结构2上的转接构件。此夕卜,还可将连接构件3制成在本实例中以作为空腹结构(Vierendeel structure)的棱锥台(参见图9)形式出现的格子结构部件,其中,该格子结构部件包括具有圆形横截面的管子。在本实施例中,设置在棱锥台四个角上的拐角桩6优选充当桩子5的导管,以将三个连接构件3锚定在海床4中,从而不再需要在连接构件3上为桩子5设置单独的引导件。

[0064] 在安装基础结构I时,首先将连接构件3放置在海床4上。然后,在本实施例中,将优选形成孔注式锚锭(bore-1njection anchor)的桩子5推进并穿过位于棱锥台四角上的拐角桩6,并通过钻孔和注浆将桩子5锚定在海床4内。可借助螺纹接口(未图示)在桩子5和连接构件3之间形成连接,以便使这一连接是可解除的。

[0065] 作为一种选择,可将连接构件3设置在距海床4 一至五米的上方,并借助至少一根桩子5将连接构件3锚定在海床4内。

[0066] 与现有技术形成对照,支承结构2由此不再被直接锚定在海床4内,而是通过连接构件3间接锚定在海床内。在连接构件3于海床4内的安装或锚定完成之后,将支承结构2放置在连接构件3上,并通过主动、非主动和/或整体结合方式中的合适手段将支承结构2与连接构件3连接。

[0067] 根据支承结构2以及连接构件3的这一设计,将桩子5和支承结构2设置在对应连接构件3的中央和/或设置在对应连接构件3的外侧、内侧、中央或拐角处。

[0068] 在一优选实施例中,桩子5为孔注式桩子(bore-1njection pile),特别是带有作为支承件的楞纹钢管的锚定桩子。这种桩子同样可充当丢掉的镗杆(lost boring lOd)、注浆管以及残留的钢支承部件(加强件)。可采用诸如S355J2H或S460NH等建筑钢材作为孔注式锚锭的材料。[0069] 本发明用于将基础结构I安装在海床4上的方法主要包括以下方法步骤:

[0070]-将本发明的基础结构I放置在海床4上,其中,该基础结构包括至少一个连接构件3,以收纳位于其上方的诸如支承结构2、塔身和海上风力发电装置的涡轮机等部件;

[0071]-通过钻孔或震动摇摆,将至少一个桩子5插入海4中,以锚定连接构件3 ;

[0072]-通过孔注式锚锭向孔注式锚锭周围的海床4内灌注水泥浆、混凝土、灰浆或其他建筑材料,由此形成固化的区域;以及

[0073]-将孔注式锚锭连接于连接构件3。

[0074] 此外,还可以先通过在海床4上方留出一段桩子的方式将一根或多根桩子5插入海床4。然后将连接构件3连接于桩子5,由此插入了连接构件3。接着,将支承结构2连接于连接构件3。

[0075] 图2为本发明连接于充当支承结构2的导管架的基础结构I侧视图。基础结构I和基于桩子5的基础的构造与图1所示的构造相似,因此不再详细描述。与三脚架基础形成对照,在本实施例中,导管架支承并未放置在连接构件3上,而是在连接构件3的中央连接于连接构件3,并直接竖立在海床4上。

[0076] 图3示出了形成为三桩基础的支承结构2的另一种可能应用。图4示出了形成为单桩基础的支承结构2的另一种可能应用。

[0077] 图5示出了可根据需要选择使用的本发明连接构件3基本形状实例。给出的实例并未构成详尽的清单,且不受其它可能形式的限制。连接构件3可被构造成具有格子结构的格子结构部件,可被构造成平坦基础、框架、空腹体系(Vierendeel systems)并具有三角形(本文中未示出)、圆形、正方形或多边形基面。在使用圆形基面的情况下,优选将桩子5设置为圆形。

[0078] 图6至14为如同图格子结构部件的本发明连接构件3其它实施例的三维示意图。

[0079] 图6、7示出了具有三维格子结构的平坦基础的立方体设计。

[0080] 图18至12示出了带有框架(图8、10、12)或空腹体系(图9、11)的格子结构部件的四面体实施例(图8)和棱锥台实施例(图9、10)。圆锥体同样适用。

[0081] 在图13、14中,将充当连接构件3的八边形格子结构部件作为基面的另一实施例进行了图解。如图13所示的格子结构部件具有空腹结构,而如图14所示的格子结构部件具有框架结构。具有这两种格子结构部件的连接构件3的上端具有用于收纳诸如充当支承结构2使用的单桩的中央开口。支承结构2穿过连接构件3中的这一开口后与连接部件3连接。在这些实例中,用于将连接构件3锚定在海床4中的收纳端优选由构成了正方形的所谓中空轮廓的倾斜拐角桩6构成。将孔注式锚锭穿过这些拐角桩6 (未图示),并在连接构件3被锚定在海床4中之后,利用诸如螺丝以可拆卸的方式将孔注式锚锭连接于连接构件3。

[0082] 概括起来,本发明的基础结构I具有如下优点:

[0083] a)同现有技术相比,在安装过程中明显减少了声音辐射;

[0084] b)由于降低了冲洗深度,明显增强了刚性;

[0085] c)通过大幅降低海床密封面积,保护了海床动植物;

[0086] d)通过以下方式,节省了成本和时间:

[0087]-依靠基础结构的最有效结构节省材料;[0088]-较少的详尽实地勘测;

[0089]-使用较小的安装船舶;

[0090]-凭借减小的自重,实现更为简单的基础主体定位;

[0091]-凭借本发明最佳的实施方法及选择的连接构件,获得较长的安装时间窗口 ;

[0092] e)连接构件与桩子之间的最佳匹配组合;

[0093] f)无需过多支出便可将这一基础结构与目前使用的绝大多数支承结构进行适配。

[0094] 格子结构部件由钢材和/或水泥或混凝土和/或复合材料制成。格子结构部件优选为管件,特别是无缝热轧和/或冷弯成型的管件,和/或由热轧带钢和/或具有开放式横截面的轮廓形状制成的焊接管。这些管件具有相同或不同的横截界面形状,例如圆形、有角的形状、三角形、矩形、正方形或多边形的横截面,或这些形状的组合。

[0095] 上述具体实施例涉及海上风力发电装置。本发明的基础机构I 一般还可应用于诸如所谓的钻井人工岛等海上平台。

[0096] 参考列表

[0097] I基础结构

[0098] 2支承结构

[0099] 3连接构件

[0100] 4 海床

[0101] 5 桩子

[0102] 6拐角桩

Claims (25)

1.海上装置特别是海上风力放电装置的基础结构(1),其具有至少一个可被锚定在海床上的基础构件,而非重力式基础和浮式基础,并具有一连接于基础构件以固定海上装置的支承结构(2),其特征在于,所述基础构件为可通过钻孔和/或震动插入海床中的桩子(5),并由有机材料和/或无机材料固定在海床中,并与海床的垂线成一定角度设置。
2.根据权利要求1所述的基础结构(1),其特征在于,所述桩子(5)与海床的垂线形成的角度介于5°至85°之间,优选介于10°至45°之间。
3.根据权利要求1或2所述的基础结构,其特征在于,所述桩子(5)的直径至少为60毫米。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,至少一个所述桩子(5)在所有空间方向上将负载发散至海床中。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,所述基础构件包括多根桩子(5)。
6.根据权利要求5所述的基础结构(1),其特征在于,为了增加传递至海床中的负载,在海床上至少三根桩子(5)的设置方式是使这些桩子的纵向延伸方向位于三个彼此背离的方向上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,至少一个所述桩子(5)与所述支承结构(2)通过传递力的连接构件(3)实现彼此连接。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,至少一个所述桩子(5)与所述支承结构(2)通过连接构件(3)实现彼此间可拆卸的连接。
9.根据权利要求7或8所述的基础结构(1),其特征在于,所述连接构件(3)与所述支承结构(2)之间的连接,以及所述连接构件(3)与至少一个所述桩子(5)之间的连接通过整体结合方式和/或非主动方式和/或主动方式构成。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,所述连接构件(3)为格子结构部件。
11.根据权利要求10所述的基础结构(1),其特征在于,所述格子结构部件包括管件,特别是无缝热轧管件和/或冷弯成型管件,和/或由热轧带钢和/或具有开放式横截面的轮廓形状制成的焊接管。
12.根据权利要求11所述的基础结构(1),其特征在于,所述管件有相同或不同的横截界面形状,该横截界面形状包括圆形、有角的形状、三角形、矩形、正方形或多边形,或这些形状的组合。
13.根据权利要求10至12中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,所述格子结构部件包括带有设置于拐角上的拐角桩(6)的有角基面;所述拐角桩(6)被支承在海床上,用于充当所述桩子(5)的收纳端。
14.根据权利要求10至13中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,所述格子结构部件具有圆形、三角形、矩形或多边形的基面。
15.根据权利要求14所述的基础结构(1),其特征在于,当所述基面为圆形时,所述桩子优选为圆形。
16.根据权利要求10所述的基础结构(1),其特征在于,所述格子结构部件由钢材和/或水泥和/或混凝土和/或复合材料制成。
17.根据权利要求10至16中任意一项所述的基础结构(I ),其特征在于,所述格子结构部件为立方体设计,或截角四面体设计、圆锥体设计或棱锥台设计。
18.根据权利要求10至17中任意一项所述的基础结构(I ),其特征在于,所述格子结构部件包括空腹结构、框架或架装结构。
19.根据权利要求7至18中任意一项所述的基础结构(I),其特征在于,所述连接构件(3 )位于海床(4 )上,并借助于至少一个所述桩子(5 )锚定在海床内。
20.根据权利要求7至18中任意一项所述的基础结构(I ),其特征在于,所述连接构件(3)设置在海床(4)上方,优选设置距海床I至5米的位置上,并借助于至少一个所述桩子(5)锚定在海床内。
21.根据权利要求1至20中任意一项所述的基础结构(1),其特征在于,所述桩子(5)为钻孔注浆桩。
22.如上述权利要求1至21中任意一项或多项所述的海上风力发电装置基础结构(I)的应用。
23.将如上述权利要求7至21中任意一项或多项所述的基础结构(I)安装在海床(4)上的方法,其特征在于,首先使用插入海床(4)中的桩子(5)锚定连接构件(3),然后将支承结构(2 )与所述连接构件(3 )连接。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,将所述连接构件(3)置于海床(4)上,然后锚定所述连接构件(3)。
25.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,首先通过将一根或多根桩子(5)的一段留在海床上方的方式将一根或多根桩子(5)插入海床,然后将连接构件(3)连接于所述桩子(5 ),由此插入所述连接构件(3 ),接着,将支承结构(2 )连接于所述连接构件(3 )。
CN201380003532.4A 2012-02-03 2013-02-01 海上设备的基础结构,特别是安装噪音较低的海上风力发电机基础结构,以及该基础结构的安装方法 CN103998692A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012100901.5 2012-02-03
DE102012100901 2012-02-03
PCT/EP2013/052031 WO2013113873A2 (de) 2012-02-03 2013-02-01 Geräuscharm zu installierende gründungskonstruktion einer offshore-anlage, insbesondere einer offshore-windenergieanlage und montageverfahren hierfür

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103998692A true CN103998692A (zh) 2014-08-20

Family

ID=47633073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380003532.4A CN103998692A (zh) 2012-02-03 2013-02-01 海上设备的基础结构,特别是安装噪音较低的海上风力发电机基础结构,以及该基础结构的安装方法

Country Status (16)

Country Link
US (1) US9663916B2 (zh)
EP (1) EP2753765B1 (zh)
JP (1) JP6280509B2 (zh)
KR (2) KR20140122219A (zh)
CN (1) CN103998692A (zh)
AU (1) AU2013214147B2 (zh)
BR (1) BR112014008007A2 (zh)
CA (1) CA2850150A1 (zh)
CY (1) CY1117322T1 (zh)
DK (1) DK2753765T3 (zh)
ES (1) ES2562757T3 (zh)
MY (1) MY167317A (zh)
PL (1) PL2753765T3 (zh)
PT (1) PT2753765E (zh)
SG (1) SG11201401167UA (zh)
WO (1) WO2013113873A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110258770A (zh) * 2019-04-30 2019-09-20 关辉 一种全装配式房屋结构体系

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2995918B1 (fr) * 2012-09-27 2014-10-17 Soletanche Freyssinet METHOD FOR PRODUCING AN ARMED STRUCTURE IN A SOIL
JP6127325B2 (ja) * 2015-04-23 2017-05-17 ATOMworks株式会社 風車タワーのアンカーリング据付用の支持架台及びその製造方法
DE102015111225A1 (de) * 2015-07-10 2017-01-12 Europoles Gmbh & Co. Kg Tragwerk
CN105908772B (zh) * 2016-04-18 2018-10-23 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 海上风机重力式基础、基础系统及重力式基础的施工方法
NL2016840B1 (nl) * 2016-05-26 2017-12-12 Fistuca B V Offshore steun

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85106162A (zh) * 1985-08-15 1987-03-04 麦克德莫特国际公司 海上钻井平台的导管导向装置
DE10109040C1 (de) * 2001-02-24 2002-07-11 Conrad Hansen Foundation for a wind turbine
CN101109369A (zh) * 2007-08-21 2008-01-23 浙江运达风力发电工程有限公司 风力发电机组的传动系统
US20080028715A1 (en) * 2004-07-01 2008-02-07 Gunnar Foss Device for a Bending Moment Deficient Strut Connection
CN100473824C (zh) * 2003-10-17 2009-04-01 爱罗丁工程有限公司 用于海上风力发电设备的底座
CN201502064U (zh) * 2009-10-16 2010-06-09 上海宝钢工程技术有限公司 海上风机钢结构基础
CN201538971U (zh) * 2009-10-23 2010-08-04 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 高桩承台式海上风力发电机基础结构
CN102337746A (zh) * 2010-07-27 2012-02-01 宝山钢铁股份有限公司 水上风力发电塔架基础和结构及其安装施工方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB880467A (en) 1959-04-06 1961-10-25 Mueller Ludwig A method of and apparatus for making subaqueous foundations
US3638436A (en) * 1969-10-17 1972-02-01 Texaco Inc Reversed slope skirt pile marine platform anchoring
FR2592075B1 (fr) * 1985-12-19 1988-06-24 Technip Geoproduction Dispositif de support pour jambe de plate-forme petroliere auto-elevatrice de forage en mer, et plate-forme en comportant application
DK164516C (da) * 1989-01-11 1992-11-23 Maersk Olie & Gas Fremgangsmaade og indretning til at anbringe de til installation af en paelefunderet off-shore platform hoerende paele
JP2003206852A (ja) 2002-01-18 2003-07-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 洋上風力発電用支持装置
US6659691B1 (en) * 2002-07-08 2003-12-09 Richard M. Berry Pile array assembly system for reduced soil liquefaction
JP2005180239A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd The basics of offshore wind turbine generators
JP2006348526A (ja) 2005-06-14 2006-12-28 Railway Technical Res Inst 複合杭基礎構造、及び構造物の杭基礎型支持方法
JP4717691B2 (ja) 2006-04-13 2011-07-06 公益財団法人鉄道総合技術研究所 鋼管を内在するソイルセメント柱体を斜めに築造する施工方法および該施工に用いられるガイド装置
US20110061321A1 (en) 2006-09-21 2011-03-17 Ahmed Phuly Fatigue reistant foundation system
EP2067913A2 (de) 2007-12-04 2009-06-10 WeserWind GmbH Gitterstruktur eines Offshore-Bauwerks, insbesondere einer Offshore-Windenergieanlage
US20100031589A1 (en) * 2007-12-28 2010-02-11 Fernald Christopher M Tower and wind turbine supporting structures and method for mounting the latter
US8215874B2 (en) * 2009-01-12 2012-07-10 Reeves William W Modular foundation designs and methods
GB2485935B (en) 2009-09-14 2015-03-04 Blade Offshore Services Ltd Method, apparatus and system for attaching an anchor member to a floor of a body of water
DE102010012094B3 (de) 2010-03-19 2011-11-10 Beluga Offshore Gmbh Lattice structure of a tower-shaped foundation of an offshore wind turbine as well as modular offshore wind turbine foundation with the same
DE202010010094U1 (de) 2010-05-11 2011-11-10 Werner Möbius Engineering GmbH Foundation system for the foundation of an offshore wind energy plant
CN106864672B (zh) 2010-05-28 2019-09-06 洛克希德马丁公司 水下锚系统和方法
DE202011101599U1 (de) 2011-05-12 2011-09-23 Emilio Reales Bertomeo Offshore foundation for wind turbines

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85106162A (zh) * 1985-08-15 1987-03-04 麦克德莫特国际公司 海上钻井平台的导管导向装置
DE10109040C1 (de) * 2001-02-24 2002-07-11 Conrad Hansen Foundation for a wind turbine
CN100473824C (zh) * 2003-10-17 2009-04-01 爱罗丁工程有限公司 用于海上风力发电设备的底座
US20080028715A1 (en) * 2004-07-01 2008-02-07 Gunnar Foss Device for a Bending Moment Deficient Strut Connection
CN101109369A (zh) * 2007-08-21 2008-01-23 浙江运达风力发电工程有限公司 风力发电机组的传动系统
CN201502064U (zh) * 2009-10-16 2010-06-09 上海宝钢工程技术有限公司 海上风机钢结构基础
CN201538971U (zh) * 2009-10-23 2010-08-04 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 高桩承台式海上风力发电机基础结构
CN102337746A (zh) * 2010-07-27 2012-02-01 宝山钢铁股份有限公司 水上风力发电塔架基础和结构及其安装施工方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
殷万寿: "《深水基础工程》", 30 September 2003, 中国铁道出版社 *
王懿等: "海上风机基础结构力学分析", 《中国海洋平台》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110258770A (zh) * 2019-04-30 2019-09-20 关辉 一种全装配式房屋结构体系

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201401167UA (en) 2014-09-26
KR20200108925A (ko) 2020-09-21
EP2753765B1 (de) 2015-11-18
MY167317A (en) 2018-08-16
DK2753765T3 (da) 2015-12-21
WO2013113873A2 (de) 2013-08-08
KR20140122219A (ko) 2014-10-17
WO2013113873A3 (de) 2014-01-03
EP2753765A2 (de) 2014-07-16
CA2850150A1 (en) 2013-08-08
AU2013214147B2 (en) 2017-03-30
PT2753765E (pt) 2016-02-10
CY1117322T1 (el) 2017-04-26
ES2562757T3 (es) 2016-03-08
AU2013214147A1 (en) 2014-06-05
JP2015509155A (ja) 2015-03-26
US20140369766A1 (en) 2014-12-18
PL2753765T3 (pl) 2016-05-31
JP6280509B2 (ja) 2018-02-14
BR112014008007A2 (pt) 2017-04-11
US9663916B2 (en) 2017-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10287741B2 (en) Earth retaining system such as a sheet pile wall with integral soil anchors
US8534958B2 (en) Offshore station, foundation for an offshore station, and method for building an offshore station
US10030349B2 (en) Undersea anchoring system and method
US9567720B2 (en) Offshore platform for a marine environment
EP1673536B1 (de) Offshore-windenergieanlage mit einer gründung
US10125467B2 (en) Template for and method of installing a plurality of foundation elements in an underwater ground formation
JP4437169B2 (ja) 簡易基礎及び簡易基礎の集合体
JP5022976B2 (ja) 洋上風力発電用のスパー型浮体構造およびその製造方法ならびにその設置方法
DK2011924T3 (en) Offshore platform
DK2185816T3 (en) Monopile foundation for offshore windmill
EP2354535B1 (en) Method for constructing a foundation for a wind power generation system
JP2007092406A (ja) 水上構造物の基礎構造
JP4528652B2 (ja) 水中構造物の仮締切工法及び仮締切用構造体
CN100489200C (zh) 一种水中大直径圆形钢板桩围堰及其施工方法
CN101812849B (zh) 一种海上单桩基础结构及其安装方法
JP4645300B2 (ja) 洋上風力発電装置の重力式基礎
CN102953341B (zh) 一种设置于深水急流无覆盖层陡峭裸岩上的高位栈桥结构
US20060185279A1 (en) Foundations for constructions
CN102704491B (zh) 一种型钢与钢筋混凝土梁组合基坑支护围檩及其施工方法
CN103228909B (zh) 用于安装海上塔的方法
CN106103983A (zh) 组装漂浮式风力涡轮机平台的方法
JP2007205077A (ja) 仮締め切り工法
CN201531017U (zh) 钢管支承桩插打时快速定位和连接系统
GB2192923A (en) Mudmat design
AU2011277062B2 (en) Guy anchor reinforcement

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination