CN104060625B - 一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，包括一端露于水面、另一端嵌于泥面下的竖直桩（1），分布于竖直桩周围的斜桩Ⅰ（2）和斜桩Ⅱ（3），位于竖直桩顶端的法兰盘（7），连接竖直桩和斜桩的钢杆（5），其中钢杆上端通过加强抱箍（4）与竖直桩连接，钢杆下端通过底座（6）与斜桩连接。本发明采用多根斜桩拱卫竖直桩方法，增强了结构抵抗弯矩和水平力的能力，且在斜桩与竖直桩的连接方式上加以创新，降低了施工难度，施工方便快速。

Description

一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础

技术领域

本发明属于海上风电基础的技术领域，具体是涉及一种竖直混凝土管桩与辐射状分布其周围的多根斜桩相组合的钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础。

背景技术

海上有丰富风能，大力开发海上风能具有重要现实意义，但是海上风电成本居高不下，其中风电基础占很大比重。至今已发展了桩结构、导管架结构、浮式结构等海上风电基础。

桩结构主要分为单桩结构和多桩结构，单桩结构是采用最广泛的一种结构，但是一方面大直径单桩结构对施工能力要求较高，另一方面在深水区扩大桩径使成本急剧上升，这都限制了大直径单桩结构在国内风电工程中的应用。

导管架结构具有较大的刚度，故适用于水深较大、海洋环境较恶劣的海域；浮式结构是一种热门的结构形式，具有诸多优点，可以适应50m以上海域，主要市场在美国、日本这样近海海域风能缺乏的国家，但是其难点在于克服波动引起的风机输出功率的波动。

通过桩结构与导管架结构的结合并创新，发明的竖直桩与斜桩由钢杆连接的组合式海上风电基础。不仅继承单桩可以提供较大竖向承载力、斜桩有效分担水平力的优点，创造性的提出钢杆连接竖直桩和多根斜桩，提高了整个结构的刚度。有效地降低了混凝土的用量，降低了工程施工难度，加快了施工速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种竖直桩与斜桩由钢杆相连接的组合式海上风电基础。

本发明所要解决的技术方案是：提供了一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，包括部分嵌入泥面下的竖直桩、分布于所述竖直桩周围的多根斜桩Ⅰ和多根斜桩Ⅱ、位于所述竖直桩顶端的法兰盘、钢杆、加强抱箍和底座，其中，

所述竖直桩和斜桩Ⅰ之间以及竖直桩和斜桩Ⅱ之间分别通过所述钢杆连接；

所述钢杆上端与竖直桩之间通过所述加强抱箍固定连接；

所述斜桩Ⅰ顶端与钢杆底端之间以及斜桩Ⅱ顶端与钢杆底端之间分别通过所述底座进行连接。

进一步地，所述竖直桩为混凝土管桩，其直径2～3m，长度35～50m。

进一步地，所述斜桩Ⅰ和斜桩Ⅱ为混凝土管桩，其直径1～2m，长度20～30m。

进一步地，所述斜桩Ⅰ和斜桩Ⅱ的轴线与所述钢杆轴线位于同一条直线上。

进一步地，所述加强抱箍与钢杆上端之间通过加强螺栓铰接。

进一步地，所述底座与钢杆下端通过加强螺栓铰接。

进一步地，所述斜桩Ⅰ和斜桩Ⅱ轴线呈辐射状均匀分布于以竖直桩为圆心的的圆周上。

进一步地，所述斜桩Ⅰ与竖直桩相间设置，其夹角15～20°。

进一步地，所述斜桩Ⅱ与竖直桩的夹角20～30°。

进一步地，所述竖直桩通过法兰盘与风机相连接。

本发明的有益效果是：

不同于多斜桩高桩承台式风电基础，采用多根斜桩拱卫竖直桩方法，竖向承载力主要由竖直桩承担，而水平力及弯矩可由多根斜桩承担，均匀分布于竖直桩周围的多根斜桩也可以充分利用土体的水平向抵抗力，且在斜桩与竖直桩的连接方式上加以创新，降低了施工难度，施工因此方便快速。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明中加强抱箍的放大示意图。

图4是本发明中底座的放大示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合实施例与附图对本发明的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础进行详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，包括一端露于水面、另一端嵌于泥面下的竖直桩1，其中竖直桩为混凝土管桩；分布于竖直桩周围的多根斜桩2和多根斜桩3，位于竖直桩顶端的法兰盘7，连接竖直桩和斜桩的钢杆5，竖直桩1通过加强抱箍4与钢杆5上端连接，加强抱箍4与钢杆5上端通过加强螺栓铰接；多根斜桩2及多根斜桩3通过底座6与钢杆5下端连接，底座6与钢杆5下端通过加强螺栓铰接，法兰盘7连接上部风机。

下面给出一最佳实施例：

本发明公开了一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，包括一端露于水面、另一端嵌于泥面下的竖直桩1，其中竖直桩为混凝土管桩；分布于竖直桩周围的斜桩2和斜桩3，位于竖直桩顶端的法兰盘7，连接竖直桩1和斜桩2（3）的钢杆5，竖直桩1通过加强抱箍4与钢杆5上端连接，其中加强抱箍4与钢杆5上端通过加强螺栓铰接；斜桩2（3）通过底座6与钢杆5下端连接，其中底座6与钢杆5下端通过加强螺栓铰接。竖直桩长40m，桩径2m；多根斜桩2与竖直桩1夹角15°，桩长25m，桩径1.8m；多根斜桩3与竖直桩1夹角25°，桩长20m，桩径1.8m。

具体施工流程：1、预制竖直桩和斜桩；2、将预制好的斜桩打至一定深度；3、在斜桩顶端固定底座；4、将竖直桩打至一定深度；5、吊装钢杆；6、高强螺栓铰接底座与钢杆；7、加强抱箍环抱竖直桩并由高强螺栓铰接钢杆；8、安装风机塔筒。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征在于，包括部分嵌入泥面下的竖直桩（1）、分布于所述竖直桩（1）周围的多根斜桩Ⅰ（2）和多根斜桩Ⅱ（3）、位于所述竖直桩（1）顶端的法兰盘（7）、钢杆（5）、加强抱箍（4）和底座（6），其中，

所述竖直桩（1）和斜桩Ⅰ（2）之间以及竖直桩（1）和斜桩Ⅱ（3）之间分别通过所述钢杆（5）连接；

所述钢杆（5）上端与竖直桩（1）之间通过所述加强抱箍（4）固定连接；

所述斜桩Ⅰ（2）顶端与钢杆（5）底端之间以及斜桩Ⅱ（3）顶端与钢杆（5）底端之间分别通过所述底座（6）进行连接；

所述斜桩Ⅰ（2）和斜桩Ⅱ（3）的轴线与所述钢杆（5）轴线位于同一条直线上；

所述加强抱箍（4）与钢杆（5）上端之间通过加强螺栓铰接；

所述底座（6）与钢杆（5）下端通过加强螺栓铰接。

2.根据权利要求1所述的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征于，所述竖直桩（1）为混凝土管桩，其直径2～3m，长度35～50m。

3.根据权利要求2所述的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征于，所述斜桩Ⅰ（2）和斜桩Ⅱ（3）为混凝土管桩，其直径1～2m，长度20～30m。

4.根据权利要求1所述的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征于，所述斜桩Ⅰ（2）和斜桩Ⅱ（3）轴线呈辐射状均匀分布于以竖直桩（1）为圆心的的圆周上。

5.根据权利要求1所述的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征于，所述斜桩Ⅰ（2）与竖直桩（1）相间设置，其夹角15～20°。

6.根据权利要求1所述的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征于，所述斜桩Ⅱ（3）与竖直桩（1）的夹角20～30°。

7.根据权利要求5或6所述的一种钢杆连接竖直桩与斜桩的海上风电基础，其特征于，所述竖直桩（1）通过法兰盘（7）与风机相连接。