CN104594377A - 海上风机的钢筒型基础结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：包括上部钢筒、钢盖板、下部钢筒和隔舱板，所述上部钢筒与钢盖板固接，所述钢盖板与下部钢筒固接，所述下部钢筒内设有内钢筒，所述下部钢筒与内钢筒之间通过隔舱板分成若干个钢隔舱，所述钢盖板上设有预留孔道。有益效果：与现有技术相比，本发明可实现陆上完全预制，减少了风机基础海上作业时间，充分利用了箱筒结构适用于软土地基无需地基加固处理的优势，充分利用了箱筒结构抽真空负压下沉的施工工艺，克服了混凝土结构易于开裂耐久性能差的弊端，提高了结构的整体刚度和稳定性。

Description

海上风机的钢筒型基础结构

技术领域

本发明属于海上风电场基础，尤其涉及一种海上风机的钢筒型基础结构。

背景技术

海上风电场基础形式以单桩基础为主，占到了74％，其次为导管架基础，其它基础如重力式基础、三角架基础、吸力基础、门架式基础、负压式基础、漂浮基础应用相对较少。目前，风机基础海上施工由于受到潮水、风况等水文、天气条件影响，施工难度大，工期长。专利申请号201210334657.2公开了一种钢混复合筒型基础结构及其施工方法，包括壁面为曲面的混凝土筒型过渡段、混凝土顶盖、混凝土筒壁和钢制筒壁构成的圆筒结构。其施工方法是陆上预制钢混复合筒型基础结构，之后基础整体浮运到施工现场进行自重下沉和负压下沉施工。该结构的缺陷为：壁面为曲面的混凝土筒型过渡段在支模、浇筑和拆模过程中施工工序繁琐，壁面为曲面的混凝土筒型过渡段内预应力筋张拉不便；混凝土材料抗弯、抗拉性能差，易于开裂，结构耐久性差；其开裂将导致预应力筋预应力损失增大，结构可靠度降低；由于材料差异，混凝土筒壁和钢制筒壁相互连接不可靠。

专利申请号：201410093420.9公开了一种同轴钢筒基础，包括风机塔筒、基础外筒、外拼接板、长圆孔摩擦型高强螺栓、内拼接板、地基持力层、长螺孔、基础内筒、隔板、地基软土层。其施工方法是用高频振动锤将基础内筒压入基础中心，并使其外露高度等同于外筒高度，之后安装外筒，并连接外筒和内筒之间的隔板。该结构的缺陷为：基础内筒要达到持力层，当持力层很深时，则基础内筒很长，造价高，不经济；对于深水水域，由于风机塔筒和该同轴钢筒基础连接部位将淹没于水面以下，长期遭受海水腐蚀对结构安全不利。

专利申请号：201410049406.9公开了一种导管架-筒形结构复合式海上风机基础，由筒形基础部分和导管架部分组成，筒形基础部分包括圆筒形钢壁、混凝土盖板、预应力梁和连系梁，混凝土盖板、预应力梁、连系梁浇筑连接为整体；导管架部分包括钢腿柱、钢支撑管、连接筒和法兰，钢腿柱与连接筒之间分别通过钢支撑管焊接固定；四根钢腿柱固定于混凝土盖板的连系梁中部；连接筒通过法兰与风机塔筒连接。其施工方法为整个结构岸边整体预制和拼装，海上整体浮运，采用负压下沉安放。该结构的缺陷为：钢腿柱与混凝土盖板之间连接节点由于材料差异难以处理，二者连接不可靠，受荷时易于从该位置发生破坏。海上风电场基础施工亟待研发一种可以在陆地进行预制，不但可以减少风机基础海上作业时间，又可以适用于软土地基上无需地基加固处理的海上风机基础结构。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种海上风机的钢筒型基础结构，可以在陆地进行预制，不但可以减少风机基础海上作业时间，又可以适用于软土地基上无需地基的加固处理。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：包括上部钢筒、钢盖板、下部钢筒和隔舱板，所述上部钢筒与钢盖板固接，所述钢盖板与下部钢筒固接，所述下部钢筒内设有内钢筒，所述下部钢筒与内钢筒之间通过隔舱板分成若干个钢隔舱，所述钢盖板上设有预留孔道。

所述钢盖板顶面或底面固接有钢梁。

所述钢盖板的上表面设有混凝土梁板，所述上部钢筒的下端置于混凝土梁板中。

所述混凝土梁板由混凝土梁、混凝土板、混凝土圈梁及混凝土圆台构成，所述混凝土梁板上设有与钢盖板预留孔道位置对应的预留孔道。

所述上部钢筒顶部固接有与风机塔筒连接的法兰，所述上部钢筒形状呈圆柱形或圆台形。

所述钢隔舱顶端设有短隔舱板，所述钢隔舱的舱壁上设有钢肋。

所述上部钢筒、下部钢筒预制呈整体结构，或上部钢筒、下部钢筒呈分段结构拼接成整体，所述上部钢筒沿高度方向的厚度相等或不相等，所述下部钢筒沿高度方向的筒壁厚度相等或不相等。

有益效果：与现有技术相比，本发明可实现陆上完全预制，减少了风机基础海上作业时间，充分利用了箱筒结构适用于软土地基无需地基加固处理的优势，充分利用了箱筒结构抽真空负压下沉的施工工艺，克服了混凝土结构易于开裂耐久性能差的弊端，提高了结构的整体刚度和稳定性。

附图说明

图1是海上风机钢筒型基础结构立面图；

图2是混凝土梁板的A-A剖面图；

图3是海上风机钢筒型基础结构钢盖板示意图；

图4是下部钢筒的B-B剖面图。

图中：1-风机塔筒，2-法兰，3-上部钢筒，4-混凝土梁板，5-钢盖板，6-短隔舱板，7-内钢筒，8-下部钢筒，9-预留孔道，10-隔舱板，11-钢肋，12-钢梁，13-混凝土板，14-混凝土梁，15-混凝土圆台，16-混凝土圈梁，17、钢隔舱。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

实施例

详见附图，一种海上风机的钢筒型基础结构，包括上部钢筒3、钢盖板5、下部钢筒8和隔舱板10，所述上部钢筒与钢盖板固接，所述钢盖板与下部钢筒固接，所述下部钢筒内设有内钢筒7，所述下部钢筒与内钢筒之间通过隔舱板分成若干个钢隔舱17，所述钢隔舱顶端设有短隔舱板6，隔舱板与短隔舱板共同构成钢隔舱，一方面是基础结构大，隔舱板和短隔舱板要承受一定力，另一方面是施工抽气过程中调整平衡。所述钢盖板上设有预留孔道9。所述钢盖板顶面或底面固接有钢梁12。所述钢盖板的上表面设有混凝土梁板4，所述上部钢筒的下端置于混凝土梁板中。所述混凝土梁板由混凝土梁14、混凝土板13、混凝土圈梁16及混凝土圆台15构成，所述混凝土梁板上设有与钢盖板预留孔道位置对应的预留孔道。所述上部钢筒顶部固接有与风机塔筒1连接的法兰2，所述上部钢筒形状呈圆柱形或圆台形。所述钢隔舱的舱壁设有钢肋11。所述上部钢筒可以整体预制，也可分节预制，再逐节进行焊接，各分节预制的上部钢筒筒壁厚度可以不相同。所述下部钢筒、隔舱板和内钢筒可以整体预制，也可分节预制，再逐节进行焊接，各分节预制构件的筒壁厚度或隔舱板厚度可以不相同。

海上风机钢筒型基础结构制作过程：

(1)下部钢筒8与内钢筒7通过短隔舱板6及隔舱板10焊接连接，分成多个钢隔舱17，下部钢筒8、内钢筒7、隔舱板10内侧或外侧筒壁焊接钢肋11；

(2)钢盖板5顶面或底面焊接钢梁12，钢盖板5设置预留孔道9，钢盖板5与下部钢筒8焊接连接；

(3)钢盖板5顶面焊接上部钢筒3；

(4)钢盖板5顶面浇筑混凝土梁板4，并设置阀门控制的预留孔道9。

采用钢筒型风机基础结构的施工工艺流程：

海上风机钢筒型基础结构预制完成后，由浮船坞或滑道辅助下水进行气浮拖运，向下部钢筒8内充气，完成后关闭预留孔道9上阀门，调整下部钢筒8中各钢隔舱的充气量，以控制海上风机钢筒型基础结构的水平度，由拖轮将海上风机钢筒型基础结构拖运至施工现场；打开预留孔道9上阀门进行排气自沉；对下部钢筒8抽气以形成负压使海上风机钢筒型基础结构下沉至目标位置；海上风机钢筒型基础结构下沉完毕后，在海上风机钢筒型基础结构四周抛填护底块石进行加固，完成一种海上风机钢筒型基础结构的施工。

上述参照实施例对该一种海上风机的钢筒型基础结构进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：包括上部钢筒、钢盖板、下部钢筒和隔舱板，所述上部钢筒与钢盖板固接，所述钢盖板与下部钢筒固接，所述下部钢筒内设有内钢筒，所述下部钢筒与内钢筒之间通过隔舱板分成若干个钢隔舱，所述钢盖板上设有预留孔道。

2.根据权利要求1所述的海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：所述钢盖板顶面或底面固接有钢梁。

3.根据权利要求1所述的海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：所述钢盖板的上表面设有混凝土梁板，所述上部钢筒的下端置于混凝土梁板中。

4.根据权利要求3所述的海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：所述混凝土梁板由混凝土梁、混凝土板、混凝土圈梁及混凝土圆台构成，所述混凝土梁板上设有与钢盖板预留孔道位置对应的预留孔道。

5.根据权利要求1或2或3所述的海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：所述上部钢筒顶部固接有与风机塔筒连接的法兰，所述上部钢筒形状呈圆柱形或圆台形。

6.根据权利要求5所述的海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：所述钢隔舱顶端设有短隔舱板，所述钢隔舱的舱壁上设有钢肋。

7.根据权利要求5所述的海上风机的钢筒型基础结构，其特征是：所述上部钢筒、下部钢筒预制呈整体结构，或上部钢筒、下部钢筒呈分段结构拼接成整体，所述上部钢筒沿高度方向的厚度相等或不相等，所述下部钢筒沿高度方向的筒壁厚度相等或不相等。