CN105064395B - 海上风机基础及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风机基础,固定于设有开口的管桩内,包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体,所述连接板的一侧与所述第一主体相连,另一侧与所述第二主体相连,所述第二主体远离所述连接板一端伸入所述开口、并与所述管桩相连。当管桩偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时,可将第二主体相对连接板进行一定量的偏移,使得第二主体能够顺利插入管桩内固定。本发明结构简单,可操作性强,能快速对偏离允许沉桩误差较大的情况进行补救,能够保障风机基础顺利安装,提高海上施工安装效率和可靠性;本发明无需对施工误差较大的管桩进行海上的特别处理,其经济效益良好。
Description
技术领域
本发明涉及海上风机基础技术领域,尤其是涉及一种海上风机基础及其施工方法。
背景技术
目前的导管架、水下三桩和水上三桩等各种风机基础形式中,都是采用先打管桩,后安装风机基础的施工顺序,由于管桩施工存在误差,当误差超过规定范围将会影响风机基础的顺利施工。例如,当管桩施工位置偏移预定安装位置较多距离时,将导致风机基础不能顺利插入管桩内,此时将重新打桩或进行其他的海上特别处理,严重影响施工效率,增加施工成本。另外,在展开大面积施工时,管桩偏离允许施工误差范围这一现象很难避免。
发明内容
基于此,本发明在于克服现有技术的缺陷,提供一种海上风机基础及其施工方法,在管桩施工存在较大偏差的情况下,其能够保障风机基础顺利安装,提高海上施工安装效率和可靠性。
其技术方案如下:
一种海上风机基础,固定于设有开口的管桩内,包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体,所述连接板的一侧与所述第一主体相连,另一侧与所述第二主体相连,所述第二主体远离所述连接板一端伸入所述开口、并与所述管桩相连。
在其中一个实施例中,包括至少两个风机基础,所述管桩与风机基础一一对应,所述管桩设有所述开口的一端位于所述连接板的正下方、并与所述连接板之间设有调节垫块。
在其中一个实施例中,所述第一主体与所述连接板之间还设有连接管,所述连接管一端固定于所述连接板上,另一端与所述第一主体连接。
在其中一个实施例中,所述连接板上设有围绕所述连接管外周设置的多个加强翼板,所述连接管外周还套设有加强板,所述加强板与所述加强翼板远离所述连接板一端相连接。
在其中一个实施例中,所述连接管、所述连接板、所述加强翼板三者之间的交接处设有抗疲劳开孔。
在其中一个实施例中,所述连接板上设有第一灌浆穿孔,所述第一灌浆穿孔与所述第二主体内腔连通。
在其中一个实施例中,所述管桩和所述第二主体之间设有连接腔,所述连接板上还设有至少一个与所述连接腔连通的第二灌浆穿孔。
本技术方案还提供了一种海上风机基础施工方法,风机基础包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体;所述海上风机基础施工方法包括以下步骤:
S1、确定管桩在海底的预设安装位置和第一主体、第二主体在连接板上的预设安装位置,根据管桩直径D和第二主体直径d确定管桩最小允许施工误差s,其中s=(D-d)/2;
S2、将管桩按照预设要求固定于海底;
S3、获取管桩实际安装位置与管桩预设安装位置之间的偏移距离s1;
S4、确定第二主体在连接板上的实际安装位置,当s1≤s时,第二主体的实际安装位置即为其预设安装位置;当s1>s时,第二主体的实际安装位置与其预设安装位置之间的偏移距离为s2,其中s1-s≤s2≤s1+s;
S5、将第一主体按照预设安装位置固定于连接板上侧,将第二主体按照确定的实际安装位置固定于连接板下侧;
S6、将第二主体远离连接板的一端插入管桩内、并与管桩固定,管桩靠近连接板一端与连接板相连接。
在其中一个实施例中,在步骤S5中,当s1>s时,还需根据施工强度要求和疲劳要求确定s2的数值和连接板的厚度。
在其中一个实施例中,包括至少两个风机基础,管桩与风机基础一一对应,在步骤S5与步骤S6之间还包括以下步骤:
确定相邻两个管桩的桩顶高度允许偏差值h;
获取相邻两个管桩桩顶实际高度差值h1;
当h1≤h时,无须增设调节垫块;当h1>h时,在桩顶高度较低的管桩对应的连接板下侧增设厚度为h2的调节垫块,且应满足|h1-h2|≤h。
本发明的有益效果在于:
提供一种海上风机基础,包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体,第一主体为支撑结构主体部分,第二主体为灌浆连接段部分,第一主体和第二主体分别连接于连接板的上下侧,当管桩偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时,将会影响风机基础安装,针对这种情况,可将第二主体相对连接板进行一定量的偏移,使得第二主体能够顺利插入管桩内固定。本发明结构简单,可操作性强,能快速对偏离允许沉桩误差较大的情况进行补救,能够保障风机基础顺利安装,提高海上施工安装效率和可靠性;本发明无需对施工误差较大的管桩进行海上的特别处理,其经济效益良好。
本发明所述连接板与所述管桩之间设有调节垫块,用以调节连接板的高度,进而调节风机基础的高度,保证各个风机基础竖向偏差控制在规定范围内,保证风机长期安全运行,提高风机基础耐受性。
第一主体与连接板之间还设有连接管,由于第一主体一般倾斜放置,在第一主体与连接板之间增设连接管,第一主体倾斜固定于连接管一端,一方面增强了了第一主体的固定效果,另一方面方便第一主体焊接固定。同时,可通过调节连接管的厚度进一步增强连接强度。
所述连接板上设有围绕所述连接管外周设置的多个加强翼板,所述连接管外周还套设有加强板,用以增强风机基础的固定效果,增加其强度和抗压性能,提高耐受性,保证风机安全稳定运行。
所述连接管、所述连接板、所述加强翼板三者之间的交接处设有抗疲劳开孔,提高本发明的抗疲劳性能。
所述连接板上设有第一灌浆穿孔,所述第一灌浆穿孔与所述第二主体内腔连通,保证灌浆管线从第一灌浆穿孔穿过,用于输送浆料进入管桩与第二主体之间的连接腔。
所述连接板上设有至少一个与所述连接腔连通的第二灌浆穿孔,用于应急情况输送浆料。
本发明还提供一种海上风机基础施工方法,通过改变连接板和第二主体的相对位置,来调整管桩的水平方向位置偏差,保证风机基础顺利安装。另外,通过在管桩和连接板之间设置调节垫块,用来改变连接板的高度,使得各个风机基础竖直方向误差控制在规定范围内,保证风机长期安全运行,提高风机基础耐受性。本方法步骤简单、可操作性强,偏差调整快速,经济效应好,将风机基础水平方向偏差和竖直方向偏差控制在规定范围内,保证了风机基础的顺利安装和安全实施。
附图说明
图1是本发明实施例所述的海上风机基础的结构示意图;
图2是图1的A-A向截面剖视图;
图3是图2的B-B向截面剖视图;
图4是本发明实施例所述的海上风机基础施工方法的流程图。
附图标记说明:
100、管桩,110、连接腔,200、风机基础,210、第一主体,220、连接管,230、连接板,231、第一灌浆穿孔,240、第二主体,250、加强翼板,260、加强板,261、第三灌浆孔,270、抗疲劳开孔。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明:
如图1所示,一种海上风机基础200,固定于设有开口的管桩100内,包括从上往下依次布置的第一主体210、连接板230和第二主体240,第一主体210为支撑结构主体部分,第二主体240为灌浆连接段部分,连接板230的一侧与第一主体210相连,另一侧与第二主体240相连。管桩100固定于海底,第二主体240远离连接板230一端伸入管桩100的开口内并与管桩100固定连接。当管桩100偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时,将会影响风机基础200的顺利安装,针对这种情况,可将第二主体240相对连接板230进行一定量的偏移,使得第二主体240能够顺利插入管桩100内固定。本发明结构简单,可操作性强,能快速对偏离允许施工误差较大的情况进行补救,能够保障风机基础200顺利安装,提高海上施工安装效率和可靠性;本发明无需对施工误差较大的管桩100进行海上的特别处理,其经济效益良好。
第一主体210与连接板230之间还设有连接管220,连接管220一端固定于连接板230上,另一端与第一主体210连接,由于第一主体210一般倾斜放置,在第一主体210与连接板230之间增设连接管220,第一主体210倾斜固定于连接管220一端,一方面增强了第一主体210的固定效果,满足受力要求,另一方面方便第一主体210焊接固定。同时,可通过调节连接管220的厚度进一步增强连接强度。
如图2所示,连接板230上设有围绕连接管220的外周设置的多个加强翼板250,连接管220外周还套设有加强板260,加强板260与加强翼板250远离连接板230一端相连接,用以增强风机基础200的固定效果,增加其强度和抗压性能,提高耐受性,保证风机安全稳定运行。
如图3所示,本实施例中,连接管220、连接板230、加强翼板250三者之间的交接处还设有抗疲劳开孔270,提高各部分连接处的抗疲劳性能。
如图1-2所示,连接板230上设有第一灌浆穿孔231,第一灌浆穿孔231与第二主体240内腔连通,保证灌浆管线从第一灌浆穿孔231穿过,用于输送浆料进入管桩100与第二主体240之间的连接腔110,达到固定第二主体240的效果。
连接板230上还设有至少一个与连接腔110连通的第二灌浆穿孔(附图未标识),用于应急情况插入灌浆管线直接将浆料输送至连接腔110内固定第二主体240,相应地,加强板260上设有与第二灌浆穿孔对应的第三灌浆穿孔261,方便灌浆管线的插入。
在本实施例中,本发明包括至少两个风机基础200,管桩100与风机基础200一一对应。管桩100设有开口的一端与连接板230之间设有调节垫块(附图未标识),用以调节连接板230的高度,进而调节风机基础200的高度,保证各个风机基础200竖向偏差控制在规定范围内,提高各风机基础200的平整度,保证风机长期安全稳定运行,提高风机基础200耐受性。
本发明还提供了一种海上风机基础200的施工方法,如图4所示,具体包括以下步骤:
S1、确定管桩100在海底的预设安装位置和第一主体210、第二主体240在连接板230上的预设安装位置,根据管桩100直径D和第二主体240直径d确定管桩100最小允许施工误差s,其中s=(D-d)/2;
S2、将管桩100按照预设要求固定于海底;
S3、获取管桩100实际安装位置与管桩100预设安装位置之间的偏移距离s1;
S4、确定第二主体240在连接板230上的实际安装位置,当s1≤s时,第二主体240的实际安装位置即为其预设安装位置;当s1>s时,第二主体240的实际安装位置与其预设安装位置之间的偏移距离为s2,其中s1-s≤s2≤s1+s;
S5、将第一主体210按照预设安装位置固定于连接板230上侧,将第二主体240按照确定的实际安装位置固定于连接板230下侧;
S6、将第二主体240远离连接板230的一端插入管桩100内、并与管桩100固定,管桩100靠近连接板230的一端与连接板230连接在一起。
在步骤S5中,当s1>s时,还需根据施工强度要求和疲劳要求确定s2的数值和连接板230的厚度。
上述方案中,第一主体210和第二主体240均焊接于连接板230上,并且对焊接部位均采用全熔透双面焊、焊缝外形控制措施或其他有效降低疲劳的焊接措施。第二主体240伸入管桩100后通过灌浆固定。
在本实施例中,本发明包括至少两个风机基础200,管桩100与风机基础200一一对应,步骤S5与步骤S6之间还包括以下步骤:
确定相邻两个管桩100的桩顶高度允许偏差值h;
获取相邻两个管桩100桩顶实际高度差值h1;
当h1≤h时,无须增设调节垫块;当h1>h时,在桩顶高度较低的管桩100对应的连接板230下侧对应管桩100的位置增设厚度为h2的调节垫块,且应满足|h1-h2|≤h。
上述方案中,调节垫块焊接于连接板230下侧,并且,焊接采取点焊。
综上所述,本发明所提供的海上风机基础200施工方法,通过改变连接板230和第二主体240的相对位置,来调整管桩100的水平方向位置偏差,保证风机基础200顺利安装。另外,通过在管桩100和连接板230之间设置调节垫块,用来改变连接板230的高度,使得各个风机基础200竖直方向误差控制在规定范围内,保证海上风机等具有较好的平整度,使风机安全稳定运行,提高风机基础200耐受性。本方法步骤简单、可操作性强,偏差调整快速,经济效应好,将风机基础200水平方向偏差和竖直方向偏差控制在规定范围内,保证了风机基础200的顺利安装和安全实施。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,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,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种海上风机基础,固定于设有开口的管桩内,其特征在于,包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体,所述连接板的一侧与所述第一主体相连,另一侧与所述第二主体相连,所述第二主体远离所述连接板一端伸入所述开口、并与所述管桩相连;当所述管桩偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时,所述第二主体相对所述连接板进行偏移,使得所述第二主体能够顺利插入所述管桩内。
2.根据权利要求1所述的海上风机基础,其特征在于,包括至少两个风机基础,所述管桩与风机基础一一对应,所述管桩设有所述开口的一端位于所述连接板的正下方、并与所述连接板之间设有调节垫块。
3.根据权利要求1所述的海上风机基础,其特征在于,所述第一主体与所述连接板之间还设有连接管,所述连接管一端固定于所述连接板上,另一端与所述第一主体连接。
4.根据权利要求3所述的海上风机基础,其特征在于,所述连接板上设有围绕所述连接管外周设置的多个加强翼板,所述连接管外周还套设有加强板,所述加强板与所述加强翼板远离所述连接板一端相连接。
5.根据权利要求4所述的海上风机基础,其特征在于,所述连接管、所述连接板、所述加强翼板三者之间的交接处设有抗疲劳开孔。
6.根据权利要求1所述的海上风机基础,其特征在于,所述连接板上设有第一灌浆穿孔,所述第一灌浆穿孔与所述第二主体内腔连通。
7.根据权利要求6所述的海上风机基础,其特征在于,所述管桩和所述第二主体之间设有连接腔,所述连接板上还设有至少一个与所述连接腔连通的第二灌浆穿孔。
8.一种海上风机基础施工方法,其特征在于,风机基础包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体;所述海上风机基础施工方法包括以下步骤:
S1、确定管桩在海底的预设安装位置和第一主体、第二主体在连接板上的预设安装位置,根据管桩直径D和第二主体直径d确定管桩最小允许施工误差s,其中s=(D-d)/2;
S2、将管桩按照预设要求固定于海底;
S3、获取管桩实际安装位置与管桩预设安装位置之间的偏移距离s1;
S4、确定第二主体在连接板上的实际安装位置,当s1≤s时,第二主体的实际安装位置即为其预设安装位置;当s1>s时,第二主体的实际安装位置与其预设安装位置之间的偏移距离为s2,其中s1-s≤s2≤s1+s;
S5、将第一主体按照预设安装位置固定于连接板上侧,将第二主体按照确定的实际安装位置固定于连接板下侧;
S6、将第二主体远离连接板的一端插入管桩内、并与管桩固定,管桩靠近连接板一端与连接板相连接。
9.根据权利要求8所述的海上风机基础施工方法,其特征在于,在步骤S5中,当s1>s时,还需根据施工强度要求和疲劳要求确定s2的数值和连接板的厚度。
10.根据权利要求8所述的海上风机基础施工方法,其特征在于,包括至少两个风机基础,管桩与风机基础一一对应,在步骤S5与步骤S6之间还包括以下步骤:
确定相邻两个管桩的桩顶高度允许偏差值h;
获取相邻两个管桩桩顶实际高度差值h1;
当h1≤h时,无须增设调节垫块;当h1>h时,在桩顶高度较低的管桩对应的连接板下侧增设厚度为h2的调节垫块,且应满足|h1-h2|≤h。
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