CN105421322B - 一种导管架的破冰结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导管架的破冰结构。所述导管架的破冰结构包括导管架，所述导管架的浸水面处外壁上间隙套装有破冰元件，环形布置的该破冰元件的内壁与导管架外壁之间通过可水平伸缩的弹性元件相连。本发明结构简单，破冰效果好，可以有效地延长导管架的使用寿命。

Description

一种导管架的破冰结构
技术领域
本发明涉及一种导管架的破冰结构，属于破冰结构领域。
背景技术
冰，尤其海冰是高纬度海域海洋结构物设计和安全运营的重要影响因素。海冰在与海洋结构物相互作用时总是要设计成海冰先遭到破坏。我国渤海和黄海北部每年出现不同程度的冰冻，冰荷载是渤海海洋工程结构设计的重要性荷载。
我国渤海风能资源丰富，海上风能发电市场具有广阔的发展前景，但渤海湾属于高纬度寒区，每年冬春季海面都有海冰情况，对结构的影响很大，为保障渤海海上风能资源开发的安全，基于消除海冰对结构的破坏，亟待研究一套应用于导管架的破冰结构。
发明内容
本发明旨在提供一种导管架的破冰结构，该破冰结构的结构简单，破冰效果好，可以有效地延长导管架的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种导管架的破冰结构，包括导管架，其结构特点是，所述导管架的浸水面处外壁上间隙套装有破冰元件，环形布置的该破冰元件的内壁与导管架外壁之间通过可水平伸缩的弹性元件相连。
由此，导管架外形成收缩型破冰结构，有效地避免了导管架承受冰载荷。
根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：
优选地，所述破冰元件的内壁为圆筒，破冰元件的外壁为锥形结构；所述弹性元件设置在圆筒与导管架外壁之间。
更优选地，所述破冰元件的圆筒外壁上设有环向固定在圆筒外周上的环形圆盘；在圆盘外端与圆筒上下端之间通过球板固定相连。所述圆盘的外端面相对球板伸出。由此，可以显著地提高破冰效果。
优选地，所述弹性元件为多根环向布置在导管架外壁上的弹簧。
为了适应海水环境，所述弹簧外设有聚氨酯漆涂料层。
所述弹簧优选采用碳合金钢制成。
为了适应海水环境，所述破冰元件外均设有环氧树脂型重防腐涂料层。
优选地，所述导管架为三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架。
所述三桩式导管架包括三根高桩、三根支管和一根主管，该三桩式导管架的主管外壁上设有所述的破冰元件和弹性元件；所述桁架式导管架包括四根高桩、四根支管和一根主管，该桁架式导管架的每个支管上均设有所述的破冰元件和弹性元件；所述门架式导管架包括3-5根高桩、固定在每根高桩顶端的一根支管、以及连接在多根支管顶端的一根主管，该门架式导管架的每根高桩上均设有所述的破冰元件和弹性元件。
所述三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架的高桩与支管之间通过灌浆相连或焊接相连；所述高桩为大直径薄壁结构，该高桩的底部伸入海底。
藉由上述结构，本发明可以实现在海冰海域利用海上风能，从而推动海上风能产业的技术革新和商业化应用。
优选地，所述破冰结构与弹簧通过螺栓连接，弹簧与导管架杆件通过焊接相连，导管架杆件与钢管桩通过灌浆或焊接连接，钢管桩固定在海底。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，破冰效果好，可以有效地延长导管架的使用寿命；尤其解决了海冰区结构受海冰作用发生破坏的情况，提高了结构的整体抗冰能力，促进了海上风电行业的整体发展，有利于推动海冰区海上风能资源的开发应用。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构原理图；
图2为所述三桩导管架的俯视图；
图3为本发明所述破冰结构与桁架导管架的示意图；
图4为所述桁架导管架的俯视图；
图5为本发明所述破冰结构与门架导管架的示意图；
图6为所述门架导管架的俯视图；
图7为所述破冰结构的侧视图；
图8为所述三桩和桁架导管架破冰结构的俯视图；
图9为所述三桩导管架破冰结构的剖面图；
图10为所述桁架导管架破冰结构的剖面图；
图11为所述门架导管架破冰结构的俯视图；
图12为所述门架导管架破冰结构的剖面图。
在图中：
1-破冰元件；2-弹簧；3-导管架；4-钢管桩；5-圆筒；6-球板；7-圆盘。
具体实施方式
一种导管架的破冰结构，如图7所示，包括破冰元件1、弹簧2、导管架3、钢管桩4，导管架3杆件外侧套有破冰元件1，中间用弹簧2连接，破冰元件1与弹簧2通过螺栓连接，弹簧2与导管架3杆件通过焊接相连，导管架3与钢管桩4通过灌浆或焊接相连，钢管桩4结构上部为导管架3，下部深入海底，整个结构以钢管桩4基础为支撑固定在海上。所述破冰元件1包括圆筒5、球板6和圆盘7，圆筒5、球板6和圆盘7采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料。所述弹簧2共八个，采用碳合金结构钢材料，外涂聚氨酯漆涂料。如图8和9所示，所述球板6被圆盘7一分为二，圆盘7头部为锥形并伸出球板，球板6和圆盘7焊接在圆筒5上。
如图10-12所示，所述破冰元件1与导管架3杆件通过弹簧2相连，其中破冰元件1与弹簧2通过螺栓连接，弹簧2与导管架3杆件通过焊接相连，导管架3杆件与钢管桩4通过灌浆或焊接连接。钢管桩4通过打桩船施打固定在海底，整个结构以钢管桩基础为支撑固定在海上。
本发明可以推动海冰区的海上风电的开发利用，加快海上风能发电设备的市场化和商业化，促进海上风能资源大规模商业开发利用，实现我国的减排承诺。
一种三桩式导管架，如图1-2所示，包括三根高桩、三根支管和一根主管，该三桩式导管架的主管上设有如上所述的导管架的破冰结构。
一种桁架式导管架，如图3-4所示，包括四根高桩、四根支管和一根主管，该桁架式导管架的每个支管上均设有如上所述的导管架的破冰结构。
一种门架式导管架，如图5-6所示，包括三根高桩、固定在每根高桩顶端的一根支管、以及连接在三根支管顶端的一根主管，该门架式导管架的每根高桩上均设有如上所述的导管架的破冰结构。
所述钢管桩4为单桩大直径薄壁结构的高强度钢，导管架杆件全部为镀锌钢结构。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种导管架的破冰结构，包括导管架（3），其特征在于，所述导管架（3）的浸水面处外壁上间隙套装有破冰元件（1），环形布置的该破冰元件（1）的内壁与导管架（3）外壁之间通过可水平伸缩的弹性元件相连；所述弹性元件为多根环向布置在导管架（3）外壁上的弹簧（2）；
所述破冰元件（1）的内壁为圆筒（5），破冰元件（1）的外壁为锥形结构；所述弹性元件设置在圆筒（5）与导管架（3）外壁之间；所述破冰元件（1）的圆筒（5）外壁上设有环向固定在圆筒（5）外周上的环形圆盘（7）；在圆盘（7）外端与圆筒（5）上下端之间通过球板（6）固定相连；所述圆盘（7）的外端面相对球板（6）伸出。
2.根据权利要求1所述的导管架的破冰结构，其特征在于，所述弹簧（2）外设有聚氨酯漆涂料层。
3.根据权利要求1所述的导管架的破冰结构，其特征在于，所述破冰元件（1）外均设有环氧树脂型重防腐涂料层。
4.根据权利要求1所述的导管架的破冰结构，其特征在于，所述导管架为三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架。
5.根据权利要求4所述的导管架的破冰结构，其特征在于，所述三桩式导管架包括三根高桩、三根支管和一根主管，该三桩式导管架的主管外壁上设有所述的破冰元件和弹性元件；所述桁架式导管架包括四根高桩、四根支管和一根主管，该桁架式导管架的每个支管上均设有所述的破冰元件和弹性元件；所述门架式导管架包括3-5根高桩、固定在每根高桩顶端的一根支管、以及连接在多根支管顶端的一根主管，该门架式导管架的每根高桩上均设有所述的破冰元件和弹性元件。
6.根据权利要求5所述的导管架的破冰结构，其特征在于，所述三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架的高桩与支管之间通过灌浆相连或焊接相连；所述高桩为大直径薄壁结构，该高桩的底部伸入海底。
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