CN105672321B - 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 - Google Patents
管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105672321B CN105672321B CN201610208881.5A CN201610208881A CN105672321B CN 105672321 B CN105672321 B CN 105672321B CN 201610208881 A CN201610208881 A CN 201610208881A CN 105672321 B CN105672321 B CN 105672321B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- pipe pile
- pipe
- sleeve
- steel sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 72
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
- E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
- E02D15/04—Placing concrete in mould-pipes, pile tubes, bore-holes or narrow shafts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
- E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
- E02D15/06—Placing concrete under water
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
- E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
Abstract
本发明涉及一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构，包括竖直的钢管桩与钢套管，所述钢管桩与钢套管相互同轴嵌套，所述钢管桩与钢套管在嵌套端的相邻管壁之间形成环型腔，所述环型腔内填充有用于将钢管桩与钢套管粘结为一体的灌浆体，所述钢管桩与钢套管在位于嵌套端的管口处的管壁上均焊接有加强环。本发明与传统灌浆连接相比，钢管桩与钢套管的管口刚度得到加强，避免或者延缓了水平载荷作用下灌浆体径向裂缝出现，防止灌浆体与钢管桩、钢套管的管壁脱离，提高连接的抗弯承载力，特别适用于单桩基础与过渡段的连接。
Description
技术领域
本发明提供了一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法，属于海上风电机组基础结构领域。
背景技术
灌浆套管连接属于两个直径不同圆管的搭接连接，是在管壁之间形成的环型腔内灌注水泥浆等灌浆材料，通过管壁与灌浆体之间的粘结和钢管表明不平整产生机械咬合来传递轴向压力。灌浆套管连接具有整体性好、施工方便和造价低等优点，首先在海洋采油平台结构中得到广泛应用。近年来，灌浆套管连接逐步在海上风电机组基础结构中得到应用。对比海洋采油平台基础和海上风电机组基础可以发现：1）海上风电机组基础桩基直径和径厚比较大。根据欧洲2007年前统计结果，海上风电工程中使用的钢管桩径厚比最大到100；海洋采油平台基础中采用的钢管桩的径厚比不超过40。2）海上风电机组基础灌浆连接长度较小。海洋平台灌浆连接要求连接长度不小于钢管桩直径的6倍；海上风电灌浆连接长度多在1.5~2.5倍钢管桩直径。3）与海洋采油平台灌浆连接相比，海上风电机组基础灌浆连接的受力更为复杂。海上风电灌浆连接除了承受上部结构和设备的竖向重力荷载、海浪的循环动力荷载和海水腐蚀作用，还要承受较大的风机动力荷载。在风机动力荷载作用下，灌浆连接部位主要承受弯矩作用。
在弯矩作用下，钢管桩与套管在灌浆连接段通过侧向挤压力来传递弯矩作用，同时弯矩引起的钢管桩和连接套管的竖向应力对于海上风电机组而言，往往大于单纯的竖向荷载产生应力值。以往试验表明，如果弯矩产生的竖向应力不超过竖向荷载产生的应力值，弯矩存在对轴向承载力的降低不超过18%。弯矩作用下圆形分布的杆件截面将变为椭圆形，从而导致弯矩方向前后两侧钢材表面与灌浆体之间出现不同程度的分离；同时，在垂直于弯矩作用方向下段受压一侧在压应力作用下产生径向位移，导致灌浆体上段局部范围内结构面与灌浆体脱开，已有试验和实测结果表明脱开距离可达6mm；灌浆体内部在弯矩作用方向和垂直于弯矩作用方向受压侧会产生较大的弯曲应力，从而导致径向裂缝出现。裂缝会导致连接部位刚度的降低，椭圆变形进一步加大，静载作用下和疲劳荷载作用下的连接抗弯承载能力降低，也会间接降低连接抗压承载能力。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构，包括竖直的钢管桩与钢套管，所述钢管桩与钢套管相互同轴嵌套，所述钢管桩与钢套管在嵌套端的相邻管壁之间形成环型腔，所述环型腔内填充有用于将钢管桩与钢套管粘结为一体的灌浆体，所述钢管桩与钢套管在位于嵌套端的管口处的管壁上均焊接有加强环。
进一步的，所述钢套管同轴套设于钢管桩的外部，所述钢管桩的外壁与钢套管的内壁之间形成环型腔，所述加强环分别焊接在钢管桩的管口内壁上与钢套管的管口外壁上。
进一步的，所述钢管桩的加强环与钢套管的加强环均位于环型腔侧的管口上。
进一步的，所述钢管桩的加强环的壁厚与钢管桩的壁厚相同，所述钢套管的加强环的壁厚与钢套管的壁厚相同。
进一步的，所述加强环的长度为钢管桩与钢套管的连接长度的25%。
进一步的，所述环型腔中设有焊接于钢管桩的外壁与钢套管的内壁上的抗剪键。
进一步的，所述抗剪键位于环型腔的中间位置，所述抗剪键的焊接范围为钢管桩与钢套管的连接长度的50%。
进一步的，所述环型腔的灌浆口处设有灌浆防漏装置。
进一步的，所述钢套管的内壁设有临时支托。
进一步的，所述灌浆体的材料为高强水泥砂浆。
一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构的连接方法，包括以下步骤：
（1）先在钢管桩与钢套管之间嵌套端的管口处的管壁上焊接加强环，并在钢管桩与钢套管之间嵌套端的相邻管壁上焊接抗剪键；
（2）将钢套管与钢管桩相互同轴嵌套，并在钢管桩与钢套管的相邻管壁之间的环型腔内灌注高强水泥砂浆，并用灌浆防漏装置进行封口，完成连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明与传统灌浆连接相比，钢管桩与钢套管的管口刚度得到加强，避免或者延缓了水平载荷作用下灌浆体径向裂缝出现，防止灌浆体与钢管桩、钢套管的管壁脱离，提高连接的抗弯承载力与抗压承载力，特别适用于单桩基础与过渡段的连接。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为该发明的结构示意图；
图中：
1-钢管桩；2-钢套管；3-环型腔；4-灌浆体；5-加强环；6-抗剪键；7-灌浆防漏装置；8-临时支托。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构，包括竖直的钢管桩1与钢套管2，所述钢管桩与钢套管相互同轴嵌套，所述钢管桩与钢套管在嵌套端的相邻管壁之间形成环型腔3，所述环型腔内填充有用于将钢管桩与钢套管粘结为一体的灌浆体4，所述钢管桩与钢套管在位于嵌套端的管口处的管壁上均焊接有加强环5。
在本实施例中，所述钢套管同轴套设于钢管桩的外部，所述钢管桩的外壁与钢套管的内壁之间形成环型腔，所述加强环分别焊接在钢管桩的管口内壁上与钢套管的管口外壁上。
在本实施例中，所述钢管桩的加强环与钢套管的加强环均位于环型腔侧的管口上。
在本实施例中，所述钢管桩的加强环的壁厚与钢管桩的壁厚相同，所述钢套管的加强环的壁厚与钢套管的壁厚相同。
在本实施例中，所述加强环的长度为钢管桩与钢套管的连接长度的25%。
在本实施例中，所述环型腔中设有焊接于钢管桩的外壁与钢套管的内壁上的抗剪键6。
在本实施例中，所述抗剪键位于环型腔的中间位置，所述抗剪键的焊接范围为钢管桩与钢套管的连接长度的50%。
在本实施例中，所述环型腔的灌浆口处设有灌浆防漏装置7。
在本实施例中，所述钢套管的内壁设有临时支托8。
在本实施例中，所述灌浆体的材料为高强水泥砂浆。
一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构的连接方法，包括以下步骤：
（1）先在钢管桩与钢套管之间嵌套端的管口处的管壁上焊接加强环，并在钢管桩与钢套管之间嵌套端的相邻管壁上焊接抗剪键；
（2）将钢套管与钢管桩相互同轴嵌套，并在钢管桩与钢套管的相邻管壁之间的环型腔内灌注高强水泥砂浆，并用灌浆防漏装置进行封口，完成连接。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构，其特征在于：包括竖直的钢管桩与钢套管，所述钢管桩与钢套管相互同轴嵌套，所述钢管桩与钢套管在嵌套端的相邻管壁之间形成环型腔，所述环型腔内填充有用于将钢管桩与钢套管粘结为一体的灌浆体，所述钢管桩与钢套管在位于嵌套端的管口处的管壁上均焊接有加强环；所述钢套管同轴套设于钢管桩的外部，所述钢管桩的外壁与钢套管的内壁之间形成环型腔，所述加强环分别焊接在钢管桩的管口内壁上与钢套管的管口外壁上；所述钢管桩的加强环与钢套管的加强环均位于环型腔侧的管口上；所述钢管桩的加强环的壁厚与钢管桩的壁厚相同，所述钢套管的加强环的壁厚与钢套管的壁厚相同；所述加强环的长度为钢管桩与钢套管的连接长度的25%；所述环型腔中设有焊接于钢管桩的外壁与钢套管的内壁上的抗剪键；所述抗剪键位于环型腔的中间位置，所述抗剪键的焊接范围为钢管桩与钢套管的连接长度的50%；所述环型腔的灌浆口处设有灌浆防漏装置,所述灌浆体的材料为高强水泥砂浆；所述钢套管的内壁设有临时支托；其连接方法包括以下步骤：(1)先在钢管桩与钢套管之间嵌套端的管口处的管壁上焊接加强环，并在钢管桩与钢套管之间嵌套端的相邻管壁上焊接抗剪键；(2)将钢套管与钢管桩相互同轴嵌套，并在钢管桩与钢套管的相邻管壁之间的环型腔内灌注高强水泥砂浆，并用灌浆防漏装置进行封口，完成连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610208881.5A CN105672321B (zh) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610208881.5A CN105672321B (zh) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105672321A CN105672321A (zh) | 2016-06-15 |
| CN105672321B true CN105672321B (zh) | 2017-09-15 |
Family
ID=56308427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610208881.5A Expired - Fee Related CN105672321B (zh) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105672321B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2942790C (en) | 2014-03-28 | 2021-05-25 | Public Joint Stock Company "Transneft" | Pile foundations for supporting power transmission towers |
| WO2015147674A1 (ru) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" | Способ обустройства опор воздушных линий передач на вечномерзлых грунтах |
| CN107246005A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-13 | 湖南联智桥隧技术有限公司 | 超大直径钻埋钢管空心基桩及其施工方法 |
| CN113417282B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-05-31 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种单桩过渡段及其安装方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201746845U (zh) * | 2010-04-02 | 2011-02-16 | 中国海洋石油总公司 | 一种适用于海洋工程的桩基式基础结构 |
| CN201785765U (zh) * | 2010-08-02 | 2011-04-06 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 | 用于海上风电机组多桩基础的二次调平结构 |
| CN102561354B (zh) * | 2012-01-19 | 2014-10-08 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 | 一种海上风电基础灌浆连接的灌浆压舱结构 |
| KR20130012106A (ko) * | 2012-05-18 | 2013-02-01 | 동부건설 주식회사 | 해상풍력발전기의 트랜지션피스 및 모노파일 연결구조 |
| CN103967036B (zh) * | 2014-05-07 | 2016-12-07 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院有限公司 | 用于海上风电的桩与套筒灌浆连接结构及其施工方法 |
| CN104003681B (zh) * | 2014-06-03 | 2016-04-27 | 中交上海三航科学研究院有限公司 | 一种海上风电导管架灌浆材料及其施工方法 |
| CN205557529U (zh) * | 2016-04-06 | 2016-09-07 | 福州大学 | 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构 |
-
2016
- 2016-04-06 CN CN201610208881.5A patent/CN105672321B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105672321A (zh) | 2016-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105672321B (zh) | 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 | |
| CN103967036A (zh) | 用于海上风电的桩与套筒灌浆连接结构及其施工方法 | |
| CN201843129U (zh) | 带肋混凝土复合桩芯管 | |
| CN104452743A (zh) | 一种普通螺纹钢预制方桩及连接方法 | |
| WO2021184746A1 (zh) | 一种组合式圆筒结构风机基础 | |
| CN102619292A (zh) | 一种内核为圆管外套钢管混凝土的屈曲约束支撑 | |
| CN210562975U (zh) | 一种预制装配式中空夹层钢管混凝土构件 | |
| CN105507426A (zh) | 半穿心牛腿加腋型复式钢管混凝土柱-钢梁节点 | |
| CN104594343B (zh) | 一种装配式桩及其施工方法 | |
| CN205557529U (zh) | 管口加强的海上风电机组基础灌浆套管连接结构 | |
| CN105672344A (zh) | 配置钢筋的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 | |
| CN107386098A (zh) | 屈曲抑制圆端型钢管混凝土桥墩及与承台连接结构和方法 | |
| CN205557551U (zh) | 配置钢筋的海上风电机组基础灌浆套管连接结构 | |
| CN206328747U (zh) | 一种栓接式预制方桩 | |
| CN203320703U (zh) | 钢筋混凝土柱与新增钢梁连接节点 | |
| CN201873992U (zh) | 一种不同外径的钢管桩 | |
| CN205557528U (zh) | 设置环槽的海上风电机组基础灌浆套管连接结构 | |
| CN204139160U (zh) | 一种螺纹钢预制方桩 | |
| CN105672320A (zh) | 设置环槽的海上风电机组基础灌浆套管连接结构及其方法 | |
| CN203361142U (zh) | 变截面混凝土管桩转换接头 | |
| JP5527932B2 (ja) | 橋脚接合構造の設計方法 | |
| CN102518129A (zh) | 后压浆预应力空心方桩及制作方法 | |
| CN207919734U (zh) | 一种钢管混凝土过渡段结构 | |
| CN106284331B (zh) | 大直径嵌岩灌注桩提高竖向承载力的方法 | |
| CN102561528B (zh) | 钢管混凝土连接器及其施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170915 |