CN108677987A - 一种单桩基础与内平台的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，包括：环板，所述环板的外周边与单桩基础内侧连接，所述环板上沿其内周边设有多个盲孔；内平台板，沿其外周边设有多个通孔，所述环板上的盲孔与所述内平台板上的通孔一一对应；至少一组环形密封件，预设在所述内平台板下方，且紧邻所述通孔设置，紧固件依次穿过所述通孔和所述盲孔并拧紧后，将所述环形密封件压紧在所述环板与所述内平台板之间以使二者密封连接。这种连接结构不需要现场焊接，内平台板与环板之间通过紧固件连接，连接方式简单，易于施工，施工成本低、效率高，且内平台的气密性好。

Description

一种单桩基础与内平台的连接结构

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，具体涉及一种单桩基础与内平台的连接结构。

背景技术

随着中国能源结构的不断调整，海上风能因其巨大的社会和环保效益成为中国能源发展的重点。中国国家能源局提出2020年建成3000万千瓦海上风电发展目标。而海上风电单桩基础因其受力明确、结构较简单、加工相对容易等优点，应用越来越广泛。

现有海上风电单桩基础与内平台的连接形式为后装焊接式，具体描述如下：预先在单桩基础内部焊接若干个牛腿(通常为8个)，待沉桩完成后吊装内平台，内平台加劲梁支撑于牛腿之上，梁端与牛腿焊接，最后焊接密封环板。这种连接形式需人工进行现场焊接，施工质量不易保证，施工成本较高，施工效率低。

例如，中国专利文献CN207419513U公开了一种用于集成式套笼的内平台装置，包括一平台机构，所述平台机构包括圆形状结构的内平台板以及置于内平台板外圈的护栏，所述护栏为圆环状结构；构件机构，所述构件机构包括置于内平台板上的舱门体、海缆孔组、爬梯；加强机构，所述加强机构包括护栏内部且置于内平台板下方的加强环板，所述加强环板上设有一与加强环板同轴设置的凹槽，该凹槽上设有多个等圆周排列设置的螺栓孔；支撑机构，所述支撑机构包括置于加强环板下方与护栏内侧壁之间的多个牛腿、置于加强环板下端面的支撑架，所述多个牛腿呈等圆周排列设置。该现有技术存在焊接引起的结构残余变形会导致内平台密封效果较差，内平台如果无法完全气密，在海水环境长期作用下会引起塔筒内电气设备锈蚀，从而影响其使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的内平台密封效果较差的缺陷，从而提供一种密封效果好的单桩基础与内平台的连接结构。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的内平台与单桩基础为刚性连接，单桩基础受到内平台的约束，其在风机、波浪或流体荷载下产生的变形会给内平台带来较大的作用力，影响内平台的使用寿命，且内平台构件的截面尺寸较大，造价较高的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，包括：

环板，所述环板的外周边与单桩基础内侧连接，所述环板上沿其内周边设有多个盲孔；

内平台板，沿其外周边设有多个通孔，所述环板上的盲孔与所述内平台板上的通孔一一对应；

至少一组环形密封件，预设在所述内平台板下方，且紧邻所述通孔设置，紧固件依次穿过所述通孔和所述盲孔并拧紧后，将所述环形密封件压紧在所述环板与所述内平台板之间以使二者密封连接。

所述环形密封件为密封圈，至少一组所述环形密封件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈分设在所述通孔的内侧和外侧。

所述内平台板下方还预设有第一垫圈和第二垫圈，所述第一垫圈和所述第二垫圈分设在所述第一密封圈的内侧和所述第二密封圈的外侧，所述第一垫圈和第二垫圈的厚度小于所述第一密封圈和第二密封圈的厚度。

所述紧固件为螺栓，所述盲孔为螺纹孔。

所述通孔的孔径大于所述紧固件的外径尺寸。

所述环板与所述单桩基础之间还设有多个用于将二者连接的加劲板，多个所述加劲板沿所述环板的周向均匀分布。

所述加劲板设置在所述环板的上侧。

所述加劲板包括

第一面，与所述单桩基础内部焊接；

第二面，与所述环板上表面焊接，所述第一面和第二面相互垂直，且所述第一面和第二面的两端之间均通过圆弧面连接，靠近所述环板和所述单桩基础的连接处的圆弧面与所述环板和单桩基础组成扇形结构。

所述密封圈采用氯丁橡胶制成。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，内平台板在安装时，将内平台板吊装到环板上，使内平台板上的通孔与环板上的盲孔一一对应，由于内平台板下方预设有至少一组环形密封件，紧固件依次穿过所述通孔和所述盲孔并拧紧后，将所述环形密封件压紧在所述环板与所述内平台板之间以使二者密封连接，本发明的这种连接结构不需要现场焊接，内平台板与环板之间通过紧固件连接，连接方式简单，易于施工，施工成本低、效率高，且内平台的气密性好。

2.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述环形密封件为密封圈，至少一组所述环形密封件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈分设在所述通孔的内侧和外侧，保证了通孔周侧的气密性。结构简单，零件的数量较少，进一步提高了施工效率。

3.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述内平台板下方还预设有第一垫圈和第二垫圈，所述第一垫圈和所述第二垫圈分设在所述第一密封圈的内侧和所述第二密封圈的外侧，所述第一垫圈和第二垫圈的厚度小于所述第一密封圈和第二密封圈的厚度，进一步保证了内平台的气密性。

4.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述紧固件为螺栓，所述盲孔为螺纹孔，结构简单，施工成本低。

5.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述通孔的孔径大于所述紧固件的外径尺寸，可以使内平台板与单桩基础之间有限定位移的滑动，避免了基础变形引起的内平台板的作用力，可以减小内平台板的结构受力，从而可减小内平台板的截面尺寸，降低造价，同时这种设计也降低了现场安装的难度，便于施工。

6.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述环板与所述单桩基础之间还设有多个用于将二者连接的加劲板，多个所述加劲板沿所述环板的周向均匀分布，可保证环板与单桩基础的连接强度。

7.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述加劲板设置在所述环板的上侧，这样设置可以减小环板的防腐涂层的厚度，从而进一步节省成本。

8.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述加劲板包括第一面，与所述单桩基础内部焊接；第二面，与所述环板上表面焊接，所述第一面和第二面相互垂直，且所述第一面和第二面的两端之间均通过圆弧面连接，靠近所述环板和所述单桩基础的连接处的圆弧面与所述环板和单桩基础组成扇形结构，这种结构的加劲板方便施工。

9.本发明提供的一种单桩基础与内平台的连接结构，所述密封圈采用氯丁橡胶制成，氯丁橡胶具有良好的物理机械性能，气密性和防腐蚀性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一种实施方式中提供的一种单桩基础与内平台连接的结构的俯视图；

图2为图1所示的一种单桩基础与内平台连接的结构的局部结构放大图。

附图标记说明：

1-单桩基础； 2-环板； 3-内平台板；

4-加劲板； 5-通孔； 6-螺纹孔；

7-螺栓； 8-第一密封圈； 9-第二密封圈；

10-第一垫圈； 11-第二垫圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1和图2所示为一种单桩基础1与内平台的连接结构，包括环板2、内平台板3与至少一组环形密封件。单桩基础1的内侧与所述环板2的外周边密封焊接，所述环板2上沿其内周边设有多个为盲孔的螺纹孔6；所述内平台板3沿其外周边设有多个与所述螺纹孔6一一对应的通孔5，所述内平台板3的下方预设有材质为氯丁橡胶的第一密封圈8、第二密封圈9，所述第一密封圈8和所述第二密封圈9分设在所述通孔5的内侧和外侧，螺栓7依次穿过所述通孔5和所述螺纹孔6并拧紧后，所述第一密封圈8和第二密封圈9被压紧在所述环板2与所述内平台板3之间，所述环板2与所述内平台板3实现密封连接，内平台的气密性较好。在本实施方式中，所述通孔5的孔径大于所述螺栓7的外径18mm，这样可以使内平台板3与单桩基础1之间有限定位移的滑动，避免了基础变形引起的内平台板3的作用力，可以减小内平台板3的结构受力，延长其使用寿命，同时可减小内平台板3的截面尺寸，降低造价，同时这种设计也降低了现场安装的难度，便于施工。

为进一步保证内平台的气密性，所述内平台板3下方还预设有第一垫圈10和第二垫圈11，所述第一垫圈10和所述第二垫圈11分设在所述第一密封圈8的内侧和所述第二密封圈9的外侧，所述第一垫圈10和第二垫圈11的厚度小于所述第一密封圈8和第二密封圈9的厚度，在保证一定的支撑强度的同时，不影响第一密封圈8和第二密封圈9的密封作用，在本实施方式中，第一垫圈10和第二垫圈11均为较硬的钢垫圈。

在本实施方式中，如图2所示，所述环板2与所述单桩基础1之间还设有多个用于将二者连接的加劲板4，多个所述加劲板4沿所述环板2的周向均匀分布，所述加劲板4设置在所述环板2的上侧。所述加劲板4的第一面与所述单桩基础1内部焊接，所述加劲板4的第二面与所述环板2上表面焊接，所述第一面和第二面相互垂直，且所述第一面和第二面的两端之间均通过圆弧面连接，靠近所述环板2和所述单桩基础1的连接处的圆弧面与所述环板2和单桩基础1组成扇形结构，在将加劲板4焊接到环板2和单桩基础1之间时，可以手持或用夹具夹持两个圆弧面，方便进行施工，而本实施方式中的环板2以及内平台板3上是均需要刷防腐涂料的，将加劲板4设在环板2的上侧可减小环板2的防腐涂层厚度，节省成本。

具体在生产使用时，在单桩基础1内壁上焊接环板2，环板2为钢板，厚度为40mm，宽度为470mm，焊接的位置根据实际需求而定，该环板2上预先加工出螺纹孔6，孔深为27mm，预留13mm的厚度，该螺纹孔6不穿透环板2也即为盲孔，螺纹孔6在环板2的周向均匀分布，螺纹孔6的数量及尺寸根据单桩基础1的直径确定，在环板2与单桩基础1之间焊接加劲板4，多个加劲板4在环板2上沿周向均匀分布，加劲板4的数量根据实际需求进行确定，海上风电单桩基础1直径一般在5.5-7m范围内，加劲板4厚度均为30mm，加劲板4数量可控制在24-30个，加劲板4上的螺纹孔6直径为34mm，螺栓7数目可控制在72-90个，这些操作都是在工厂里完成的。内平台板3上也预先加工出通孔5，通孔5的数量与环板2上的螺纹孔6的数量相同，在内平台板3的下表面位于通孔5的两侧粘接第一密封圈8、第二密封圈9，在第一密封圈8的内侧焊接第一垫圈10，在第二密封圈9的外侧焊接第二垫圈11，密封圈采用12mm厚的氯丁橡胶，钢垫圈厚度为8mm，该操作也在工厂里完成。然后将单桩基础1及内平台板3运输到现场进行施工，单桩基础1经吊装装置固定到海底后，吊装装置将内平台板3吊到环板2上方，通孔5与螺纹孔6对正后，采用螺栓7依次穿过通孔5和螺纹孔6并拧紧，拧紧后第一密封圈8和第二密封圈9均被压紧，环板2和内平台板3之间实现密封连接。

在可替换的实施方式中，在内平台板3的下方的每个通孔5的周围预先设置环形密封件，环形密封件与通孔5同轴设置，两个相邻的环形密封件之间接触连接。

在可替换的实施方式中，可以只在通孔5的内侧或者外侧设置环形密封件。

在可替换的实施方式中，所述螺纹孔6可替换为其他形状的盲孔，螺栓7同时也替换为别的类型的紧固件。

在可替换的实施方式中，所述密封圈的材质可替换为其他具有防腐蚀性质的材质。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，包括：

环板，所述环板的外周边与单桩基础内侧连接，所述环板上沿其内周边设有多个盲孔

内平台板，沿其外周边设有多个通孔，所述环板上的盲孔与所述内平台板上的通孔一一对应；

至少一组环形密封件，预设在所述内平台板下方，且紧邻所述通孔设置，紧固件依次穿过所述通孔和所述盲孔并拧紧后，将所述环形密封件压紧在所述环板与所述内平台板之间以使二者密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述环形密封件为密封圈，至少一组所述环形密封件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈分设在所述通孔的内侧和外侧。

3.根据权利要求2所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述内平台板下方还预设有第一垫圈和第二垫圈，所述第一垫圈和所述第二垫圈分设在所述第一密封圈的内侧和所述第二密封圈的外侧，所述第一垫圈和第二垫圈的厚度小于所述第一密封圈和第二密封圈的厚度。

4.根据权利要求2所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述紧固件为螺栓，所述盲孔为螺纹孔。

5.根据权利要求2所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述通孔的孔径大于所述紧固件的外径尺寸。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述环板与所述单桩基础之间还设有多个用于将二者连接的加劲板，多个所述加劲板沿所述环板的周向均匀分布。

7.根据权利要求6所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述加劲板设置在所述环板的上侧。

8.根据权利要求7所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述加劲板包括

第一面，与所述单桩基础内部焊接；

第二面，与所述环板上表面焊接，所述第一面和第二面相互垂直，且所述第一面和第二面的两端之间均通过圆弧面连接，靠近所述环板和所述单桩基础的连接处的圆弧面与所述环板和单桩基础组成扇形结构。

9.根据权利要求2-5中任一项所述的一种单桩基础与内平台的连接结构，其特征在于，所述密封圈采用氯丁橡胶制成。