CN108755596B - 一种海上高桩承台串联防撞吸能结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，包括空间组合防撞吸能单元结构；所述空间组合防撞吸能单元结构包括多层钢结构圈梁、多根竖向的防撞钢管、多根防撞撑杆、多层防撞连杆、多根圈梁连杆，该单元结构通过多层钢结构圈梁套置于钢管桩桩身外侧，并用限位装置将钢结构圈梁与钢管桩桩身连接，钢结构圈梁与钢管桩桩身之间设有柔性垫；本发明防撞吸能结构在撞击的过程中会产生较大形变，溃缩吸能，有效的保护桩体本身。同时，本防撞结构安装简单，结构透水性良好，最大程度的减少波浪荷载对基础的额外波浪力，降低施工风险，节约施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，适用于海上风力发电行业以及其他近海桩结构海上构筑物。
背景技术
目前，在国内常见的海上风电基础结构型式为高桩承台基础，桩基础在国内外海上风电领域、近岸码头、栈桥等已有较多应用。一般对于这种海上桩式结构，靠船构件往往同时承担防撞的作用，但对于桩数较多，靠船构件数量不足的结构来说，其他工程桩的保护往往得不到有效的防碰撞保护。同时，对于已经设置了靠船构件的工程桩来说，一般仅仅针对特定的运维或交通船舶，吨位较小，且靠泊速度可控。对于较大型的船舶挤靠或非设计船舶失速冲撞则无法进行有效的保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，对海上高桩承台等桩基础结构物进行桩的防碰撞保护，应对船舶失控等突发状态下对桩结构的意外撞击，防撞吸能结构在撞击的过程中会产生较大形变，溃缩吸能，有效的保护桩体本身。同时，本防撞结构安装简单，结构透水性良好，最大程度的减少波浪荷载对基础的额外波浪力，降低施工风险，节约施工成本。为此，本发明采用以下技术方案：
一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，其特征在于：所述海上高桩承台串联防撞吸能结构为钢结构组合体，包括空间组合防撞吸能单元结构；所述空间组合防撞吸能单元结构包括多层钢结构圈梁、多根竖向的防撞钢管、多根防撞撑杆、多层防撞连杆、多根圈梁连杆，该单元结构通过多层钢结构圈梁套置于钢管桩桩身外侧，并用限位装置将钢结构圈梁与钢管桩桩身连接，钢结构圈梁与钢管桩桩身之间设有柔性垫；
多层钢结构圈梁用所述多根圈梁连杆焊接连接形成刚性结构；
对于所述多根防撞钢管中的两侧防撞钢管，分别与各层钢结构圈梁圈梁之间焊接连接两根防撞撑杆，且所述两根防撞撑杆呈一定角度交错；
相邻的防撞钢管采用焊接的方式通过多层防撞连杆连接，形成钢管桩桩身正面外围的溃缩吸能钢结构防护网框；
相邻的钢管桩桩身外的空间组合防撞吸能单元结构采用焊接的方式通过连接多层连杆连接，形成串联的防撞吸能结构。
进一步地，所述单元结构与钢管桩桩身之间通过限位装置及柔性垫进行水平方向固定，通过重力作用在桩身牛腿竖直方向固定。
进一步地，所述限位装置包括限位板，所述限位板和钢管桩桩身之间垫所述柔性垫片，限位板一端焊接在钢结构圈梁上，钢结构圈梁上设置有定位板，由与定位板螺纹连接的限位螺栓推压限位板，从而使橡胶垫片与钢管桩挤压接触，达到限位作用。
进一步地，所述空间组合防撞吸能单元结构中具有三根或更多根的竖向的防撞钢管，所述多根防撞钢管中除两侧防撞钢管之外的防撞钢管与钢结构圈梁不连接或不是与每层钢结构圈梁都连接；或者，所述多根防撞钢管中除两侧防撞钢管之外的部分防撞钢管与钢结构圈梁不连接或不是与每层钢结构圈梁都连接
进一步地，所述空间组合防撞吸能单元结构的数量可根据所需保护的钢管桩的数量调整，各单独的空间组合防撞吸能单元结构之间通过多层连杆相互连接固定，用于限制空间组合防撞吸能单元结构的水平旋转。
本发明提出了一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，解决了失控船舶直接撞击钢管桩造成桩身严重损坏，甚至威胁结构整体安全的问题。具有以下优点：1）相对于传统的靠船构件，结构简单，轻量化设计，安装方便。2）防撞构件相互之间加设连杆，增强了整体性。3）防撞结构通过限位结构及牛腿与钢管桩固定，避免了灌浆、焊接等工艺，施工简单。4）防撞构件设计时针对失控船舶及各种不可控撞击，在发生撞击时溃缩吸能，最大程度保护钢管桩。
附图说明
图1是本发明海上高桩承台串联防撞吸能结构的立面图。
图2是本发明海上高桩承台串联防撞吸能结构的1-1剖面图。
图3是本发明海上高桩承台串联防撞吸能结构的2-2剖面图。
图4是本发明海上高桩承台串联防撞吸能结构的限位装置详图。
图5是本发明海上高桩承台串联防撞吸能结构的靠船构件连接图。
具体实施方式
参照附图。本发明提供的一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，包括空间组合防撞吸能单元结构。所述空间组合防撞吸能单元结构包括多层钢结构圈梁1三根竖向的防撞钢管2、多根防撞撑杆3、多层防撞连杆4、多根圈梁连杆5，该单元结构通过多层钢结构圈梁套置于钢管桩桩身100外侧，并用限位装置6将钢结构圈梁1与钢管桩桩身100连接，钢结构圈梁1与钢管桩桩身100之间设有橡胶垫作为柔性垫9。
相邻层钢结构圈梁1用圈梁连杆5焊接连接，多层钢结构圈梁1形成刚性结构。
三根竖向的防撞钢管2中的两侧防撞钢管，分别与各层钢结构圈梁圈梁1之间焊接连接两根防撞撑杆3，且所述两根防撞撑杆3呈一定角度交错，提高竖直方向连接刚度。中间的这根防撞钢管2与各层钢结构圈梁圈梁1之间不连接，但由防撞连杆4保持一定的刚性，便于常规停靠防撞及意外撞击时的溃缩吸能保护。
相邻的防撞钢管采用焊接的方式通过多层防撞连杆4连接，形成钢管桩桩身正面外围的溃缩吸能钢结构防护网框；防撞连杆4水平布置。
相邻的钢管桩桩身100外的空间组合防撞吸能单元结构采用焊接的方式通过连接多层连杆8连接，形成串联的防撞吸能结构，并限制空间组合防撞吸能单元结构的水平旋转。所述多层连杆8可以连接在相邻空间组合防撞吸能单元结构的防撞撑杆3之间，使得相邻的空间组合防撞吸能单元结构对彼此之间也有良好的吸能帮助。
所述单元结构与钢管桩桩身100之间通过限位装置6及柔性垫9进行水平方向固定，通过重力作用在桩身牛腿7竖直方向固定。
所述限位装置6包括限位板10，所述限位板10和钢管桩桩身100之间垫所述柔性垫9，限位板10一端焊接在钢结构圈梁1上与下述的定位板12形成一定的夹角而以能够适度的变形它们之间的夹角角度，钢结构圈梁1上设置所述定位板12，定位板12可以是钢结构圈梁1钢板的一部分或者是焊接到钢结构圈梁1的钢板，由与定位板螺纹连接的限位螺栓13推压限位板10，从而使橡胶垫片11与钢管桩挤压接触，达到限位作用。这种限位装置，具有挤紧连接效果，且安装非常方便。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，其特征在于：所述海上高桩承台串联防撞吸能结构为钢结构组合体，包括空间组合防撞吸能单元结构；所述空间组合防撞吸能单元结构包括多层钢结构圈梁（1）、多根竖向的防撞钢管（2）、多根防撞撑杆（3）、多层防撞连杆（4）、多根圈梁连杆（5），该单元结构通过多层钢结构圈梁套置于钢管桩桩身（100）外侧，并用限位装置（6）将钢结构圈梁（1）与钢管桩桩身（100）连接，钢结构圈梁（1）与钢管桩桩身（100）之间设有柔性垫（9）；
多层钢结构圈梁（1）用所述多根圈梁连杆（5）焊接连接形成刚性结构；
对于所述多根防撞钢管中的两侧防撞钢管，分别与各层钢结构圈梁圈梁（1）之间焊接连接两根防撞撑杆（3），且所述两根防撞撑杆（3）呈一定角度交错；
相邻的防撞钢管采用焊接的方式通过多层防撞连杆（4）连接，形成钢管桩桩身正面外围的溃缩吸能钢结构防护网框；
相邻的钢管桩桩身（100）外的空间组合防撞吸能单元结构采用焊接的方式通过连接多层连杆（8）连接，形成串联的防撞吸能结构；
所述单元结构与钢管桩桩身（100）之间通过限位装置（6）及柔性垫（9）进行水平方向固定，通过重力作用在桩身牛腿（7）竖直方向固定；
所述限位装置（6）包括限位板（10），所述限位板（10）和钢管桩桩身（100）之间垫所述柔性垫（9），限位板（10）一端焊接在钢结构圈梁（1）上，钢结构圈梁（1）上设置有定位板（12），由与定位板螺纹连接的限位螺栓（13）推压限位板（10），从而使橡胶垫片（11）与钢管桩挤压接触，达到限位作用。
2.根据权利要求1所述的一种海上高桩承台串联防撞吸能结构，其特征在于：所述空间组合防撞吸能单元结构中具有三根或更多根的竖向的防撞钢管（2），所述多根防撞钢管中除两侧防撞钢管之外的防撞钢管与钢结构圈梁（1）不连接或不是与每层钢结构圈梁（1）都连接；或者，所述多根防撞钢管中除两侧防撞钢管之外的部分防撞钢管与钢结构圈梁（1）不连接或不是与每层钢结构圈梁（1）都连接。
3.根据权利要求1所述海上高桩承台串联防撞吸能结构，其特征在于：所述空间组合防撞吸能单元结构的数量可根据所需保护的钢管桩的数量调整，各单独的空间组合防撞吸能单元结构之间通过多层连杆（8）相互连接固定，用于限制空间组合防撞吸能单元结构的水平旋转。
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