CN108894245A - 一种网架式海上风电基础 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网架式海上风电基础，包括过渡段和筒型结构，过渡段设置于筒型结构上部，过渡段由直钢管和工字钢梁组成，分为m层，m≥2，过渡段的底层由工字钢梁组成的水平正n多边形构成，底层之上的每一层由直钢管组成的水平正n多边形构成，n≥3；过渡段中每层的竖向中轴线相同，上下两层的直钢管交接点在水平向错动有360/2n度；上一层钢管两端与下一层钢管与钢管的交接点通过直钢管连接形成为等腰三角形；上下两层通过直钢管在四周侧面共形成2n个等腰三角形；过渡段从上到下每一层的多边形边长逐渐增大，实现将上部荷载有效分散传递到下部；筒型结构由筒裙、筒顶盖、混凝土压重板组成；筒顶盖上还设有混凝土压重板，工字钢梁嵌入混凝土压重板内。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电设施，具体涉及一种网架式海上风电基础。
背景技术
近年来，随着全球能源供应、能源安全和生态环境等问题的日益突出，风电作为一种可再生能源迅速发展。我国海上风能储备占总风能的75％，且靠近用电负荷中心。近年我国将海上风电作为重点开发领域，海上风电开发得以迅猛发展。当前海上风电度电成本相对较高，为了降低海上风电开发的成本，大容量风机和新型的海上风机基础的开发成为必然之路。大容量风机意味着更大的风机荷载，对风电基础结构提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种网架式海上风电基础，该风电基础可降低现有技术中导管架结构与筒型基础组合时连接结点的强度要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种网架式海上风电基础，包括过渡段和筒型结构，所述过渡段设置于筒型结构上部，过渡段由直钢管和工字钢梁组成，分为m层，m≥2，过渡段的底层由工字钢梁组成的水平正n多边形构成，底层之上的每一层由直钢管组成的水平正n多边形构成，n≥3；过渡段中每层的竖向中轴线相同，上下两层的直钢管交接点在水平向错动有360/2n度；上一层钢管两端与下一层钢管与钢管的交接点通过直钢管连接形成为等腰三角形；上下两层通过直钢管在四周侧面共形成2n个等腰三角形；过渡段从上到下每一层的多边形边长逐渐增大，实现将上部荷载有效分散传递到下部；
所述筒型结构由筒裙、筒顶盖、混凝土压重板组成；筒裙与筒顶盖构成一开口向下的圆筒型半封闭结构；筒顶盖上径向均匀设有6～12根工字钢梁，环向布置有由3～6根工字钢梁组合而成的正多边形，筒裙、筒定盖和过渡段的工字钢梁通过焊接形成为一整体；筒顶盖上还设有混凝土压重板，工字钢梁嵌入所述混凝土压重板内。
进一步的，所述混凝土顶盖以工字钢梁为骨架进行浇筑而成。
进一步的，所述混凝土顶盖采用60～100cm厚的C60混凝土。
进一步的，所述工字钢梁采用梁高为20～80cm高的工字钢。
进一步的，直钢管的直径为0.4～1m。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明解决了现有导管架形式单一及对地基敏感程度较高、施工成本较高问题，通过网架与筒结合的方式将上部荷载通过导管架传入地基内。同时由于网架为从上到下逐渐放大的网架形式，能够更加合理的将上部荷载均匀地传入地基中，从而保证了结构稳定性，在保证结构安全稳定的前提下减少钢材的用量。同样此结构为一种网架式海上风电基础可以采用陆上预制-海上浮运-负压下沉一步式安装，从而显著的降低了施工难度及施工成本。同时只有混凝土顶盖为混凝土结构，主要受力材料为钢材，进一步降低了现场施工难度，对混凝土模板的要求也显著降低且具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明网架式海上风电基础的结构示意图。
图2是本发明网架式海上风电基础过渡段直钢管的连接示意图
附图标记：1-过渡段，2-直钢管，3-工字钢梁、4-混凝土压重板，5-筒顶盖，6-筒裙
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1和图2所示，一种网架式海上风电基础，由上部传力过渡段1和下部筒型结构组成。上部过渡段1是由多根直钢管2和工字钢梁3构成；本实施例中过渡段主要采用1.5cm厚，直径为0.5m的钢管2；
过渡段分为m层(m≥2)，过渡段的底层由工字钢梁组成的水平正n多边形构成，底层之上的每一层由直钢管组成的水平正n多边形构成(n≥3)；过渡段中每层的竖向中轴线相同，上下两层的直钢管交接点在水平向错动有360/2n度；上一层钢管两端与下一层钢管与钢管的交接点通过直钢管连接形成为等腰三角形；上下两层通过直钢管在四周侧面共形成2n个等腰三角形；过渡段从上到下每一层的多边形边长逐渐增大，从上向下成折线过渡，本实施例中过渡段顶端多边形内切圆直径10m，底端多边形内切圆直径为20m。从而实现将结构上部荷载有效的分散传递到下部。
筒型结构由筒顶盖5、筒裙6和混凝土压重板4组成；筒裙6与筒顶盖5组成一开口向下的半封闭结构；筒顶盖5上布置工字钢梁3；在筒顶盖5上设有混凝土压重板4。
本实施例中，工字钢梁3采用56c型号的工字钢，混凝土压重板4采用60cm厚的C60混凝土。筒裙6采用壁厚2cm的裙板，筒顶盖5钢板厚1.5cm，筒裙板、筒顶盖、工字钢梁通过焊接连接成一体；混凝土顶盖以工字钢梁为骨架浇筑而成；过渡段的钢管通过焊接连接成一体。各个构件在陆上预制、组装，海上气浮托航，负压下沉，一步式安装。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种网架式海上风电基础，其特征在于，包括过渡段和筒型结构，所述过渡段设置于筒型结构上部，过渡段由直钢管和工字钢梁组成，分为m层，m≥2，过渡段的底层由工字钢梁组成的水平正n多边形构成，底层之上的每一层由直钢管组成的水平正n多边形构成，n≥3；过渡段中每层的竖向中轴线相同，上下两层的直钢管交接点在水平向错动有360/2n度；上一层钢管两端与下一层钢管与钢管的交接点通过直钢管连接形成为等腰三角形；上下两层通过直钢管在四周侧面共形成2n个等腰三角形；过渡段从上到下每一层的多边形边长逐渐增大，实现将上部荷载有效分散传递到下部；
所述筒型结构由筒裙、筒顶盖、混凝土压重板组成；筒裙与筒顶盖构成一开口向下的圆筒型半封闭结构；筒顶盖上径向均匀设有6～12根工字钢梁，环向布置有由3～6根工字钢梁组合而成的正多边形，筒裙、筒定盖和过渡段的工字钢梁通过焊接形成为一整体；筒顶盖上还设有混凝土压重板，工字钢梁嵌入所述混凝土压重板内。
2.根据权利要求1所述一种网架式海上风电基础，其特征在于，所述混凝土顶盖以工字钢梁为骨架进行浇筑而成。
3.根据权利要求1或2所述一种网架式海上风电基础，其特征在于，所述混凝土顶盖采用60～100cm厚的C60混凝土。
4.根据权利要求1所述一种网架式海上风电基础，其特征在于，所述工字钢梁采用梁高为20～80cm高的工字钢。
5.根据权利要求1所述一种网架式海上风电基础，其特征在于，所述直钢管的直径为0.4～1m。
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