CN109024658A - 一种装配重力式海上风电基础 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配重力式海上风电基础，由重力式基础结构和底部开口的圆筒型结构组成，所述圆筒型结构的筒壁为钢筒壁，圆筒型结构的顶部设有顶盖，所述顶盖上设有用于连接重力式基础结构的圆形凹槽；所述重力式基础结构由顶部开口的钢筋混凝土圆筒构成，钢筋混凝土圆筒的底部设有底板，底板下方设有与所述圆形凹槽相配合的圆形凸槽，所述钢筋混凝土圆筒的中部设有中空的立柱，所述立柱与钢筋混凝土圆筒筒壁之间形成有圆环形空腔，所述圆环形空腔内环向等间距的设有分舱板。该风电基础可减少软土地基的处理、提高施工效率、缩短海上施工作业周期并减少基础的经济投入。
Description
技术领域
本发明属于海上风力发电装置，具体涉及一种装配重力式海上风电基础。
背景技术
在能源安全、气候变化等众多因素的推动下，全球风力发电迅速发展。随着风电开发规模的扩大，陆上风电受土地资源、风能资源、噪声与环境等因素的制约越来越明显，海上风电已成为风电开发的重要领域。目前制约我国海上风电规模化发展的因素之一就是缺乏适应我国海洋地质水文环境特点的、并且安全经济适用性高的海上风电基础结构。海上风电基础结构型式丰富多样，主要分为重力式、单桩、三脚架、导管架、高桩承台式、负压筒式以及漂浮式基础等。
重力式基础是依靠基础自重来抵抗风电机组荷载和各种环境荷载作用，从而维持基础的抗倾覆、抗滑移稳定，具有结构和制造工艺简单，成本相对较低，稳定性和可靠性较高的优点；但重力式基础仅适用于天然地基较好的风电场建设，不适合于软土地基的海域，并且重力式基础还有体积较大、重量大、安装不便等一些缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于表层具有5～10m厚度以上的软弱层的海床基地，且水深大致在10～30m的装配重力式海上风电基础，旨在减少软土地基的处理、提高施工效率、缩短海上施工作业周期并减少基础的经济投入。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种装配重力式海上风电基础，由重力式基础结构和底部开口的圆筒型结构组成，所述圆筒型结构的筒壁为钢筒壁，圆筒型结构的顶部设有顶盖，所述顶盖上设有用于连接重力式基础结构的圆形凹槽；所述重力式基础结构由顶部开口的钢筋混凝土圆筒构成，钢筋混凝土圆筒的底部设有底板，底板下方设有与所述圆形凹槽相配合的圆形凸槽，所述钢筋混凝土圆筒的中部设有中空的立柱，所述立柱与钢筋混凝土圆筒筒壁之间形成有圆环形空腔，所述圆环形空腔内环向等间距的设有分舱板。
进一步的，所述分舱板设有4～12个。
进一步的，所述顶盖、立柱、底板和分舱板均为钢筋混凝土结构。
进一步的，所述立柱的直径为4.5m～8m，壁厚为0.6～1m。
进一步的，所述分舱板的壁厚为0.4～0.6m。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明的装配重力式海上风电基础适用于表层具有5～10m厚度以上软弱层的较平整的海床基础，且水深大致在10～30m的海洋环境下，其结构由下部的圆筒型结构基础和上部的重力式结构基础组成，通过上下凸、凹槽的连接形成一整体。本发明克服了传统重力式基础只能适用于岩质基地的制约，同时也减少了对软土地基的处理。另外，整个结构可在陆上整体预制，安装时下部筒型结构基础通过负压进行快速下沉安装，然后上部结构吊装安装，通过凹凸槽进行装配连接，装配连接完成后在圆环形空腔体内灌入砂石，完成基础的安装。因此能够显著缩短海上施工作业时间，施工简单便捷。
附图说明
图1为本发明装配式重力式基础结构的正视结构示意图；
图2为本发明装配式重力式基础结构的俯视结构示意图；
附图标记：1-钢筒壁；2-顶盖；3-圆形凹槽；4-立柱；5-钢筋混凝土圆筒；6-分舱板；7-底板；8-圆形凸槽
具体实施方式
为能进一步了解本发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
本实施例公开了一种装配重力式海上风电基础，该基础大致可以分为上下两部分，下部是由圆筒型结构和钢筋混凝土顶盖2构成的下部开口的半密封结构，圆筒型结构的筒壁为钢筒壁1，顶盖2上设有圆形凹槽3用于装配连接。
上部为一重力式基础结构，由钢筋混凝土圆筒5构成，钢筋混凝土圆筒5的中心是圆形空腔的钢筋混凝土立柱4，立柱4与钢筋混凝土圆筒5的筒壁之间形成有圆环形空腔，并通过4～12个钢筋混凝土分舱板6将环形空腔均匀分隔开，钢筋混凝土圆筒5的底部为钢筋混凝土底板7，底板7设有与下部基础装配连接的圆形凸槽8。
重力式基础结构和圆筒型结构可在陆地上预制，通过顶盖上的圆形凹槽3和底板上的圆形凸槽8装配连接在一起，装配连接的稳定性与可靠性通过上部的重力式基础结构的重力提供；并在连接的凹凸槽处灌入高强度砂浆。
本实施例中，圆形空腔的立柱4的中心直径根据塔筒直径确定为5m、壁厚为0.6m；钢筋混凝土分舱板6的壁厚为0.4m；钢筋混凝土圆筒5的壁厚0.4m，高度定为6m，中心直径21.2m；混凝土底板7的直径为22m，厚度0.4m。
钢筒壁1厚度25mm，钢筋混凝土顶盖2厚度0.6m，直径22m；圆形凸槽高度0.8m，直径18m；圆形凹槽高度0.8m，直径18.02m。
本实施例的具体施工方法如下：
(1)首先在陆上工厂中分开制造上部的重力式基础结构和下部的圆筒型结构。
(2)将下部的圆筒型结构基础和上部的重力式基础结构运输到指定安装地点。
(3)通过抽负压下沉，将下部的圆筒型结构基础沉入海床，使其顶盖与海床面紧密接触。
(4)通过浮吊将重力式基础结构缓慢下沉，并与下部圆筒型结构的圆形凹槽装配连接。
(5)上部重力式的基础结构装配完成后，在圆形凹槽和圆形凸槽内灌入高强度砂浆，同时在圆环形空腔体内灌入砂石，以提高基础的稳定性。
(6)整个基础结构施工完成后，在立柱的顶部连接风机塔筒。
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)
1.一种装配重力式海上风电基础，其特征在于，由重力式基础结构和底部开口的圆筒型结构组成，所述圆筒型结构的筒壁为钢筒壁，圆筒型结构的顶部设有顶盖，所述顶盖上设有用于连接重力式基础结构的圆形凹槽；所述重力式基础结构由顶部开口的钢筋混凝土圆筒构成，钢筋混凝土圆筒的底部设有底板，底板下方设有与所述圆形凹槽相配合的圆形凸槽，所述钢筋混凝土圆筒的中部设有中空的立柱，所述立柱与钢筋混凝土圆筒筒壁之间形成有圆环形空腔，所述圆环形空腔内环向等间距的设有分舱板。
2.根据权利要求1所述一种装配重力式海上风电基础，其特征在于，所述分舱板设有4～12个。
3.根据权利要求1所述一种装配重力式海上风电基础，其特征在于，所述顶盖、立柱、底板和分舱板均为钢筋混凝土结构。
4.根据权利要求1所述一种装配重力式海上风电基础，其特征在于，所述立柱的直径为4.5m～8m，壁厚为0.6～1m。
5.根据权利要求1所述一种装配重力式海上风电基础，其特征在于，所述分舱板的壁厚为0.4～0.6m。
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