CN109372006A - 海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法 - Google Patents

海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法。本发明的目的是提供一种结构简单、施工方便、安全可靠的海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法。本发明的技术方案是：一种海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：具有环形底板，该底板中心具有与可供海上风机的钢管桩穿过的安装孔，底板上表面均匀制有若干过流板，过流板沿底板的半径布置，底板上表面、过流板与过流板之间制有若干底坎，所述底板上方设有一圈上套圈，该上套圈固定于所述过流板上，上套圈中心具有可供钢管桩穿过的通孔。本发明适用于海洋工程结构技术领域。

Description

海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法。适用于海洋工程结构技术领域。
背景技术
海上风电因其具有风速高、有效发电小时数长、不占用陆地资源等优势，在近几年得到了迅速的发展。目前海上风电风机基础常采用防冲刷保护方式为抛石、砂被、砂袋，但由于海上环境复杂，抛石、砂袋海上施工周期长，并且很难抛投到位，施工很难达到设计意图，严重影响防护效果；砂被虽可以节省海上作业时间，功效相对较快，但目前运行的海上风电场中，由于施工等原因桩周与砂被间仍有很大间隙，防护效果仍不理想，部分桩基周围已形成很大的冲刷坑。若防冲刷保护失效，风机基础水平抗力减少，导致风机安全受到威胁；冲刷坑较大，海缆悬空过长，也存在海缆损坏的风险。
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，提供一种结构简单、施工方便、安全可靠的海上风机基础防冲刷保护结构及其施工方法。
本发明所采用的技术方案是：一种海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：具有环形底板，该底板中心具有与可供海上风机的钢管桩穿过的安装孔，底板上表面均匀制有若干过流板，过流板沿底板的半径布置，底板上表面、过流板与过流板之间制有若干底坎，所述底板上方设有一圈上套圈，该上套圈固定于所述过流板上，上套圈中心具有可供钢管桩穿过的通孔。
所述过流板底靠所述底板中心端制有连通其左右两侧的过流孔。
所述上套圈顶面具有从其中心向外倾斜的坡度。
所述上套圈由若干接于相邻两所述过流板之间且倾斜布置的顶板围成。
所述底板上的安装孔孔径大于钢管桩桩径20～50mm。
所述底板的外径为1.5～3倍的钢管桩桩径。
相邻两所述过流板的所述底坎垂直该相邻两过流板之间的对称轴。
该防冲刷保护结构的与钢管桩接触侧设有橡胶垫片。
一种所述海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：
钢管桩沉桩工作完成后，通过测扫查看桩周成坑情况，利用砂袋整平至海床面以下0.5米以内；
利用起重船吊放防冲刷保护结构至设计位置，套于钢管桩上。
防冲刷保护结构与钢管桩之间间隙采用砂袋封堵。
本发明的有益效果是：本发明通过底板、过流板、底坎和上套圈组成整体防冲刷保护结构，结构简单、制作方便、安全可靠。本发明中底板利用顶面改变水流结构，保护桩基周围床面免受冲刷；过流板增大局部阻力，减少潮流流速，促使携带泥沙落淤；底坎增加底层阻力，降低底层流速，避免底层流速冲刷；上套圈利用环状刚性顶面将桩基周围海床有效隔离，使之避免向下水流冲刷。整体防冲刷保护结构通过降低桩基周围海床面水流流速、增大海床面受保护范围，避免桩周海床冲刷，提高风机基础及风机运行的可靠性。
附图说明
图1为实施例的立体图。
图2为实施例中防冲刷保护结构安装后的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例为一种海上风机基础防冲刷保护结构，具有环形底板2，该底板中心具有与可供海上风机的钢管桩1穿过的安装孔7，底板2上表面制有8个过流板3，8个过流板3以底板2的圆心为中心放射状均匀分布，在底板2的上表面、相邻的两过流板3之间均匀布置有若干底坎4，底坎4两端连接该相邻的两过流板3，底坎4垂直位于其两端的过流板3之间的对称轴布置。本例中底板2上方设有一圈上套圈5，该上套圈固定于过流板3上，上套圈5中心具有可供钢管桩1穿过的通孔6。防冲刷保护结构采用钢制、混凝土预制和PVC等材料，各构件组合为整体。
本实施例中在过流板3的靠底板2中心端制有连通其左右两侧的过流孔8，通过过流孔8使上套圈5与底板2之间由过流板3分隔形成的各个区域之间相互连通，从而可使不同区域的水流相互影响，降低水流流速。
本例中上套圈5由8块接于相邻两过流板3之间的顶板围成，顶板从其靠近上套圈5中心侧向其远离中心侧向下倾斜布置，从而使上套圈5具有倾斜的顶面和底面。本实施例中倾斜的上套圈5顶面可避免向下水流冲刷，且可引导下水流与防冲刷保护结构周围水流对冲，降低水流流速；倾斜的上套圈5底面使上套圈5与底板2之间区域越靠近中心位置空间越大，从而降低进入上套圈5与底板2之间区域的水流流速。
本实施例中视加工精度确定底板2上安装孔7的开孔大小，若加工精度可以保证，底部中心留有与桩径相等的孔；若精度难以保证，底板2安装孔7孔径大于桩径20～50mm，施工完成后再利用砂袋进行空隙封堵。底板2外径为1.5～3倍的钢管桩1桩径，具体外径根据海洋环境条件确定。
为避免吊放时与钢管桩1桩身磕碰将防腐蚀涂料损坏，吊放前在防冲刷保护结构内侧可预先设置橡胶垫片。
本实施例的施工方法，包括以下步骤：
根据工程场区的海洋环境，确定防冲刷保护结构各部件的尺寸，在陆上组装为整体防冲刷保护结构。
钢管桩1由于桩长较长，通常在工厂内分段制作，上半段桩体组装工作完成后，进行防冲刷保护结构的吊装适配。
整根钢管桩1海运至工厂场区，进行沉桩工作。防冲刷保护结构可以随钢管桩1一同发运，也可以将几个机位利用一个驳船整体发运。
钢管桩1沉桩工作完成后，通过测扫查看桩周成坑情况，利用砂袋整平至海床面以下0.5米以内。
利用起重船吊放防冲刷保护结构套装于钢管桩1上，至设计位置(见图2)。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：具有环形底板(2)，该底板中心具有与可供海上风机的钢管桩(1)穿过的安装孔(7)，底板(2)上表面均匀制有若干过流板(3)，过流板(3)沿底板(2)的半径布置，底板(2)上表面、过流板(3)与过流板(3)之间制有若干底坎(4)，所述底板(2)上方设有一圈上套圈(5)，该上套圈固定于所述过流板(3)上，上套圈(5)中心具有可供钢管桩(1)穿过的通孔(6)。
2.根据权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：所述过流板(3)靠所述底板(2)中心端制有连通其左右两侧的过流孔(8)。
3.根据权利要求1或2所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：所述上套圈(5)顶面具有从其中心向外倾斜的坡度。
4.根据权利要求3所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：所述上套圈(5)由若干接于相邻两所述过流板(3)之间且倾斜布置的顶板围成。
5.根据权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：所述底板(2)上的安装孔(7)孔径大于钢管桩(1)桩径20～50mm。
6.根据权利要求1或5所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：所述底板(2)的外径为1.5～3倍的钢管桩(1)桩径。
7.根据权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：相邻两所述过流板(3)的所述底坎(4)垂直该相邻两过流板(3)之间的对称轴。
8.根据权利要求1所述的海上风机基础防冲刷保护结构，其特征在于：该防冲刷保护结构的与钢管桩(1)接触侧设有橡胶垫片。
9.一种权利要求1～8任意一项所述海上风机基础防冲刷保护结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：
钢管桩(1)沉桩工作完成后，通过测扫查看桩周成坑情况，利用砂袋整平至海床面以下0.5米以内；
利用起重船吊放防冲刷保护结构至设计位置，套于钢管桩(1)上。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：防冲刷保护结构与钢管桩(1)之间间隙采用砂袋封堵。
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