CN109518716A

CN109518716A - 一种安装螺旋锚的吸力桶基础

Info

Publication number: CN109518716A
Application number: CN201910061887.8A
Authority: CN
Inventors: 田英辉; 张春会
Original assignee: Tianjin University; Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Tianjin University; Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2019-03-26

Abstract

本发明公开了一种安装螺旋锚的吸力桶基础,包括螺旋锚动力安装系统、吸力桶安装的抽真空系统、吸力桶和螺旋锚，所述螺旋锚动力安装系统包括第二电动机、动力驱动装置和驱动轴，第二电动机和第一电动机安装于安装船内，第二电动机与动力驱动装置连接，驱动驱动轴运动，所述吸力桶安装的抽真空系统包括大功率抽水泵、第二电动机和抽水管,螺旋锚的顶端设置有螺旋锚顶盖，螺旋锚顶盖置于吸力桶的顶板底端一侧，螺旋锚主杆外圈设置有螺旋板,吸力桶顶盖中心开通孔，驱动轴穿过通孔连接于螺旋锚顶盖，驱动轴与吸力桶顶板通孔壁之间设置密封橡胶圈，吸力桶内侧设置有抽水管，与大功率抽水泵相连。本发明提出了一种安装螺旋锚的吸力桶基础，既具有较高的抗水平荷载能力也具有较高的抗拔承载能力。

Description

一种安装螺旋锚的吸力桶基础

技术领域

本发明涉及海洋岩土工程技术领域，尤其涉及一种安装螺旋锚的吸力桶基础。

背景技术

吸力桶基础是海上风机等海洋工程结构的主要基础型式之一。吸力桶基础依靠土体水平抗力、桶及桶内土自重提供水平承载力，依靠筒壁-土摩擦力提供抗拔承载力，抗拔承载力低，基础的抗拔承载性能较差，在风浪流荷载作用下易于发生拉拔破坏。螺旋锚基础具有较高的抗拔承载力，但其抵抗水平荷载性能较差，易于发生倾覆破坏。为适应复杂海洋环境，本发明基于螺旋锚和吸力桶基础，提出一种吸力桶-螺旋锚组合基础新构造，吸力桶-螺旋锚组合基础既具有较高的抗水平荷载能力也具有较高的抗拔承载能力，安装方便，造价低廉，在海洋风机等工程建设中具有广阔的应用前景，保证海上风机等海洋工程结构安全。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中螺旋锚抗水平荷载能力差、吸力桶基础抗拉能力差的缺点，而提出的一种安装螺旋锚的吸力桶基础。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种安装螺旋锚的吸力桶基础，包括螺旋锚动力安装系统、吸力桶安装的抽真空系统、吸力桶和螺旋锚，所述螺旋锚动力安装系统包括第二电动机、动力驱动装置和驱动轴，吸力桶安装的抽真空系统包括大功率抽水泵、第一电动机和抽水管，第二电动机和第一电动机安装在安装船的内部，第二电动机与动力驱动装置电性连接，螺旋锚的顶端设置有螺旋锚顶盖，螺旋锚顶盖置于吸力桶的顶板底端一侧，螺旋锚的主杆外圈设置有螺旋板，吸力桶的顶盖中心开设有通孔，并且驱动轴穿过通孔连接于螺旋锚顶盖，驱动轴与吸力桶顶板的通孔壁之间设置密封橡胶圈，吸力桶的内侧设置有抽水管，抽水管的另一端连接至大功率抽水泵。

优选的，所述大功率抽水泵的功率为7.5KW，且大功率抽水泵的排出口径为100mm，并且大功率抽水泵的型号为QW。

优选的，所述吸力桶的顶板中心开设有通孔，通孔的中间设置有驱动轴，并且驱动轴与通孔内壁之间塞有密封橡胶圈。

优选的，所述驱动轴的底端与螺旋锚顶盖螺纹连接，螺旋锚顶盖的底端连接有螺旋锚，并且螺旋锚的侧壁焊接有螺旋板。

优选的，所述吸力桶的顶板一侧内嵌安装有密封橡胶塞，并且密封橡胶塞的中间开设有通孔，通孔的直径等于抽水管的直径。

优选的，所述安装船的船尾一侧通过焊接固定有固定块，固定块的内部塞有抽水管，抽水管的侧壁通过焊接固定有限位片。

优选的，所述限位片的中间开设有螺钉孔，螺钉孔的内部安插有螺钉，螺钉的一端安插在固定块的内部。

本发明的有益效果是：

1、本发明在吸力桶中设置螺旋锚，形成一种组合基础，使其不仅具有较高的抗水平荷载能力，而且具有较高的抗拔承载能力，一定程度上降低了海洋工程结构倾覆、崩塌，以致酿成严重的工程灾害的发生率。

2、本发明通过设置密封橡胶塞、固定块和限位片等结构，增强了抽水管、驱动轴与吸力桶以及与安装船船底之间的密封性。

综上所述，本发明提出了一种安装螺旋锚的吸力桶基础，这种组合基础既具有较高的抗水平荷载能力也具有较高的抗拔承载能力，在海洋风机等工程建设中具有广阔的应用前景，能够保障海上风机等海洋工程结构安全，防止海洋工程结构倾覆、崩塌等灾害发生，为海上风机场等海洋工程建设提供地基基础方案。

附图说明

图1为本发明提出的一种安装螺旋锚的吸力桶基础的后视图；

图2为本发明提出的一种安装螺旋锚的吸力桶基础的抽水管与安装船船尾的连接处示意图；

图3为本发明提出的一种安装螺旋锚的吸力桶基础的抽水管与吸力桶连接处示意图。

图中：1安装船、2螺旋锚动力安装系统、21第二电动机、22驱动轴、3吸力桶安装的抽真空系统、31大功率抽水泵、32第一电动机、33抽水管、331限位片、4密封橡胶圈、5螺旋锚顶盖、6吸力桶、7螺旋锚、8螺旋板、9固定块、10密封橡胶塞、11螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”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设备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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1-3，一种安装螺旋锚的吸力桶基础，包括螺旋锚动力安装系统2、吸力桶安装的抽真空系统3、吸力桶6和螺旋锚7，螺旋锚动力安装系统2包括第二电动机21、动力驱动装置和驱动轴22，吸力桶安装的抽真空系统3包括大功率抽水泵31、第一电动机32和抽水管33，第二电动机21和第一电动机32安装在安装船1的内部，第二电动机21与动力驱动装置电性连接，动力驱动装置是为了给第二电动机21提供驱动力，第二电动机21的一侧安装有驱动轴22，驱动轴22是为了带动螺旋锚7基础转动，驱动轴22的底端螺纹连接有螺旋锚7，螺旋锚7的顶端设置有螺旋锚顶盖5，螺旋锚顶盖5是为了方便连接驱动轴22和螺旋锚7，螺旋锚顶盖5置于吸力桶6的顶板底端一侧，吸力桶6与螺旋锚7通过螺栓连接，吸力桶6的顶盖中间开设有通孔，驱动轴22的底端穿过通孔并与螺旋锚顶盖5连接，螺旋锚7的主杆外圈设置有螺旋板8，吸力桶6的一侧安插设置有抽水管33，抽水管33是为了将吸力桶6内的水抽至桶外，抽水管33的另一端连接至大功率抽水泵31，大功率抽水泵31置于安装船1的内部，吸力桶6的顶板中心开设有通孔，通孔内部设置有驱动轴22，并且驱动轴22与通孔之间塞有密封橡胶圈4，密封橡胶圈4是为了密封住驱动轴22与通孔，驱动轴22的底端与螺旋锚顶盖5螺纹连接，螺旋锚顶盖5的底端连接有螺旋锚7，并且螺旋锚7的侧壁焊接有螺旋板8，吸力桶6的顶板一侧内嵌安装有密封橡胶塞10，密封橡胶塞10是为了密封抽水管33和吸力桶6，并且密封橡胶塞10的中间开设有通孔，通孔的直径等于抽水管33的直径，安装船1的底端船尾一侧（即船边缘处）通过焊接固定有固定块9，固定块9是为了方便固定抽水管33，固定块9的内部塞有抽水管33，抽水管33的侧壁通过焊接固定有限位片331，限位片331是为了方便固定住抽水管33，限位片331的中间开设有螺钉孔，螺钉孔的内部安插有螺钉11，螺钉11的一端安插在固定块9的内部，大功率抽水泵31的功率为7.5KW，且大功率抽水泵31的排出口径为100mm，并且大功率抽水泵31的型号为QW（WQ）。

本实施例中，螺旋锚动力安装系统2由第二电动机21、驱动轴22组成，驱动22与螺旋锚顶盖5螺纹连接，驱动轴22逆时针旋转，驱动轴22与螺旋锚顶盖5和螺旋锚7基础连接、锁死，驱动轴22顺时针旋转，驱动轴22与螺旋锚顶盖5和螺旋锚7基础脱离。吸力桶安装的抽真空系统3包括第一电动机32、大功率抽水泵31和抽水管33，抽水管33一端与吸力桶6顶盖相通连，另一端与安装船1上的大功率抽水泵31相连，吸力桶6基础顶板中心钻孔，驱动轴22穿过，两者之间设置有密封橡胶圈4。

安装时，吸力桶6-螺旋锚7组合基础从安装船1坠下，通过锚链缓慢放置于海床表面，然后启动安装船1内第二电动机21，驱动驱动轴22转动，带动螺旋锚7基础逆时针转动，螺旋锚7切土向海床内运动，当螺旋锚7运动至预定位置，停止第二电动机21，开启第一电动机32，开启大功率抽水泵31，抽吸吸力桶6内的水至桶外，造成吸力桶6内外压差，在压差和吸力桶6自重作用下，吸力桶6向海床内运动，当吸力桶6顶盖接触螺旋锚顶盖5时，吸力桶6安装结束，关闭第一电动机32，通过螺栓连接的吸力桶6与螺旋锚7基础成为一个整体，然后顺时针旋转驱动轴22，将驱动轴22回收，完成吸力桶6-螺旋锚7组合基础安装。再次，将风机塔架安装于吸力桶6-螺旋锚7基础上，吸力桶6-螺旋锚7基础承受作用于风机上的风浪流荷载，其中吸力桶6与土的摩擦力、土对螺旋锚7向上运动的土阻力构成吸力桶6-螺旋锚7基础的抗拔承载力，土体水平抗力、桶及桶内土自重构成吸力桶6-螺旋锚7基础的水平承载力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种安装螺旋锚的吸力桶基础，包括螺旋锚动力安装系统（2）、吸力桶安装的抽真空系统（3）、吸力桶（6）和螺旋锚（7），其特征在于，所述螺旋锚动力安装系统（2）包括第二电动机（21）、动力驱动装置和驱动轴（22），吸力桶安装的抽真空系统（3）包括大功率抽水泵（31）、第一电动机（32）和抽水管（33），第二电动机（21）和第一电动机（32）安装在安装船（1）的内部，第二电动机（21）与动力驱动装置电性连接，螺旋锚（7）的顶端设置有螺旋锚顶盖（5），螺旋锚顶盖（5）置于吸力桶（6）的顶板底端一侧，螺旋锚（7）的主杆外圈设置有螺旋板（8），吸力桶（6）的顶盖中心开设有通孔，并且驱动轴（22）穿过通孔连接于螺旋锚顶盖（5），驱动轴（22）与吸力桶（6）顶板的通孔壁之间设置密封橡胶圈（4），吸力桶（6）的内侧设置有抽水管（33），抽水管（33）的另一端连接至大功率抽水泵（31）。

2.根据权利要求1所述的一种安装螺旋锚的吸力桶基础，其特征在于，所述大功率抽水泵（31）的功率为7.5KW，且大功率抽水泵（31）的排出口径为100mm，并且大功率抽水泵（31）的型号为QW（WQ）。

3.根据权利要求1所述的一种安装螺旋锚的吸力桶基础，其特征在于，所述吸力桶（6）的顶板中心开设有通孔，通孔的中间设置有驱动轴（22），并且驱动轴（22）与通孔内壁之间塞有密封橡胶圈（4）。

4.根据权利要求1所述的一种安装螺旋锚的吸力桶基础，其特征在于，所述驱动轴（22）的底端与螺旋锚顶盖（5）螺纹连接，螺旋锚顶盖（5）的底端连接有螺旋锚（7），并且螺旋锚（7）的侧壁焊接有螺旋板（8）。

5.根据权利要求1所述的一种安装螺旋锚的吸力桶基础，其特征在于，所述吸力桶（6）的顶板一侧内嵌安装有密封橡胶塞（10），并且密封橡胶塞（10）的中间开设有通孔，通孔的直径等于抽水管（33）的直径。

6.根据权利要求1所述的一种安装螺旋锚的吸力桶基础，其特征在于,所述安装船（1）的船尾一侧通过焊接固定有固定块（9），固定块（9）的内部塞有抽水管（33），抽水管（33）的侧壁通过焊接固定有限位片（331）。

7.根据权利要求6所述的一种安装螺旋锚的吸力桶基础，其特征在于,所述限位片（331）的中间开设有螺钉孔，螺钉孔的内部安插有螺钉（11），螺钉（11）的一端安插在固定块（9）的内部。