CN110055994A - 一种吸力圆筒结构 - Google Patents

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邓雷飞
张干
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Abstract

本发明公开了一种吸力圆筒结构，包括筒体，在所述筒体的顶部设有盖板，在所述盖板的周围设有增强环板，在所述增强环板与所述筒体之间固接有沿周向均布、沿轴向延伸的翼板。本发明的增强环板可增大吸力圆筒结构与地基土体的接触面积，使增强环板底部和筒体侧壁共同抗倾，加大吸力圆筒结构的抗倾覆能力；同时增强环板可与筒体顶部的盖板共同分担竖向荷载，增大竖向荷载力；增强环板可反压吸力圆筒结构安装扰动的土体，减少急流对筒体周围土体的冲刷；翼板连接增强环板和筒体，能够增加筒体自身刚度；可增加筒体的侧壁摩阻力，增大吸力圆筒结构的抗扭和抗滑性能。相比当前增加单筒埋深和增大单筒直径的结构，本发明成本的成本低。

Description

一种吸力圆筒结构
技术领域
本发明涉及海上风电、近海油气和港口防浪等海洋软土基础技术领域，具体涉及一种吸力圆筒结构。
背景技术
近十几年来，随着全球气候变暖和能源紧缺压力的增大，海上风电以及近海油气的开发正成为能源领域的发展重点。此外，海岸生态环境的保护对防波堤等港口防浪结构提出更高的要求，环境友好型防浪结构成为重点研发方向。无论海上风电机组、近海油气开采平台以及港口防波堤等，均需要基础结构进行支撑。目前的海岸结构基础形式主要有重力式、桩基式、板桩式等传统结构，以及筒型基础、浮式结构等新型结构等。由于我国近海海水较浅，海底表层为淤泥、粉质黏土等软弱土较为深厚，承载力小；底部沉积物以细砂为主，承载力相对较大，可做持力层。因此，并不宜采用重力式基础和板桩基础，而桩基结构造价较为昂贵，使吸力筒式结构成为目前的主要基础形式之一。
海洋环境中，风、浪、流等荷载耦合作用，软土地基条件恶劣，一般采用吸力圆筒结构抵抗多方向的环境荷载。吸力圆筒基础结构在实际应用过程中会在外力作用下产生结构破损，或整体的倾覆、扭转、滑动等破坏，此外，波浪和急流等也会对吸力圆筒周围土体进行冲刷。为了满足吸力圆筒基础的安全性(抗倾、抗扭和抗滑等)，工程建设一般采用增加单筒埋深或加大吸力圆筒直径的方法，这也直接导致基础投资的大幅提高。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种吸力圆筒结构，该结构不仅能够增加圆筒结构的自身刚度，还能够提升抗倾能力、增强竖向承载力，减少筒体周围土体的冲刷，增强抗扭和抗滑性能，并且能够降低成本。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种吸力圆筒结构，包括筒体，在所述筒体的顶部设有盖板，在所述盖板的周围设有增强环板，在所述增强环板与所述筒体之间固接有3～6片沿周向均布、沿轴向延伸的翼板。
所述增强环板的宽度不超过筒体半径的1/2。
所述翼板采用三角形结构，两直角边分别与所述筒体和所述增强环板连接，且角点落于所述筒体的底部和所述增强环板的外沿处。
所述增强环板与所述盖板厚度相同、顶面平齐。
所述翼板为三片或者四片。
所述筒体、所述盖板、所述增强环板和所述翼板采用一体成型的钢筋混凝土结构。
本发明具有的优点和积极效果是：增强环板可增大吸力圆筒结构与地基土体的接触面积，使增强环板底部和筒体侧壁共同抗倾，加大吸力圆筒结构的抗倾覆能力；同时增强环板可与筒体顶部的盖板共同分担竖向荷载，增大竖向荷载力；增强环板可反压吸力圆筒结构安装扰动的土体，减少急流对筒体周围土体的冲刷；翼板连接增强环板和筒体，使其连接更加牢固，增加筒体自身刚度；翼板通过增加筒体的侧壁摩阻力，增大了吸力圆筒结构的抗扭和抗滑性能。相比当前增加单筒埋深和增大单筒直径的结构，本发明可以不增加或少增加单筒埋深或不增加或少增加单筒直径，进而达到降低成本的目的，推动筒型基础在海上风电、近海油气和港口防浪等海洋软土基础技术领域的发展。
附图说明
图1为一个视角下本发明的三维示意图；
图2为另一个视角下本发明的三维示意图；
图3为本发明的侧视图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图3的B-B剖视图。
图中：1、盖板；2、筒体；3、增强环板；4、翼板。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图5，一种吸力圆筒结构，包括筒体2，在所述筒体2的顶部设有盖板1，在所述盖板1的周围设有增强环板3，在所述增强环板3与所述筒体2之间固接有3～6片沿周向均布、沿轴向延伸的翼板4。以大幅度提高吸力筒型基础刚度，并防止因贯入阻力过大引起的吸力筒端附近翼板使用效率不高、筒型基础重量过大等问题。
在本实施例中，所述增强环板3与所述盖板1厚度相同、顶面平齐，以方便设计及施工需要。所述增强环板3的宽度不超过筒体2半径的1/2，既能保证吸力圆筒作为承载主体，又能充分发挥增强环板作用。所述翼板4采用三角形结构，两直角边分别与所述筒体2和所述增强环板3连接，且角点落于所述筒体1的底部和所述增强环板3的外沿处。三角形结构相比四边形和直角梯形等更加稳定，且不容易因外力发生折断破坏。本实施例推荐所述翼板4为三片或者四片，经济实用。在本实施例中，所述筒体2、所述盖板1、所述增强环板3和所述翼板4采用一体成型的钢筋混凝土结构，结构稳定可靠。
本发明旨在提出一种能够增加刚度和强度并能够提高抗倾、抗扭和抗滑性能且低成本的吸力圆筒结构。海洋环境中，风、浪、流等荷载耦合作用，软土地基条件恶劣，一般采用吸力圆筒结构抵抗多方向的环境荷载。吸力圆筒结构在实际应用过程中会在外力作用下产生结构破损，或整体的倾覆、扭转、滑动等破坏，此外，波浪和急流等也对会吸力圆筒周围土体进行冲刷。通过增加单筒埋深或加大吸力圆筒直径的方法会导致基础投资的大幅提高。本发明通过在盖板周边加设增强环板，并在增强环板和筒体之间加设翼板，三角翼板、增强环板和筒体的连接稳固，可显著增加吸力筒结构自身刚度。增强环板可增大吸力圆筒结构与地基土体的接触面积，使增强环板底部和筒体侧壁共同抗倾，加大吸力圆筒结构的抗倾覆能力；增强环板可与筒体顶部的盖板共同分担竖向荷载，增大竖向荷载力。增强环板可反压吸力圆筒结构安装扰动的土体，减少急流对筒体周围土体的冲刷；翼板通过增加筒体的侧壁摩阻力，增大吸力圆筒结构的抗扭和抗滑性能。相比当前增加单筒埋深和增大单筒直径的结构，本发明可以不增加或少增加单筒埋深或不增加或少增加单筒直径，进而达到降低成本的目的。本发明设计更加合理，使用寿命更长，提高了其使用效率，实用性强。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种吸力圆筒结构，包括筒体，在所述筒体的顶部设有盖板，其特征在于，在所述盖板的周围设有增强环板，在所述增强环板与所述筒体之间固接有3～6片沿周向均布、沿轴向延伸的翼板。
2.根据权利要求1所述的吸力圆筒结构，其特征在于，所述增强环板的宽度不超过筒体半径的1/2。
3.根据权利要求1所述的吸力圆筒结构，其特征在于，所述翼板采用三角形结构，两直角边分别与所述筒体和所述增强环板连接，且角点落于所述筒体的底部和所述增强环板的外沿处。
4.根据权利要求2所述的吸力圆筒结构，其特征在于，所述增强环板与所述盖板厚度相同、顶面平齐。
5.根据权利要求3所述的吸力圆筒结构，其特征在于，所述翼板为三片或者四片。
6.根据权利要求1所述的吸力圆筒结构，其特征在于，所述筒体、所述盖板、所述增强环板和所述翼板采用一体成型的钢筋混凝土结构。
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