CN110670621B - 一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础,包括加翼吸力式沉箱基础；其中所述加翼吸力式沉箱基础的底部设有开口且顶部设有封盖；其中所述封盖上设有钢柱、钢套管和排水通道；所述加翼吸力式沉箱基础上依次向上叠加设有若干个预制混凝土重块；每个所述预制混凝土重块的顶部设有圆台型凸槽且底部设有圆台型凹槽，每个两个相邻的预制混凝土重块通过圆台型凸槽与圆台凹槽相互卡合连接叠加；其中所述加翼吸力式沉箱基础的侧边上部设有翼板或环型翼缘；所述排水通道通过钢套管与加翼吸力式沉箱基础的内腔连通；每个所述预制混凝土重块的直径大于等于所述加翼吸力式沉箱基础；利用翼板与混凝土自重可大大提高吸力式沉箱基础的竖向与水平承载力。

Description

一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础
技术领域
本发明涉及漂浮式海上风机锚固技术领域，具体涉及一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础。
背景技术
全球海上风电大多数处于小于50m范围内，对于深海领域的资源开发处在探索阶段，传统的固定式风机应用深海领域的风力发电势必会造成成本造价高、施工困难等不利之处。因此，漂浮式海上风机取代传统固定式风机已成为未来风电发展的方向。
吸力式沉箱基础是深海海洋平台结构的一种新型基础形式，满足深海领域风机建设的需求。与传统的桩基础相比，吸力式沉箱基础具有运输与施工方便、工期短、可重复性使用以及造价低等优点，在海洋工程中应用越来越多。基础的稳定与否是决定海洋平台能否正常使用的关键因素，深水海洋平台中的吸力式沉箱基础主要承受风浪作用于上部结构而传递下来的拉拔荷载，所以吸力式沉箱基础竖向承载力以抗拔承载力为主。
当吸力式沉箱基础缓慢拔出时，地基内的渗流运动导致沉箱内泥沙的孔隙水压力充分消散，土体处于完全排水状态，基础发生局部剪切破坏，其抗拔承载力主要取决于沉箱筒壁与土体之间的摩擦力和基础自重。承载力较低。因此，提高承载力可从三个方面入手，1、增加沉箱尺寸；2、进行地基加固；3、提高吸力式沉箱基础自重。然而第一种与第二种不经济，且代价高耗时长，效果不明显。第三种方法提高沉箱用钢量，无疑增加成本不经济。如何有效便捷及经济的提高吸力式沉箱基础抗拔承载力是目前吸力式沉箱基础应用难题。同时如何抵抗水平承载力目前也是工程中难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础，通过在其上部周边设有翼板或环型翼缘，并在顶部增加预制混凝土重块，使预制混凝土重块与吸力式沉箱基础形成一整体，可大大提高吸力式沉箱的竖向抗拔承载力。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础,包括加翼吸力式沉箱基础；其中所述加翼吸力式沉箱基础的底部设有开口且顶部设有封盖；其中所述封盖上设有钢柱、钢套管和排水通道；所述加翼吸力式沉箱基础上依次向上叠加设有若干个预制混凝土重块；
每个所述预制混凝土重块的顶部设有圆台型凸槽且底部设有圆台型凹槽，每个两个相邻的预制混凝土重块通过圆台型凸槽与圆台凹槽相互卡合连接叠加；其中所述加翼吸力式沉箱基础的侧边上部设有翼板或环型翼缘；
所述排水通道通过钢套管与加翼吸力式沉箱基础的内腔连通；所述排水通道的顶端与外界连通管连接固定；其中钢柱并依次穿过每个所述预制混凝土重块上的通孔并与导缆孔连接固定；每个所述预制混凝土重块的直径大于等于所述加翼吸力式沉箱基础。
本发明的进一步改进在于：所述每个所述预制混凝土重块的直径大于所述加翼吸力式沉箱基础时，所述加翼吸力式沉箱基础的顶部设有用于承接所述预制混凝土重块的钢板。
本发明的进一步改进在于：每个所述预制混凝土重块的顶部均设有若干个吊耳，同时吊耳下设有耳槽。
本发明的进一步改进在于：所述排水通道的一端与排水阀连接固定。
本发明的进一步改进在于：所述钢板的直径大于所述加翼吸力式沉箱基础的直径，所述钢板的其形状呈圆形或者其他任意形状的一种。
本发明当到达海床后，靠加翼吸力式沉箱基础自重以及预制混凝土的自重下沉，当不再下沉时采用负压下沉，当下沉到位安装预制混凝土重块；本发明利用翼板或环型翼缘与混凝土自重可大大提高吸力式沉箱基础的竖向与水平承载力。
有益效果：
本发明通过在吸力式沉箱基础顶部预制混凝土重块以及上部周围设置翼板或翼缘，使预制混凝土重块与加翼吸力式沉箱基础成为一整体，可大大提高钢管桩竖向与水平承载力。能够降低海上风电工程基础成本，提高工程效率，确保海洋漂浮式结构整体稳定性。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图，
图2是本发明的实施例2的结构示意图。
图3是本发明的实施例1与2中预制混凝土重块详图。
附图标记：1-吸力式沉箱基础；2-预制混凝土重块；3-封盖；4-导览孔；5-钢柱；6-排水通道；7-钢套管；8-外界连通管；9-翼缘或翼板；10-圆台型凸槽；11-圆台型凹槽；12-吊耳；13-通孔；14-耳槽；15-钢板；16-排水阀。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示：一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础,包括加翼吸力式沉箱基础1；其中所述翼吸力式沉箱基础1的底部设有开口且顶部设有封盖3和钢板；其中所述封盖3上设有钢柱5、钢套管7和排水通道6；其中所述钢板上依次向上叠加设有若干个预制混凝土重块2；每个所述预制混凝土重块2的顶部设有圆台型凸槽10且底部设有圆台型凹槽11，每个两个相邻的预制混凝土重块2通过圆台型凸槽10与圆台凹槽11相互卡合连接叠加；其中所述加翼吸力式沉箱基础1的侧边上部设有环型翼缘9，
所述排水通道6位于所述钢套管7内且其中一端与加翼吸力式沉箱基础1的内腔连通；其中钢柱5并依次穿过每个所述预制混凝土重块2上的通孔13并与导缆孔4连接固定。
每个所述预制混凝土重块2的顶部均设有若干个吊耳12，同时吊耳12下设有耳槽14，耳槽14位于预制混凝土重块2底部，在叠加混凝土重块时，吊耳12与耳槽14相卡合；每个所述预制混凝土重块2的直径大于所述加翼吸力式沉箱基础；排水阀16与排水通道6连接固定。所述排水通道6的顶端与外界连通管8连接固定；
所述钢板15的直径大于所述加翼吸力式沉箱基础1的直径，所述钢板15的其形状呈圆形。
实施例2
如图2所示：一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础,包括加翼吸力式沉箱基础1；其中所述翼吸力式沉箱基础1的底部设有开口且顶部设有封盖3和钢板；其中所述封盖3上设有钢柱5、钢套管7和排水通道6；其中述翼吸力式沉箱基础1上依次向上叠加设有若干个预制混凝土重块2；每个所述预制混凝土重块2的直径等于所述加翼吸力式沉箱基础1。
每个所述预制混凝土重块2的顶部设有圆台型凸槽10且底部设有圆台型凹槽11，每个两个相邻的预制混凝土重块2通过圆台型凸槽10与圆台凹槽11相互卡合连接叠加；其中所述加翼吸力式沉箱基础1的侧边上部设有翼板9；
所述排水通道6位于所述钢套管7内且其中一端与加翼吸力式沉箱基础1的内腔连通；所述排水通道6的顶端与外界连通管8连接固定；
其中钢柱5并依次穿过每个所述预制混凝土重块2上的通孔13并与导缆孔4连接固定；
每个所述预制混凝土重块2的顶部均设有若干个吊耳12，同时吊耳12下设有耳槽14，耳槽14位于预制混凝土重块底部，在叠加混凝土重块时，吊耳12与耳槽14相卡合。
排水阀16与所述排水通道6连接固定；
其中实施例1和实施例2，当到达海床后，靠吸力式沉箱基础自重下沉，当不再下沉时采用负压下沉，当下沉到位安装预制混凝土重块。

Claims (5)

1.一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础,其特征在于：包括加翼吸力式沉箱基础（1）；其中所述加翼吸力式沉箱基础（1）的底部设有开口且顶部设有封盖（3）；其中所述封盖（3）上设有钢柱（5）、钢套管（7）和排水通道（6）；所述加翼吸力式沉箱基础（1）上依次向上叠加设有若干个预制混凝土重块（2）；
每个所述预制混凝土重块（2）的顶部设有圆台型凸槽（10）且底部设有圆台型凹槽（11），每个两个相邻的预制混凝土重块（2）通过圆台型凸槽（10）与圆台凹槽（11）相互卡合连接叠加；其中所述加翼吸力式沉箱基础（1）的侧边上部设有翼板或环型翼缘；
所述排水通道（6）通过钢套管（7）与加翼吸力式沉箱基础（1）的内腔连通；所述排水通道（6）的顶端与外界连通管（8）连接固定；其中钢柱（5）依次穿过每个所述预制混凝土重块（2）上的通孔（13）并与导缆孔（4）连接固定；每个所述预制混凝土重块（2）的直径大于等于所述加翼吸力式沉箱基础（1）。
2.根据权利要求1所述的一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础，其特征在于：所述每个所述预制混凝土重块（2）的直径大于所述加翼吸力式沉箱基础（1）时，所述加翼吸力式沉箱基础（1）的顶部设有用于承接所述预制混凝土重块（2）的钢板（15）。
3.根据权利要求1所述的一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础，其特征在于：每个所述预制混凝土重块（2）的顶部均设有若干个吊耳（12），同时吊耳（12）下设有耳槽（14）。
4.根据权利要求1所述的一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础，其特征在于：所述排水通道（6）的一端与排水阀（15）连接固定。
5.根据权利要求2所述的一种装配重力式加翼吸力式沉箱基础，其特征在于：所述钢板（15）的直径大于所述加翼吸力式沉箱基础（1）的直径，所述钢板（15）的形状呈圆形或者其他任意形状的一种。
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