CN111379271A - 一种海上风机基础及其灌浆施工方法 - Google Patents

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何小华
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Abstract

本发明涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种海上风机基础，包括灌浆组件、吸力桶以及设置于吸力桶上的导管架，灌浆组件包括依次连接的灌浆管、分流器和若干条分流管，吸力桶设置有吸力腔，吸力腔下端设有开口，吸力腔的上端设有排水口，若干条分流管的出口端分别布置于吸力腔上部用于向吸力腔内进行灌浆。本发明还提供了一种海上风机基础灌浆施工方法，减少了风机基础安装对工程地质的依赖，提高施工功效以及经济型，改变吸力桶的受力模式，将吸力桶内的海水排出，达到吸力腔密封的效果，并在风机基础下形成稳定的受力结构，提高基础的稳定性。

Description

一种海上风机基础及其灌浆施工方法
技术领域
本发明涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种海上风机基础及其灌浆施工方法。
背景技术
现有技术中，为了在海上设置风力发电设备，通常在海床面装设风机基础，一方面，需要承受自身受到的波荷载、水流荷载和撞击力，另一方面，需要承受风机自重及受风力施加的荷载，因此，风机基础设置的稳定性具有重要的意义。
现有的风机基础通过吸力桶打入海床面，并通过抽真空装置抽空吸力桶内的海水形成真空环境，从而使吸力桶吸附在海床面上，但由于海床面不规则，该真空区域是不规则的，容易导致受力不均衡，降低了结构的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供有助于保证受力均匀，提高结构稳定性的一种海上风机基础及其灌浆施工方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种海上风机基础，包括灌浆组件、吸力桶以及设置于吸力桶上的导管架，所述灌浆组件包括依次连接的灌浆管、分流器和若干条分流管，所述吸力桶设置有吸力腔，所述吸力腔下端设有开口，所述吸力腔的上端设有排水口，若干条所述分流管的出口端分别布置于所述吸力腔上部用于向吸力腔内进行灌浆。
可选的，若干所述分流管的出口端均匀分布于所述吸力腔内侧壁的不同位置。
可选的，所述导管架包括若干数量的斜撑件和主腿件，所述斜撑件的两端分别连接不同的主腿件，所述主腿件的下端连接有所述吸力桶。
可选的，所述灌浆管包括第一管道和第二管道，所述第一管道的出口端和第二管道的出口端均与所述分流器连接。
可选的，所述导管架上固定有若干个管道支撑，所述灌浆管通过所述管道支撑固定于所述导管架。
可选的，所述吸力桶的上端面设有沿吸力桶径向发散的加强筋，所述导管架的下端设置于所述加强筋发散的中心点上。
本发明还提供了一种海上风机基础灌浆施工方法，包括以下步骤：
预制所述海上风机基础；
通过运输船将风机基础移动到安装位置；
利用吊机将风机基础移动到指定海床面并将吸力桶灌入海床面；
当吸力桶灌入海床面设计标高，灌浆输送设备进行灌浆并依次通过灌浆管、分流器和分流管进入吸力腔，并将吸力腔内的海水从排水口中排出；
当排水口有浆料漏出即停止灌浆，完成风机基础的设置。
实施本发明的实施例，具有以下技术效果：
本发明结构简单，通过设置灌浆组件向吸力腔灌浆，使灌浆料从泥面上往上填充，将灌浆腔内的海水经排水口排出，以保证桶内灌浆空间被灌浆料填满，当浆料凝固后形成稳定的受力结构，从而提高风机基础安装的结构稳定性；进一步的，通过分流器和分流管将浆料均匀填充到泥面上的吸力腔中，以提高整体结构的稳定性；另外，本发明的实施例中设置的排水口，当海上风机基础需要进行拆除时，可通过从排水向吸力腔中泵入高压水，在吸力腔中形成高压环境，从而辅助风机基础与海床分离，提高风机基础拆除的效率。
基于本发明的施工方法，减少了风机基础安装对工程地质的依赖，提高施工功效以及经济型，改变吸力桶的受力模式，将吸力桶内的海水排出，达到吸力腔密封的效果，并在风机基础下形成稳定的受力结构，提高基础的稳定性。
附图说明
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的局部结构示意图；
图3是本发明优选实施例中吸力桶的俯视图。
附图标记说明：
1、灌浆组件，11、灌浆管，111、第一管道，112、第二管道， 12、分流器，13、分流管，2、吸力桶，21、吸力腔，22、排水口， 23、加强筋，3、导管架，31、斜撑件，32、主腿件，4、管道支撑。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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装置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，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
参考图1－图3，本实施例提供了一种海上风机基础，包括灌浆组件1、吸力桶2以及设置于吸力桶2上的导管架3，灌浆组件1包括依次连接的灌浆管11、分流器12和若干条分流管13，吸力桶2设置有吸力腔21，吸力腔21下端设有开口，吸力腔21的上端设有排水口22，若干条分流管13的出口端分别布置于吸力腔21上部用于向吸力腔21内进行灌浆。本发明结构简单，通过设置灌浆组件1向吸力腔21灌浆，使灌浆料从泥面上往上填充，将灌浆腔内的海水经排水口22排出，以保证桶内灌浆空间被灌浆料填满，当浆料凝固后形成稳定的受力结构，从而提高风机基础安装的结构稳定性；进一步的，通过分流器12和分流管13将浆料均匀填充到泥面上的吸力腔21中，以提高整体结构的稳定性；另外，本发明的实施例中设置的排水口22，当海上风机基础需要进行拆除时，可通过从排水口22向吸力腔21中泵入高压水，在吸力腔21中形成高压环境，从而辅助风机基础与海床分离，提高风机基础拆除的效率。
具体的，考虑灌浆料的粘性和管道路径，通过计算分析，本实施例中的灌浆管11直径设置为300－400毫米，分流管13直径为130－160 毫米，防止管道堵塞。
进一步的，本实施例中的若干分流管13的出口端均匀分布于吸力腔21内侧壁的不同位置，保证浆料进入吸力腔21后在海床面上形成均衡受力的结构，从而保证风机基础的受力稳定。
在本实施例的另一实施例中，本领域技术人员可通过将若干分流管13的出口端均匀分布于吸力腔21横截面的不同位置，从而使浆料在泥面上均匀分布，形成均匀稳定的受力结构。
其中，本实施例中的导管架3包括若干数量的斜撑件31和主腿件32，斜撑件31的两端分别连接不同的主腿件32，主腿件32的下端连接有吸力桶2，使斜撑件31、主腿件32以及与斜撑件31两端连接的主腿件32下端设置的两个吸力桶2形成三角支撑结构，提高风机基础整体结构的稳定性。
参考图2，进一步的，为了避免施工过程中出现意外情况，本实施例的灌浆管11包括第一管道111和第二管道112，第一管道111 的出口端和第二管道112的出口端均与分流器12连接，从而当其中一条管道堵塞或损坏，可以通过另一管道进行灌浆操作，避免灌浆管11道堵塞的问题，便于灌浆料顺利输送到预定的灌浆区域内。
为了更好的避免灌浆管11道的损坏，本实施例的导管架3上固定有若干个管道支撑4，灌浆管11通过管道支撑4固定于导管架3，且本实施例中的灌浆管11从吸力桶2向导管架3向上延伸，使风机基础设置时，灌浆管11的上端露出海平面，方便灌浆设备进行灌浆操作。
进一步的，吸力桶2的上端面设有沿吸力桶2径向发散的加强筋 23，导管架3的下端设置于加强筋23发散的中心点上，使吸力桶2 的受力点通过加强筋23分散到吸力桶2的圆周面上，并均匀传递到浆料形成的受力结构上，从而增强风机基础受力结构的稳定性。
本实施例还提供了一种海上风机基础灌浆施工方法，包括以下步骤：
预制上述的海上风机基础；
通过运输船将风机基础移动到安装位置；
利用吊机将风机基础移动到指定海床面并将吸力桶2灌入海床面；
当吸力桶2灌入海床面设计标高，灌浆输送设备进行灌浆并依次通过灌浆管11、分流器12和分流管13进入吸力腔21，并将吸力腔 21内的海水从排水口22中排出；
当水下观测到排水口22有浆料漏出即停止灌浆，完成风机基础的设置。
基于上述风机基础及其施工方法，减少了风机基础安装对工程地质的依赖，提高施工功效以及经济型，改变吸力桶2的受力模式，将吸力桶2内的海水排出，达到吸力腔21密封的效果，并在风机基础下形成稳定的受力结构，提高基础的稳定性。
综上，本发明结构简单，通过设置灌浆组件1向吸力腔21灌浆，使灌浆料从泥面上往上填充，将灌浆腔内的海水经排水口22排出，以保证桶内灌浆空间被灌浆料填满，当浆料凝固后形成稳定的受力结构，从而提高风机基础安装的结构稳定性；进一步的，通过分流器12和分流管13将浆料均匀填充到泥面上的吸力腔21中，以提高整体结构的稳定性；另外，本发明的实施例中设置的排水口22，当海上风机基础需要进行拆除时，可通过从排水口22向吸力腔21中泵入高压水，在吸力腔21中形成高压环境，从而辅助风机基础与海床分离，提高风机基础拆除的效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种海上风机基础，其特征在于，包括灌浆组件、吸力桶以及设置于吸力桶上的导管架，所述灌浆组件包括依次连接的灌浆管、分流器和若干条分流管，所述吸力桶设置有吸力腔，所述吸力腔下端设有开口，所述吸力腔的上端设有排水口，若干条所述分流管的出口端分别布置于所述吸力腔上部用于向吸力腔内进行灌浆。
2.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，若干所述分流管的出口端均匀分布于所述吸力腔内侧壁的不同位置。
3.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述导管架包括若干数量的斜撑件和主腿件，所述斜撑件的两端分别连接不同的主腿件，所述主腿件的下端连接有所述吸力桶。
4.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述灌浆管包括第一管道和第二管道，所述第一管道的出口端和第二管道的出口端均与所述分流器连接。
5.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述导管架上固定有若干个管道支撑，所述灌浆管通过所述管道支撑固定于所述导管架。
6.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述吸力桶的上端面设有沿吸力桶径向发散的加强筋，所述导管架的下端设置于所述加强筋发散的中心点上。
7.一种权利要求1－6任一项所述的海上风机基础灌浆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
预制所述海上风机基础；
通过运输船将风机基础移动到安装位置；
利用吊机将风机基础移动到指定海床面并将吸力桶灌入海床面；
当吸力桶灌入海床面设计标高，灌浆输送设备进行灌浆并依次通过灌浆管、分流器和分流管进入吸力腔，并将吸力腔内的海水从排水口中排出；
当排水口有浆料漏出即停止灌浆，完成风机基础的设置。
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