CN111827238A - 一种导管架基础过渡结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导管架基础过渡结构，包括主筒体、上顶板、下底板和支撑组件；所述上顶板和所述下底板均套设在所述主筒体的外部，所述上顶板固定连接在所述主筒体的上端，所述下底板固定连接在所述主筒体的下端；所述支撑组件设置在所述主筒体的外部，并位于所述上顶板和所述下底板之间，所述支撑组件的上部与所述上顶板固定连接、所述支撑组件的下部与所述下底板固定连接。本发明可有效避免应力集中现象，避免疲劳破坏。

Description

一种导管架基础过渡结构

技术领域

本发明涉及海上风电基础、海上升压站、海油平台等海工及水上作业平台安装、新能源领域，特别涉及一种海上风电多筒导管架基础的过渡结构。

背景技术

20世纪70年代石油危机以后，开始了风能利用的新时代，世界上很多国家开始制定计划，考虑开发海上风电场。针对不同的海上风电场，水深及海底地质条件有所不同，因此需要考虑不同型式的海上风机基础。随着海上风电的发展，风电场不断向深远海域推移，而重力式基础、单桩基础等就不再适用，因此导管架式基础、吸力式基础以及漂浮式基础是未来的发展趋势，还有一种适合于海上风机的多筒导管架基础也已投入使用，并且有很大的发展潜力。

多筒导管架组合结构最早应用于海洋平台，分别是1994年Draupner E立管平台和1995年Sleipner T气体处理平台，所处水深71米。此后SPT公司提出了七种多筒基础形式并且已有工程实例，分别是SIP-1、SIP-2、SIM、Jackets with Suction Pile Foundations、SIWT、SPC。其中SIWT基础型式是典型的多筒导管架组合结构，由3个吸力筒和导管架建立，适用于海上风机基础，所处水深可达60米，可支持风力涡轮机高达10MW，该设计方案使得海上风机下部结构制造和安装的成本降低。其优势在于技术成熟，已在德国BorkumRiffgrund1和BorkumRiffgrund 2海上风电场上运用。海上安装迅速，无噪音安装，环保，制造成本显着降低，具有综合冲刷保护系统。2015年2月至2016年8月，英国Dudgeon变压站成功安装四筒导管架作为海上变压站的基础。该海上变压站位于北海南部，是首次在英国近海使用抽吸筒技术建造变压站。其中导管架基础过渡段是连接导管架基础和风机塔筒的重要结构，导管架基础过渡段的下端与导管架基础主框架相连，导管架基础过渡段的上端与风机塔筒相连，是传递风机载荷的重要结构。然而，导管架基础过渡段结构在使用时容易应力集中，导致疲劳破坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种导管架基础过渡结构，本发明可有效避免应力集中现象，避免疲劳破坏。

本发明所采用的技术方案是：一种导管架基础过渡结构，包括：

主筒体；

上顶板和下底板，所述上顶板和所述下底板均套设在所述主筒体的外部，所述上顶板固定连接在所述主筒体的上端，所述下底板固定连接在所述主筒体的下端；以及，

支撑组件，所述支撑组件设置在所述主筒体的外部，并位于所述上顶板和所述下底板之间，所述支撑组件的上部与所述上顶板固定连接、所述支撑组件的下部与所述下底板固定连接。

进一步地，所述上顶板与所述主筒体的顶端相距一距离，所述下底板与所述主筒体的底端相距一距离。

进一步地，所述支撑组件设置有多组，多组所述支撑组件沿所述主筒体的环向等间距布置。

进一步地，所述支撑组件包括：

第一支撑件，所述第一支撑件沿所述主筒体径向布置；以及，

以所述第一支撑件为中心对称布置的第二支撑件和第三支撑件；

其中，所述第一支撑件、所述第二支撑件和所述第三支撑件的根部均与所述主筒体的外壁固定连接、首部自所述主筒体的外壁延伸至所述上顶板和所述下底板的边缘，所述第二支撑件与所述第一支撑件之间的间距、所述第三支撑件与所述第一支撑件之间的间距由根部至首部逐渐减小。

进一步地，所述第一支撑件、所述第二支撑件和所述第三支撑件上开设有通孔。

本发明的有益效果是：本发明导管架基础过渡段优化后，新过渡段组合结构构造简单，上顶板和下底板与主筒体固定连接，支撑件与上顶板、下底板和主筒体固定连接，施工方便，用钢量少，经过有限元计算验证该优化结构可以使整个过渡段组合结构传力均匀，有效的避免应力集中现象导致的疲劳破坏。

附图说明

图1：本发明一种导管架基础过渡结构示意图；

图2：图1中的I局部放大图；

图3：本发明的主筒体与上顶板、下底板结构示意图；

图4：本发明过渡结构与导管架组合结构示意图；

附图标注：

1——过渡结构 11——主筒体

12——上顶板 13——下底板

14——第一支撑件 15——第二支撑件

16——第三支撑件

2——导管架组合结构

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：

如附图1至图4所示，一种导管架基础过渡结构1，包括主筒体11、上顶板12、下底板13和支撑组件。

所述上顶板12和所述下底板13均套设在所述主筒体11的外部，所述上顶板12固定连接在所述主筒体11的上端并与所述主筒体11的顶端相距一距离；所述下底板13固定连接在所述主筒体11的下端并与所述主筒体11的底端相距一距离。本实施例中，所述上顶板12和所述下底板13整体呈三角形形状。

所述支撑组件设置在所述主筒体11的外部，并位于所述上顶板12和所述下底板13之间，所述支撑组件的上部与所述上顶板12固定连接、所述支撑组件的下部与所述下底板13固定连接。所述支撑组件设置有多组，多组所述支撑组件沿所述主筒体11的环向等间距布置。所述支撑组件包括第一支撑件14、第二支撑件15和第三支撑件16；所述第一支撑件14沿所述主筒体11径向布置；所述第二支撑件15和所述第三支撑件16以所述第一支撑件14为中心对称布置；其中，所述第一支撑件14、所述第二支撑件15和所述第三支撑件16的根部均与所述主筒体11的外壁固定连接、首部自所述主筒体11的外壁延伸至所述上顶板12和所述下底板13的边缘，所述第二支撑件15与所述第一支撑件14之间的间距、所述第三支撑件16与所述第一支撑件14之间的间距由根部至首部逐渐减小。所述第一支撑件14、所述第二支撑件15和所述第三支撑件16上开设有通孔，可以降低用钢量。本实施例中，所述支撑组件设置有三组，三组所述支撑组件分别设置在呈三角形的所述上顶板12和所述下底板13的三个角处。

本发明实施时，距所述主筒体11的顶端一距离固定所述上顶板12，距所述主筒体11的底端一距离固定所述下底板13。3组所述支撑组件沿着所述主筒体11的外侧环向布置，并且所述支撑组件的上部与所述上顶板12固定连接，所述支撑组件的下部与所述下底板13固定连接。之后整个过渡结构1与导管架组合结构2固定连接。具体实施时，可根据需求确定所述上顶板12与所述主筒体11顶端的距离以及所述下底板13与所述主筒体11底端的距离。另外，支撑件中部可以设置通孔，可以降低用钢量。

综上，本发明一种导管架基础过渡结构1，可避免过渡段应力集中、疲劳破坏等现象。

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 (5)

1.一种导管架基础过渡结构(1)，其特征在于，包括：

主筒体(11)；

上顶板(12)和下底板(13)，所述上顶板(12)和所述下底板(13)均套设在所述主筒体(11)的外部，所述上顶板(12)固定连接在所述主筒体(11)的上端，所述下底板(13)固定连接在所述主筒体(11)的下端；以及，

支撑组件，所述支撑组件设置在所述主筒体(11)的外部，并位于所述上顶板(12)和所述下底板(13)之间，所述支撑组件的上部与所述上顶板(12)固定连接、所述支撑组件的下部与所述下底板(13)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种导管架基础过渡结构(1)，其特征在于，所述上顶板(12)与所述主筒体(11)的顶端相距一距离，所述下底板(13)与所述主筒体(11)的底端相距一距离。

3.根据权利要求1所述的一种导管架基础过渡结构(1)，其特征在于，所述支撑组件设置有多组，多组所述支撑组件沿所述主筒体(11)的环向等间距布置。

4.根据权利要求1所述的一种导管架基础过渡结构(1)，其特征在于，所述支撑组件包括：

第一支撑件(14)，所述第一支撑件(14)沿所述主筒体(11)径向布置；以及，

以所述第一支撑件(14)为中心对称布置的第二支撑件(15)和第三支撑件(16)；

其中，所述第一支撑件(14)、所述第二支撑件(15)和所述第三支撑件(16)的根部均与所述主筒体(11)的外壁固定连接、首部自所述主筒体(11)的外壁延伸至所述上顶板(12)和所述下底板(13)的边缘，所述第二支撑件(15)与所述第一支撑件(14)之间的间距、所述第三支撑件(16)与所述第一支撑件(14)之间的间距由根部至首部逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的一种导管架基础过渡结构(1)，其特征在于，所述第一支撑件(14)、所述第二支撑件(15)和所述第三支撑件(16)上开设有通孔。

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