CN113718828B - 海上风电基础 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海上风电基础，包括桩基础和扰流结构。桩基础包括在其长度方向上相互连接的第一部分和第二部分，第二部分埋入海床中，海床具有海床面，第一部分位于海床面上方，扰流结构至少设在第一部分上，扰流结构包括从第一部分的外周面沿第一方向突出的扰流件和/或沿第一方向贯穿第一部分周壁的扰流孔，第一方向正交于桩基础的长度方向。扰流结构的设置起到了消能减冲的效果，抑制了桩基础附近马蹄形漩涡的形成，有效地保护桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。与相关技术的抛石防护法相比，稳定性更强，防冲刷效果更好，可靠性更好。

Description

海上风电基础

技术领域

本发明涉及海上风电领域，尤其是涉及一种海上风电基础。

背景技术

风能作为一种清无害的可再生能源，日益受到人类重视。其中相对于陆地风能而言，海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许机组制造更为大型化。

海上风电基础是支撑整个海上风力机的关键所在，成本约占整个海上风电投资的20％至25％，而海上风力发电机发生的事故多为桩基基础不稳造成的。由于波浪和潮流的作用，海上风电桩基基础周围的泥沙将会发生冲刷并形成冲坑，冲刷坑将会对桩基基础的稳定性产生影响。此外，在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。目前采用的海上风电桩基基础的防冲刷装置，主要为抛石防护法。但是抛石防护的整体性较差，运用过程中的维护费用和工作量较大。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

由于海浪和潮汐的作用，在海上风电桩基础周围会发生冲刷坑的现象。冲刷现象是一个复杂的耦合过程，涉及水流、沉积物和结构的相互作用。导致冲刷的主要原因是在桩基周围产生的马蹄形漩涡，马蹄形漩涡是由于海水流动时遇到桩基础阻碍而产生的，浪流在冲向桩基础时，呈现向下的卷掘旋涡结构，旋涡结构将海床上的沉积物卷升起来，并进一步将其带远离桩基周围的地方，形成了冲刷坑，冲刷坑的形成使得桩基础深度变浅，造成筒振动频率降低，轻则造成桩基础过度疲劳，严重时则引起折断事故。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种海上风电基础，具有良好的防冲刷性能。

根据本发明的海上风电基础，包括：

桩基础，所述桩基础包括在其长度方向上相互连接的第一部分和第二部分，所述第二部分埋入海床中，所述海床具有海床面，所述第一部分位于所述海床面上方；

扰流结构，所述扰流结构至少设在所述第一部分上，所述扰流结构包括从所述第一部分的外周面沿第一方向突出的扰流件和/或沿第一方向贯穿所述第一部分周壁的扰流孔，所述第一方向正交于所述桩基础的长度方向。

根据本发明实施例提供的海上风电基础在桩基础上设置扰流结构，扰流结构的设置起到了消能减冲的效果，抑制了桩基础附近马蹄形漩涡的形成，有效地保护桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。与相关技术的抛石防护法相比，稳定性更强，防冲刷效果更好，可靠性更好。

在一些实施例中，所述扰流件为多个，多个所述扰流件沿所述桩基础的长度方向排布，和/或，多个所述扰流件沿环绕所述桩基础的周向排布。

在一些实施例中，所述扰流件在所述第一方向上的尺寸为所述扰流件的高度，沿所述长度方向排布的所述扰流件包含多个不同高度，和/或，沿所述周向排布的所述扰流件包含多个不同高度。

在一些实施例中，所述扰流件包括扰流钉、扰流条、扰流网中的一种或多种，

其中，所述扰流钉包括多个且在所述第一部分的外周面上间隔排布，所述扰流钉在所述桩基础的长度方向上的尺寸与其在环绕所述桩基础的周向上的尺寸之比大于等于1/2且小于等于2，所述扰流条的延伸方向与所述第一部分的外周面相互平行，所述扰流条的长度和宽度之比大于等于5，所述扰流网为包覆所述第一部分的至少一部分外周面的网状结构。

在一些实施例中，所述扰流件包括扰流钉、扰流条、扰流网中的多种，且多种类型的所述扰流件在所述第一部分的外周面上交替分布。

在一些实施例中，所述扰流结构包括所述扰流件和所述扰流孔，所述扰流件和所述扰流孔在所述第一部分的外周面上交替分布。

在一些实施例中，所述扰流结构包括多个，在所述第一部分的长度方向上相邻的两个扰流结构错开，和/或，在环绕所述第一部分的周向上相邻的两个扰流结构错开。

在一些实施例中，所述扰流孔包括在所述第一方向上相对的第一扰流孔和第二扰流孔。

在一些实施例中，所述扰流结构的密度向靠近所述海床面的方向增大。

在一些实施例中，所述第一部分的外周面包括朝向潮流方向的正面、与所述正面相对的背面以及两个侧面，在所述正面和所述背面上分布的所述扰流结构的密度均大于在所述两个侧面上分布的所述扰流结构的密度。

在一些实施例中，所述扰流结构还设置在所述第二部分上。

在一些实施例中，所述桩基础为一个，或者，桩基础为多个，多个所述桩基础间隔布置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图一(扰流结构为扰流钉)。

图2是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图二(扰流结构为扰流钉)。

图3是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图三(扰流结构为扰流条)。

图4是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图四(扰流结构为扰流条)。

图5是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图五(扰流结构为扰流网)。

图6是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图六(扰流结构为扰流孔)。

图7是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图七(扰流结构为扰流条和扰流孔)。

图8是根据本发明实施例的海上风电基础的结构示意图八(扰流结构为扰流条和扰流钉)。

附图标记：

海上风电基础1、桩基础11、第一部分111、第二部分112、扰流件12、扰流钉121、扰流条122、扰流网123、扰流孔13、第一扰流孔131、第二扰流孔132、海床面2、加强筋环3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据图1-图8描述本发明的实施例的海上风电基础1，海上风电基础1包括桩基础11和扰流结构。

桩基础11包括在其长度方向上相互连接的第一部分111和第二部分112，第二部分112 埋入海床中。海床具有海床面2，第一部分111位于海床面2上方，第二部分112位于海床面2下方。本领域的技术人员可知，目前常用的桩基础11均为中空的筒状结构。

扰流结构至少设在第一部分111上，即至少在第一部分111上设置有扰流结构。扰流结构包括从第一部分111的外周面沿第一方向突出的扰流件12和/或沿第一方向贯穿第一部分111周壁的扰流孔13。其中，第一方向正交于桩基础11的长度方向，例如第一方向可以为桩基础11的径向，或者，第一方向可以为水平方向。

也就是说，扰流结构可以包括扰流件12，扰流件12设置在第一部分111的外周面上，且从第一部分111的外周面向远离第一部分111的外周面的方向突出。或者，扰流结构可以包括扰流孔13，扰流孔13沿第一方向贯穿第一部分111的周壁，即扰流孔13连通第一部分111的内部空间以及外部空间。又或者，扰流结构可以包括扰流件12和扰流孔13中的每一者。

扰流结构通过扰流起到消散潮流的能量的效果，达到主动防冲刷的目的，有效地保护桩基础11周围的土体，避免冲刷坑的形成。具体地，由于扰流件12从第一部分111的外周面向远离第一部分111的外周面的方向突出，潮流接触扰流件12时，扰流件12能够“打散”潮流，局部改变潮流的流速和方向，使潮流的能量在一定程度上得以消散，桩基础11 前方不会产生较大的马蹄形漩涡，从而在源头上抑制了马蹄型漩涡的形成。当潮流冲向设置有扰流孔13的桩基础11时，由于扰流孔13贯穿第一部分111的周壁，潮流能够通过扰流孔13进入第一部分111的内部，减小了桩基础11对潮流的止挡阻力，起到缓冲的作用，抑制了马蹄形漩涡的形成。

根据本发明实施例提供的海上风电基础1在桩基础11上设置扰流结构，扰流结构通过对冲向桩基础11的潮流进行主动扰流，局部改变潮流的流速和方向，使潮流的能量在一定程度上得以消散。扰流结构的设置起到了消能减冲的效果，抑制了桩基础11附近马蹄形漩涡的形成，有效地保护桩基础11周围的土体，避免冲刷坑的形成。与相关技术的抛石防护法相比，稳定性更强，防冲刷效果更好，可靠性更好。

下面以桩基础11的长度方向为上下方向为例，进一步描述本发明实施例的技术方案，即桩基础11的轴向沿上方方向延伸，上下方向如图1中的箭头A所示。

在一些实施例中，扰流结构更优选地设置在第一部分111的靠近海床面2的部分上，或者说，扰流结构至少设置在第一部分111的靠近海床面2的部分上，能够更好地起到防冲刷效果。冲刷坑的形成主要是马蹄形漩涡沿桩基础11的长度方向向下移动，卷起桩基础11附近的海床上的沉积物形成。因此在第一部分111的靠近海床面2的部分上设置扰流结构，即能抑制在该部分附近形成马蹄形漩涡，又能避免上方形成的马蹄形漩涡向下移动到达海床面2。

作为示例，如图1所示，第一部分111的靠近海床面2的部分上设置有扰流结构，第一部分111的位于该部分上方的部分没有设置扰流结构。潮流绕流过没有设置扰流结构的桩基础11时，由于桩基础11的阻碍，可能会在桩基础11周围形成马蹄形漩涡，马蹄形漩涡沿着桩基础11的外周面向下发展，冲击向海床。当马蹄形漩涡到达设置有扰流结构的部分时，扰流结构能够对漩涡进行主动扰流，消散漩涡的能量，使马蹄形漩涡的能量在到达海床面2之前得以消散，或者，扰流结构能够将马蹄形漩涡“分割”为多个小型漩涡，小型漩涡的能量较小，流速较慢，对海床面2的冲击力大大降低，因此能够大大减小冲刷坑形成的可能性。

可选地，第一部分111的外径为D,在桩基础11的长度方向上，设置在第一部分111上的最远离海床面2的扰流结构与海床面2的距离大于等于1.0D。

在一些实施例中，扰流结构包括扰流件12，扰流件12为多个，多个扰流件12沿桩基础11的长度方向排布，和/或，多个扰流件12沿环绕桩基础11的周向排布。也就是说，扰流件12可以包括多个，多个扰流件12在上下方向上排布，或者，多个扰流件12环绕桩基础11排布，或者，多个扰流件12在上下方向上以及在环绕桩基础11的周向上排布。

在一些实施例中，如图6所示，扰流结构包括扰流孔13，扰流孔13为多个，多个扰流孔13沿桩基础11的长度方向排布，和/或，多个扰流孔13沿环绕桩基础11的周向排布。也就是说，扰流孔13可以包括多个，多个扰流孔13在上下方向上排布，或者，多个扰流孔13环绕桩基础11排布，或者，多个扰流孔13在上下方向上以及在环绕桩基础11的周向上排布。

进一步地，如图6所示，扰流孔13包括在第一方向上相对的第一扰流孔131和第二扰流孔132。也就是说，扰流孔13至少包括两个，且这两个扰流孔13在第一方向上相对。如此能够使通过第一扰流孔13进入桩基础11的潮流沿第一方向从第二扰流孔13流出，即通过在第一方向上相对设置的第一扰流孔13和第二扰流孔13，能够进一步减小桩基础11 对潮流的止挡阻力，或者说，能够进一步使潮流减缓对桩基础11的冲击作用，从而更好地抑制马蹄形漩涡的形成，增强海上风电基础1的防冲刷能力。

在一些实施例中，如图7和8所示，扰流结构包括多个扰流件12和多个扰流孔13。扰流件12和扰流孔13在第一部分111的外周面上交替分布。扰流件12和扰流孔13交替分布是指至少有一个扰流孔13位于两个扰流件12之间，或者至少有一个扰流件12位于两个扰流孔13之间。如上设置使扰流件12的扰流作用和扰流孔13的扰流作用实现叠加，进一步增强扰流结构的消能减冲效果，从而增强了海上风电基础1的防冲刷能力。

可选地，在上下方向上，扰流件12和扰流孔13交替设置。在环绕第一部分111的轴向上，扰流件12和扰流孔13交替设置。

在一些实施例中，扰流件12包括扰流钉121、扰流条122、扰流网123中的一种或多种。

其中，扰流钉121包括多个且在第一部分111的外周面上间隔排布，扰流钉121在桩基础11的长度方向上的尺寸与其在环绕桩基础11的周向上的尺寸之比大于等于1/2且小于等于2。

如图1和图2所示，扰流钉121为多个，多个扰流钉121在桩基础11的长度方向上和/或环绕桩基础11的周向上间隔排布。可选地，相邻扰流钉121之间的间隔大于等于0.25D小于等于1.0D。

如图3和图4所示，扰流条122为条状结构，扰流条122的延伸方向与第一部分111的外周面相互平行。可选地，扰流条122的长度和宽度之比大于等于5。扰流条122的延伸长度大于等于0.1D。

如图5所示，扰流网123为包覆第一部分111的至少一部分外周面的网状结构。可选地，扰流网123包覆的第一部分111的外周面的面积大于等于1.0πD²。扰流网123包覆的第一部分111的外周面的面积是指扰流网123在第一部分111的外周面上的投影的外轮廓围成的图形的面积。

在一些实施例中，如图8所示，扰流件12包括扰流钉121、扰流条122、扰流网123 中的多种，且多种类型的扰流件12在第一部分111的外周面上交替分布。使多种类型的扰流件12交替分布可以增大第一部分111上设置的扰流结构的不规则度，使海上风电基础1 能够应对多种能量梯度的潮流以及马蹄形漩涡，增强了海上风电基础1的适应能力。并且，多种类型的扰流件12交替分布还能使不同类型扰流件12的扰流作用相互叠加，进一步增强扰流结构的消能减冲效果，增强海上风电基础1的防冲刷能力。

可选地，在上下方向上，多种类型的扰流件12交替设置。在环绕第一部分111的轴向上，多种类型的扰流件12交替设置。

进一步地，在一些实施例中，如图7所示，扰流结构包括多个扰流件12和多个扰流孔 13，扰流件12包括扰流钉121、扰流条122、扰流网123中的多种。扰流孔13和多种类型的扰流件12在第一部分111的外周面上交替分布，进一步增强海上风电基础1的防冲刷能力。

扰流件12从第一部分111的外周面沿第一方向突出，将扰流件12在第一方向上的尺寸定义为扰流件12的高度，在一些实施例中，沿桩基础11的长度方向排布的扰流件12包含多个不同高度，和/或，沿环绕桩基础11的周向排布的扰流件12包含多个不同高度。

也就是说，沿桩基础11的长度方向排布的扰流件12可以具有不同的高度，或者，沿环绕桩基础11的周向排布的扰流件12可以具有不同的高度，又或者，沿桩基础11的长度方向排布的扰流件12具有不同的高度，并且，沿环绕桩基础11的周向排布的扰流件12具有不同的高度。如此设置可以增大第一部分111上设置的扰流结构的不规则度，使扰流结构在面对潮流以及马蹄形漩涡时，能够更好地将潮流以及马蹄形漩涡的流动规律打散打乱，更大程度上地改变水流流向和流速，增强海上风电基础1的防冲刷能力，并使海上风电基础1能够应对多种能量梯度的潮流以及马蹄形漩涡，增强了海上风电基础1的适应能力。

可选地，在一些实施例中，扰流件12包括多个，多个扰流件12在桩基础11的长度方向上间隔排布以及在环绕桩基础11的周向上间隔排布。其中，多个扰流件12中至少有两个扰流件12的高度不同。

进一步可选地，在桩基础11的长度方向上相邻的两个扰流件12的高度不同，在环绕桩基础11的轴向上相邻的两个扰流件12的高度不同，也就是说，多个扰流件12高低错落地排布，进一步增大了第一部分111上设置的扰流结构的不规则度，增强了扰流结构的消能减冲效果和海上风电基础1的防冲刷能力。

在一些实施例中，扰流结构包括多个，在第一部分111的长度方向上相邻的两个扰流结构错开，和/或，在环绕第一部分111的周向上相邻的两个扰流结构错开。

也就是说，在第一部分111的长度方向上相邻的两个扰流结构错开。或者，在环绕第一部分111的周向上相邻的两个扰流结构错开。或者，在第一部分111的长度方向上相邻的两个扰流结构错开且在环绕第一部分111的周向上相邻的两个扰流结构错开。如此设置增大了第一部分111上设置的扰流结构的不规则度，增强了扰流结构的消能减冲效果和海上风电基础1的防冲刷能力。

海上风电基础1在实际使用的过程中，第一部分111上越靠近海床面2的位置受到的潮流冲击越大，产生马蹄形漩涡的可能性也越大。因此，如图2所示，在一些实施例中，使扰流结构的密度向靠近海床面2的方向增大，以更好地应对实际情况，增强海上风电基础1的防冲刷能力和实用性。

此外，在很多海域中，潮流方向不是均匀的，例如某些海域中的潮流常年呈东西流动，南北流动的潮流很少出现。当桩基础11承受东西流动的潮流时，桩基础11的东侧和西侧的海床最容易产生较大的冲刷坑，而南侧和北侧的海床产生的冲刷坑较小。

为了使海上风电基础1在具备足够强的防冲刷能力的情况下，减小制造成本，降低制造难度。在一些实施例中，第一部分111的外周面包括朝向潮流方向的正面、正面相对的背面以及两个侧面，使在正面和背面上分布的扰流结构的密度大于在两个侧面上分布的扰流结构的密度。也就是说，可以在第一部分111的常面向潮流方向的正面以及与正面相对的背面密集设置扰流结构，而在第一部分111的两侧设置少量的扰流结构，如此使海上风电基础1既能够具有较强的防冲刷能力，又能减小其制造成本，降低制造难度。

可选地，可以使正面上分布的扰流结构的密度大于背面上分布的扰流结构的密度。

在一些实施例中，扰流结构还设置在第二部分112上，即第二部分112上也设置有扰流结构。可选地，第二部分112上的扰流结构设置在第二部分112的靠近海床面2的位置。即使海上风电基础1附近海床面2上形成冲刷坑，冲刷坑的形成使原本位于海床面2以下的第二部分112露出，第二部分112上设置的扰流结构可以有效地减小冲刷效应，阻止冲刷坑继续向下延伸，增强了海上风电基础1的防冲刷性能。

在一些实施例中，桩基础11为一个，即海上风电基础1为海上风电单桩基础。

在另一些实施例中，桩基础11为多个，即海上风电基础1为海上风电多桩基础，多个桩基础11间隔布置。

下面以扰流结构为扰流孔13为例，描述本发明的一个具体实施例。

如图6所示，根据本发明的具有扰流孔的海上风电基础包括桩基础11和扰流孔13。

桩基础111包括在其长度方向上相互连接的第一部分111和第二部分112，第二部分112埋入海床中，海床具有海床面，第一部分111位于海床面上方。

如图6所示，桩基础11在上下方向上分为第一部分111和第二部分112，桩基础11向下埋入海床中，桩基础11位于海床面上方的是第一部分111，第二部分112埋入海床面下的海床中，本领域的技术人员可知，目前常用的桩基础均为中空的筒状结构。

扰流孔13至少设在第一部分111上，扰流孔13沿第一方向贯穿第一部分111的周壁，第一方向正交于桩基础11的长度方向，扰流孔13包括多个，多个扰流孔13在桩基础11的长度方向上和/或环绕桩基础11的周向上间隔排布，第一部分111的外径为D,扰流孔13之间的间隔大于等于0.25D小于等于1.0D。

如图6所示，至少在第一部分111上设有扰流孔13，扰流孔13设在第一部分1的周壁上且连通第一部分111的内部空间和外部空间，扰流孔13沿第一方向延伸，第一方向正交于桩基础11的长度方向，换言之，第一方向可以为桩基础11的径向，或者，第一方向可以为水平方向。

当潮流冲向设置有扰流孔13的桩基础11时，由于扰流孔13贯穿第一部分111的周壁，潮流能够通过扰流孔13进入第一部分111的内部，减小了桩基础11对潮流的止挡阻力，起到缓冲的作用，抑制了马蹄形漩涡的形成。为提高消能减冲的效果，在第一部分1的周壁上设有多个扰流孔13，多个扰流孔13在上下方向上间隔排布，或者，多个扰流孔13环绕桩基础11的周向上间隔排布，又或者，多个扰流孔13在上下方向上以及在环绕桩基础 11的周向上排布，相邻扰流孔13之间的距离为大于等于0.25D小于等于1.0D，使海水中的急流或主流进入扰流孔13后尽快消能减冲，转化为均匀的缓流，具有简单高效的特点。

根据本发明的具有扰流孔的海上风电基础通过在桩基础11上设置扰流孔13，将海水中的急流或主流转化为均匀的缓流，减小海水对桩基基础表面的冲击，抑制了马蹄形漩涡的形成，具有良好的防冲刷性能。

在一些实施例中，在桩基础11的长度方向上相邻的两个扰流孔13错开，相邻的两个扰流孔13在环绕桩基础11的周向上的间距为0.25D至1.0D，和/或，在环绕桩基础11的周向上相邻的两个扰流孔13错开，相邻的两个扰流孔13在桩基础11的长度方向上的间距为0.2D至0.8D。

换言之，沿桩基础11的长度方向排布的扰流孔13可以具有不同的周向排布位置，相邻的两个扰流孔13在环绕桩基础11的周向上的间距为0.25D至1.0D，或者，沿环绕桩基础11的周向排布的扰流孔13可以在上下方向上与海平面之间具有不同的距离，相邻的两个扰流孔13在上下方向上的间距为0.2D至0.8D，又或者，沿桩基础11的长度方向排布的扰流孔13具有不同的周向排布位置，相邻的两个扰流孔13在环绕桩基础11的周向上的间距为0.25D至1.0D，并且，沿环绕桩基础11的周向排布的扰流孔13在上下方向上与海平面之间具有不同的距离，相邻的两个扰流孔13在上下方向上的间距为0.2D至0.8D。如此设置可以增大第一部分111上设置的扰流孔13的不规则度，使扰流孔13在面对潮流以及马蹄形漩涡时，能够更好地将潮流以及马蹄形漩涡的流动规律打散打乱，更大程度上地改变水流流向和流速，增强海上风电基础的防冲刷能力，并使海上风电基础能够应对多种能量梯度的潮流以及马蹄形漩涡，增强了海上风电基础的适应能力。

在一些实施例中，多个扰流孔13分为多排，每排扰流孔13包括沿周向等间隔排布的多个扰流孔13，多排扰流孔13沿长度方向排列，相邻两排扰流孔13在长度方向上错开。

作为示例，桩基础11上沿上下方向间隔排布有多排扰流孔13，每排扰流孔13包括多个扰流孔13，每排扰流孔13中的扰流孔13的数量相等。每排扰流孔13在上下方向上与海平面之间具有不同的距离，并且，相邻两排扰流孔13在上下方向上互相错开，每排扰流孔13内的多个扰流孔13沿周向等间隔排布。多排扰流孔13中的至少一部分在上下方向上对齐。如图6所示，桩基础11上沿上下方向间隔排布有四排扰流孔13，第一排扰流孔13 与第三排扰流孔13在上下方向上对齐。第一排扰流孔13与第三排扰流孔13在上下方向上对齐具体是指：第一排扰流孔13中的多个扰流孔13与第三排扰流孔13中的多个扰流孔 13在上下方向上一一对应地相对。

在一些实施例中，扰流孔13的密度向靠近海床面的方向变大。

海上风电基础在实际使用的过程中，第一部分111上越靠近海床面的位置受到的潮流冲击越大，产生马蹄形漩涡的可能性也越大。因此，在一些实施例中，使扰流孔13的密度向靠近海床面的方向增大，以更好地应对实际情况，优选地，当相邻扰流孔13之间的直线间距小于0.2D时，可以有效减少马蹄形漩涡的产生，向靠近海床面的方向，相邻扰流孔 13之间的直线间距逐渐变小，能够增强海上风电基础的防冲刷能力和实用性。

在一些实施例中，第一部分111的外周面包括朝向潮流方向的正面、正面相对的背面以及两个侧面，在正面和背面上分布的扰流孔13的密度均大于在两个侧面上分布的扰流孔 13的密度。

在海水流动过程中产生的潮流方向是不均匀的，受季风气候和地球自转的影响，在某些海域中的潮流常年呈东西流动，南北流动的潮流很少出现。设置在这些海域中的桩基础 11主要承受东西流动的潮流，桩基础11的东侧和西侧的海床最容易产生较大的冲刷坑，而南侧和北侧的海床产生的冲刷坑较小，因此可以在第一部分111的常面向潮流方向的正面以及与正面相对的背面密集设置扰流孔13，而在第一部分111的两侧设置少量的扰流孔 13，优选地，在第一部分111外周面的正面和背面上相邻扰流孔13之间的距离为0.25D至0.5D，第一部分111的两侧上相邻扰流孔13之间的距离为0.5D至1.0D，使海上风电基础既能够具有较强的防冲刷能力，又能减小其制造成本，降低制造难度。

在一些实施例中，扰流孔13包括在第一部分111的径向上相对的第一扰流孔131和第二扰流孔132。

在桩基础11的径向上设置相对的第一扰流孔131和第二扰流孔132，能够使通过第一扰流孔131进入桩基础的潮流沿桩基础11的径向从第二扰流孔132流出，能够进一步减小桩基础11对潮流的止挡阻力，或者说，能够进一步使潮流减缓对桩基础11的冲击作用，从而更好地抑制马蹄形漩涡的形成，增强海上风电基础的防冲刷能力。

在一些实施例中，扰流孔13还设置在第二部分112上，即第二部分112上也设置有扰流孔13。可选地，第二部分112上的扰流孔13设置在第二部分112的靠近海床面的位置，优选地，第二部分112上的最远离海床面的扰流孔13与海床面的距离为0.5D至1.0D。当海上风电基础附近海床面上形成冲刷坑，冲刷坑的形成使原本位于海床面以下的第二部分 112露出，第二部分112上设置的扰流孔13可以有效地减小冲刷效应，阻止冲刷坑继续向下延伸，增强了海上风电基础的防冲刷性能。

在一些实施例中，第一部分111的外周面上在扰流孔13的对应位置设置有加强筋环3，加强筋环3围绕扰流孔13设置，加强筋环3从第一部分111的外周面沿第一方向突出。

海水对桩基础11的冲刷腐蚀会从扰流孔13贯穿第一部分111周壁的位置开始，为减缓海水的腐蚀，在第一部分111的外周面上设置加强筋环3，加强筋环3环绕扰流孔13并沿第一方向向外凸出，以增强海上风电基础的耐冲刷性能，加强筋环3自第一部分111的外周面向外凸出的尺寸为加强筋环3的高度，可选地，加强筋环3的高度为100mm至500mm，在扰流孔13的径向上的厚度为50mm至120mm，既可以增强桩基础11的消能减冲效果，还可以提高桩基础11的使用寿命。

海上风电基础上的扰流孔13形状影响桩基础11的消能减冲效果，在一些实施例中，扰流孔13为上下为半圆，中间为方形的人孔形状，扰流孔13的短轴的孔径为为300mm至1000mm，长宽比为1.5至2.5。

在另一些实施例中，扰流孔13的形状为椭圆，设置椭圆形扰流孔13的桩基础11的结构强度优于设置人孔形扰流孔13的桩基础11的结构强度，椭圆形扰流孔13的短轴的孔径0.05D-0.1D时，能够在不影响桩基础11的结构性能的同时进一步增强桩基础11的消能减冲效果和海上风电基础的防冲刷能力，具有结构简单、环保节能、使用寿命长的特点。优选地，当桩基础11的直径为6m时，在桩基础11上设置短轴孔径为420mm的椭圆形扰流孔 13，桩基础11的消能减冲效果和海上风电基础的防冲刷能力最佳。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种海上风电基础，其特征在于，包括：

桩基础，所述桩基础包括在其长度方向上相互连接的第一部分和第二部分，所述第二部分埋入海床中，所述海床具有海床面，所述第一部分位于所述海床面上方；

扰流结构，所述扰流结构设在所述第一部分上，还设置在所述第二部分上，所述扰流结构包括从所述第一部分的外周面沿第一方向突出的扰流件和沿第一方向贯穿所述第一部分周壁的扰流孔，所述第一方向正交于所述桩基础的长度方向；

所述扰流件在所述第一方向上的尺寸为所述扰流件的高度，沿所述长度方向排布的所述扰流件包含多个不同高度，沿周向排布的所述扰流件包含多个不同高度；

所述扰流件为多个，多个所述扰流件沿所述桩基础的长度方向排布，多个所述扰流件沿环绕桩基础的周向排布；

所述扰流件包括扰流钉、扰流条、扰流网，沿桩基础的长度方向，扰流钉、扰流条、扰流网交替设置，沿环绕桩基础的周向方向，扰流钉、扰流条、扰流网交替设置，

其中，所述扰流钉包括多个且在所述第一部分的外周面上间隔排布，所述扰流钉在所述桩基础的长度方向上的尺寸与其在环绕所述桩基础的周向上的尺寸之比大于等于1/2且小于等于2，所述扰流条的延伸方向与所述第一部分的外周面相互平行，所述扰流条的长度和宽度之比大于等于5，所述扰流网为包覆所述桩基础的至少一部分外周面的网状结构；

至少一个扰流孔位于两个扰流件之间；

所述扰流结构的密度向靠近所述海床面的方向增大；

所述第一部分的外周面包括朝向潮流方向的正面、与所述正面相对的背面以及两个侧面，在所述正面和所述背面上分布的所述扰流结构的密度均大于在所述两个侧面上分布的所述扰流结构的密度。

2.根据权利要求1所述的海上风电基础，其特征在于，所述扰流结构包括多个，在所述第一部分的长度方向上相邻的两个扰流结构错开，和/或，在环绕所述第一部分的周向上相邻的两个扰流结构错开。

3.根据权利要求1所述的海上风电基础，其特征在于，所述扰流孔包括在所述第一方向上相对的第一扰流孔和第二扰流孔。

4.根据权利要求1所述的海上风电基础，其特征在于，所述桩基础为一个，或者，桩基础为多个，多个所述桩基础间隔布置。

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