CN114809064A - 一种单柱复合筒型基础结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海上风电用筒型基础技术领域的一种单柱复合筒型基础结构及其施工方法，包括多舱复合钢筒，多舱复合钢筒包括顶端封闭、底端开口的筒体；钢梁结构，钢梁结构固定设置于筒体顶部；单柱型过渡段，单柱型过渡段同轴固定设置于筒体上；斜撑结构，斜撑结构的底端与钢梁结构固定连接、顶端与单柱型过渡段连接，用于对所述单柱型过渡段进行支撑。本发明通过钢梁结构提高筒体顶盖的结构强度，可使得筒体受到的轴向载荷平稳的向下传递，有效的提高了单柱型筒型基础的承载力；同时通过斜撑结构对单柱型过渡段进行支撑，提高了单柱型筒型基础的稳定性，从而降低了承载风险。

Description

一种单柱复合筒型基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及海上风电用筒型基础技术领域，具体涉及一种单柱复合筒型基础结构及其施工方法。

背景技术

目前在浅海风电基础领域，已经发展了多种风机基础形式，包括重力式基础，导管架基础，筒型基础，桩基础等，每种基础形式都有其适用范围。吸力式筒型基础具有形式简单，运输安装简单，便于回收，筒裙抗滑移稳定性较高的优点，在浅海风电基础领域得到了广泛的应用。

如图9所述，现有单柱型筒型基础包括筒体11和单柱型过渡段30，单柱型过渡段30通过焊接同轴连接于筒体11的顶端。由于我国地质条件十分复杂，上层地基出现软弱土而下层地基土坚硬甚至为基岩是实际工程中非常常见的一种情况，在上述地质条件下进行风机基础施工时，容易导致筒体对单柱型过渡段的承载力无法满足使用要求，进而导致海上风电运行面临着较大的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单柱复合筒型基础结构，以解决现有单柱型筒型基础在上层软弱土地基上存在的承载力不足的技术问题。

本发明所采用的技术方案为：一种单柱复合筒型基础结构，包括：

多舱复合钢筒，所述多舱复合钢筒包括顶端封闭、底端开口的筒体；

钢梁结构，所述钢梁结构固定设置于所述筒体顶部，用于提高所述多舱复合钢筒的承载力；

单柱型过渡段，所述单柱型过渡段同轴固定设置于所述筒体上；

斜撑结构，所述斜撑结构的底端与所述钢梁结构固定连接、顶端与所述单柱型过渡段连接，用于对所述单柱型过渡段进行支撑。

优选的，所述筒体内设有内环分舱板、外环分舱板和径向分舱板，多个所述径向分舱板圆周均布于所述筒体内腔中，所述内环分舱板和所述外环分舱板同轴设置于所述筒体内腔中，所述内环分舱板、外环分舱板和径向分舱板使所述筒体内腔分割为中间舱、内环分舱和外环分舱。

优选的，所述外环分舱板的下表面设置于所述内环分舱板下表面的上方，以使所述内环分舱底部和所述外环分舱的底部连通。

优选的，所述外环分舱板上设有过流孔，所述过流孔内设有阀门，且当所述阀门打开时流体可在相邻所述内环分舱和所述外环分舱之间流动，当所述阀门关闭时流体隔离在相邻所述内环分舱和所述外环分舱中。

优选的，所述钢梁结构包括径向主梁、径向次梁、环向梁和十字交叉梁，多个所述径向主梁圆周均布设置在所述内环分舱板和所述筒体侧壁之间；多个所述径向次梁圆周均布设置在所述外环分舱板和所述筒体侧壁之间；多个所述环向梁与所述筒体同轴设置，并分别与所述径向主梁和所述径向次梁固定连接；所述十字交叉梁设置于所述内环分舱板内侧，并与所述环向梁固定连接。

优选的，所述钢梁结构包裹于混凝土板中；所述混凝土板上安装有压载块。

优选的，所述单柱型过渡段包括由上到下依次设置的上连接细直管、中部圆台管和下连接粗直管，所述下连接粗直管与所述钢梁结构固定连接，所述中部圆台管的顶部与所述斜撑结构固定连接。

优选的，所述斜撑结构包括斜撑梁和环形钢板，所述环形钢板固定连接于所述单柱型过渡段上，多个所述斜撑梁绕所述单柱型过渡段圆周均布，且所述斜撑梁的顶端与所述环形钢板固定连接、底端与所述钢梁结构固定连接。

优选的，斜撑梁与水平面的夹角为30°～45°。

本发明的另一目的在于提供一种单柱复合筒型基础结构的施工方法，包括如下步骤：

S10：将预制的所述多舱复合钢筒、钢梁结构、单柱型过渡段和斜撑结构通过焊接固定连接，并在所述多舱复合钢筒顶部浇注混凝土板；

S20：吊入水中并检查气密性；

S30：调节所述多舱复合钢筒各分舱的水气比，以使满足稳定浮动拖航的要求；

S40：拖航至预定海域并先后通过自重下沉和负压下沉进行下沉；

S50：对所述多舱复合钢筒各分舱进行灌浆。

本发明的有益效果：

1、本发明在筒体的顶部设有钢梁结构和斜撑结构，钢梁结构通过焊接固定连接于筒体的顶部，用于提高筒体顶盖的结构强度，使得筒体受到的轴向载荷平稳的向下传递，有效的提高了单柱型筒型基础的承载力；斜撑结构分别与钢梁结构和单柱型过渡段焊接固定连接，用于对单柱型过渡段进行支撑，提高了单柱型筒型基础的稳定性，从而降低了承载风险。

2、本发明在筒体内腔中设有内环分舱板和外环分舱板，内环分舱板和外环分舱板可将筒体内腔分割为更多的分舱结构，增多的分舱结构可以增加舱板与地基的接触面积，进而提高舱板的侧摩阻力，增强上层软弱土地基的承载力，扩大筒型基础的适用范围。

附图说明

图1为本发明的单柱复合筒型基础结构的结构示意图；

图2为筒体的仰视轴测图；

图3为钢梁结构和斜撑结构的连接示意图；

图4为钢梁结构的立体示意图；

图5为单柱型过渡段的结构示意图；

图6为压载块的结构示意图；

图7为本发明的单柱型筒型基础结构拖航状态示意图；

图8为本发明的单柱型筒型基础结构下沉状态示意图；

图9为现有单柱型筒型基础的结构示意图。

图中附图标记说明：

10、多舱复合钢筒；

11、筒体；12、内环分舱板；13、外环分舱板；14、径向分舱板；15、中间舱；16、内环分舱；17、外环分舱；18、过流孔；

111、泵口；112、备用泵口；113、灌浆口；114、溢浆口；

20、钢梁结构；

21、径向主梁；22、径向次梁；23、环向梁；24、十字交叉梁；

30、单柱型过渡段；

31、上连接细直管；32、中部圆台管；33、下连接粗直管；

40、斜撑结构；

41、斜撑梁；42、环形钢板；

50、混凝土板；

51、连接凸起；

60、压载块；

61、连接凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1，如图1-图6所示，一种单柱复合筒型基础结构，该筒型基础结构安装于浅海海底后，用于对风机发电的塔筒和风机进行支撑固定；该筒型基础结构包括：

多舱复合钢筒10，该多舱复合钢筒10包括一顶端封闭、底端开口的钢制筒体11。

钢梁结构20，该钢梁结构20固定设置于筒体11的顶盖上，用于提高多舱复合钢筒10的结构强度和承载力。

单柱型过渡段30，该单柱型过渡段30同轴固定设置于筒体11上。

斜撑结构40，该斜撑结构40的底端与钢梁结构20固定连接，斜撑结构40的顶端与单柱型过渡段30固定连接，用于对单柱型过渡段30进行支撑。

本申请在筒体11的顶部设有钢梁结构20和斜撑结构40，该钢梁结构20通过焊接固定连接于筒体11的顶部，用于提高筒体11顶盖的结构强度，使得筒体11受到的轴向载荷平稳的向下传递，有效的提高了单柱型筒型基础的承载力；斜撑结构40分别与钢梁结构20和单柱型过渡段30焊接固定连接，用于对单柱型过渡段30进行支撑固定，提高了单柱型筒型基础的稳定性，从而降低了承载风险。

在一具体实施例中，如图2所示，筒体11的内腔中设有内环分舱板12、外环分舱板13和径向分舱板14。其中，内环分舱板12和外环分舱板13同轴设置于筒体11内腔中，并与筒体11的顶盖固定连接；多个径向分舱板14圆周均布于筒体11内腔中，每个径向分舱板14均沿筒体11的径向设置并与筒体11的顶盖固定连接，径向分舱板14的一端与内环分舱板12固定连接，另一端与筒体11的侧壁固定连接，以使内环分舱板12和筒体11顶盖之间形成一个底端开口的中间舱15，内环分舱板12、外环分舱板13、径向分舱板14和筒体11顶盖之间形成多个底端开口的内环分舱16，外环分舱板13、径向分舱板14、筒体11顶盖和筒体11侧壁之间形成多个底端开口的外环分舱17。如此设置，是因为同轴设置在筒体11内腔中的内环分舱板12和外环分舱板13可以将筒体11内腔分割为更多的分舱结构，而增多的分舱结构可以增加分舱板与地基的接触面积，进而提高分舱板的侧摩阻力，增强上层软弱土地基的承载力。

具体的，多舱复合钢筒10中筒体11的外径为30m～45m，高度为5m～15m，筒体11的顶盖厚度为0.01m～0.1m，筒体11的壁厚为0.01m～0.06m；内环分舱板12的径向尺寸为5m～10m；外环分舱板13的径向尺寸为12m～16m。内环分舱板12、外环分舱板13和径向分舱板14的厚度为0.01m～0.06m；内环分舱板12、径向分舱板14与多舱复合钢筒10中筒体11的高度相同，也就是内环分舱板12、径向分舱板14与多舱复合钢筒10中筒体11的下表面共面。

在一具体实施例中，如图2、图7所示，在竖直方向上，外环分舱板13的下表面设置于内环分舱板12下表面的上方，以使内环分舱16底部和外环分舱17的底部连通。如此设置，是因为将外环分舱板13的下表面设置于内环分舱板12下表面的上方后，可使内环分舱16的顶部和外环分舱17的顶部处于非连通状态，同时使内环分舱16的底部和外环分舱17的底部处于连通状态，进而使筒体11内腔上部的分舱数量多于下部的分舱数量，用于提高分舱板的侧摩阻力，并降低多舱复合钢筒10的建造成本。

具体的，在一外径为39m，高度为9m的钢制筒体11中，设有一个高度为5m的圆形外环分舱板13、一个高度为9m的圆形内环分舱板12、以及六个高度为9m的径向分舱板14。由于内环分舱板12、外环分舱板13和径向分舱板14的分隔作用，自筒体11顶盖向下0～5m范围为13分舱结构，自筒体11顶盖向下5m～9m范围为7分舱结构。

在一具体实施例中，如图1、图2所示，筒体11的顶盖及混凝土板50上设有与各分舱相对应的泵口111、备用泵口112、灌浆口113和溢浆口114。如此设置，是因为：泵口111和备用泵口112可用于筒体11内各分舱的气体填充、外排以及海水外排。具体为：将泵口111和备用泵口112与泵系统连接，泵系统可在负压下沉过程中通过抽水抽气的方式使各分舱形成舱内负压，以保证整个筒型基础结构的负压下沉；每个泵口111和备用泵口112还连通有调压管路，调压管路可在负压下沉过程中独立调节各分舱的气压，实现整个筒型基础结构负压下沉的精细调平。灌浆口113和溢浆口114用于筒体11各分舱的灌浆和出浆。具体为：当筒体11下沉到位后，筒体11的筒盖下部地基不平的情况会影响整个筒型基础结构的顶承效果，此时需要向筒体11内腔中灌浆以避免筒盖与地基土体之间存在空隙，进而保证筒体11筒盖充分发挥顶承作用。

优选的，泵口111、备用泵口112、灌浆口113和溢浆口114的设置形式有两种，第一种时在各个分舱上方的筒体11顶盖和混凝土板50上分别设置泵口111、备用泵口112、灌浆口113和溢浆口114，用于各分舱的独立气体填充、外排和海水外排、灌浆、返浆。第二种是在筒体11顶盖上设置与外环分舱17和中间舱15一一对应的泵口111、备用泵口112、灌浆口113和溢浆口114，同时在外环分舱板13上设有用于连通相邻内环分舱16和外环分舱17的过流孔18，并在过流孔18内设有控制过流孔18连通状态的阀门(图中未示出)；径向分舱板14上也可设置安装有阀门的过流孔18，用于流体在相邻两个内环分舱16间的流动。如此设置，可通过控制过流孔18内阀门的开启和关闭，实现内环分舱16与外环分舱17的连通和不连通，并减少与泵口111、备用泵口112、灌浆口113和溢浆口114关联设备的设置，进一步降低建造成本；使得阀门打开时，流体(空气和海水)可在相邻内环分舱16和外环分舱17之间流动；当阀门关闭时，流体被隔离在相邻内环分舱16和外环分舱17中。

在一具体实施例中，如图4所示，钢梁结构20包括焊接在筒体11顶盖上的径向主梁21、径向次梁22、环向梁23和十字交叉梁24，多个径向主梁21沿筒体11的圆周方向圆周均布的设置在内环分舱板12和筒体11的侧壁之间；多个径向次梁22沿筒体11的圆周方向圆周均布的设置在外环分舱板13和筒体11的侧壁之间；多个环向梁23与筒体11同轴设置，并分别与径向主梁21和径向次梁22固定连接；十字交叉梁24设置于内环分舱板12内侧，并与最内侧的环向梁23固定连接。如此设置，在筒体11顶盖上焊接径向分布的径向主梁21和径向次梁22、以及周向分布的环向梁23，可以增强多多舱复合钢筒10的顶盖刚度，有利于载荷的向下传递，并提高多舱复合钢筒10的承载力。

具体的，径向主梁21、径向次梁22和环向梁23均为T型梁。其中，径向主梁21和径向次梁22的翼缘宽度为0.2m～0.8m，厚度为0.02m-0.08m，腹板高度为0.5m～1.5m，厚度为0.02m～0.08m。环向梁23设置于内环分舱板12和筒体11的筒壁之间，相邻两圈环向梁23之间间隔1.2m～2.0m，环向梁23的翼缘宽度为0.2m～0.8m，厚度为0.01m～0.05m，腹板高度为0.2m～1.0m，厚度为0.01m～0.05m。十字交叉梁24设置于在内环分舱板12内侧范围，由相互垂直交叉的T型梁焊接而成，组成十字交叉梁24的T型梁的翼缘宽度为0.1m～0.5m，厚度为0.01m～0.05m，腹板高度为0.2m～0.6m，厚度为0.01m～0.05m。

优选的，如图3、图6所示，钢梁结构20包裹于厚度为0.5m～2.0m混凝土板50中，同时在混凝土板50上可拆卸的安装有压载块60，压载块60可为混凝土压载块。如此设置，在多舱复合钢筒10顶盖的钢梁结构20上浇注混凝土板50，可加强筒体11顶盖刚度，进而提高多舱复合钢筒10的承载力。同时，在混凝土板50上可拆卸的安装有压载块60，实现了多舱复合钢筒10重量的调节，当压载块60与混凝土板50处于脱离状态时，可使多舱复合钢筒10处于轻质量状态，便于浮航托运；当压载块60安装于混凝土板50上时，处于重质量状态多舱复合钢筒10，可进一步压实下方的地基，从而提高承载力。

更优选的，在混凝土板50上沿筒体11圆周方向圆周均布有多个用于对压载块60进行定位的连接凸起51，同时在压载块60的下表面上设有与连接凸起51一一对应并插接配合的连接凹槽61。在压载块60缓慢靠近混凝土板50的过程中，连接凸起51插接进入连接凹槽61内，压载块60可准确安装在混凝土板50上。具体的，连接凸起51为混凝土浇注而成的圆柱体或棱柱体，其直径为1.5m～2.5m，高度为0.3m～1.0m。

在一具体实施例中，如图1、图5所示，单柱型过渡段30为变截面直线型钢管，其包括由上到下依次连接的上连接细直管31、中部圆台管32和下连接粗直管33，下连接粗直管33的径向尺寸与筒体11内腔中内环分舱板12相同，壁厚为0.04m～0.08m，高度为5m～10m，下连接粗直管33的底端与筒体11的顶盖上的钢梁结构20通过焊接固定连接，顶端与中部圆台管32的底端通过焊接固定连接；中部圆台管32的顶部与上连接细直管31的底端通过焊接固定连接；上连接细直管31的顶端用于与塔筒连接，其壁厚为0.03m～0.08m，高度为16m～22m；中部圆台管32和下连接粗直管33连接处还与斜撑结构40通过焊接固定连接。如此设置，通过将单柱型过渡段30设置成三段式变截面结构，不仅便于单柱型过渡段30顶端与风机发电的塔筒连接，还可使单柱型过渡段30的底端固定设置在内环分舱板12的正上方，有利于轴向载荷的向下传递；同时通过焊接将单柱型过渡段30的下部与斜撑结构40固定连接，可以提高单柱型过渡段30的稳定性。

在一具体实施例中，如图3所示，斜撑结构40包括斜撑梁41和环形钢板42，环形钢板42通过焊接固定连接于单柱型过渡段30上，多个斜撑梁41绕单柱型过渡段30圆周均布，且斜撑梁41的顶端与环形钢板42通过焊接固定连接，斜撑梁41的底端与钢梁结构20通过焊接固定连接。如此设置，通过在多舱复合钢筒10与单柱型过渡段30之间焊接斜撑梁41，可利用三角形稳定性提高单柱型过渡段30的稳定性；同时将斜撑梁41的底端与多舱复合钢筒10顶部的钢梁结构20连接，也便于轴向载荷向下传递。

具体的，多舱复合钢筒10与单柱型过渡段30之间连接有六根斜撑工字梁支撑，每根斜撑梁由直线段和弧形段的工字型梁组合而成，底部与筒体11顶盖焊接在一起，斜撑梁41与筒体11顶盖的夹角为30°～45°，斜撑梁41的顶部与环形钢板42焊接在一起，环形钢板42厚度为0.03m～0.08m，宽度为1.5m～3.0m，内缘与单柱型过渡段30焊接于单柱下部变截面高度处。

实施例2，如上所述的一种单柱复合筒型基础结构的施工方法，如图7、图8所示，包括如下步骤：

S10：将预制的多舱复合钢筒10、钢梁结构20、单柱型过渡段30和斜撑结构40通过焊接固定连接，并在多舱复合钢筒10顶部浇注混凝土板50。

具体的，步骤S10包括：

S11：陆上预制多舱复合钢筒10和压载块60。

S12：先在多舱复合钢筒10的筒盖上焊接钢梁结构20，再将单柱型过渡段30的底端焊接在钢梁结构20上，然后以多舱复合钢筒10的筒盖为底面模板浇注包裹钢梁结构20的混凝土板50及连接凸起51。

S13：将斜撑结构40的两端分别与单柱型过渡段30和焊接钢梁结构20焊接连接。

S20：在陆上将塔筒和风机安装于单柱型过渡段30的顶端上后，再吊入水中并检查气密性。

S30：调节多舱复合钢筒10各分舱的水气比，以使满足稳定浮动拖航的要求。

具体的，步骤S30包括：对于气密性合格的单柱复合筒型基础结构，根据拖航要求调节多舱复合钢筒10的吃水水深，为了在拖航过程中更好地提供浮力，利用泵系统抽水和打气的方式将多舱复合钢筒10的中间舱15内的海水排空并充满空气；同时调节其他分舱的水气比，具体调节方式为：外环分舱17内的水气比小于内环分舱16内的水气比；其中，水气比指的是分舱内海水与空气的体积比(如图7所示，图中虚线为液面位置)。调整完成后将单柱复合筒型基础结构进行浮运拖航，。

S40：拖航至预定海域并先后通过自重下沉和负压下沉进行下沉。

具体的，步骤S40包括：

S41：拖航至预定海域后，进行自重下沉；先开启与外环分舱17相对应的泵口111阀门，对外环分舱17的放气，单柱复合筒型基础结构开始自重下沉，自重下沉过程中需要实时观察单柱复合筒型基础结构的下沉姿态，若发生倾斜可以通过调节不同分舱的泵口111阀门进行调平(单柱复合筒型基础结构向某一方向向下倾斜时，可以调小该方向分舱的泵口111阀门，减缓排气速度；或者调大对面方向分舱的泵口111阀门，增大排气速度)。为控制下沉速度可同时调节各分舱阀门大小。单柱复合筒型基础结构姿态调整至水平且自重下沉过程稳定后，可将中间舱15的泵口111阀门和外环分舱板13上所有过流孔18的阀门全部打开，并通过调节泵口111阀门大小继续控制单柱复合筒型基础结构的下沉姿态和下沉速度，直至筒型基础自重下沉至海底泥面内(如图8所示，图中虚线为液面位置，实现为地基上表面)，且筒型基础受力平衡不再下沉。

S42：自重下沉结束后进行负压下沉时；负压下沉是通过泵系统抽取负压的方法为单柱复合筒型基础结构提供下沉动力。先打开外环分舱17的泵口111阀门，外环分舱板13上的过流孔18阀门保持关闭状态，利用潜水泵对外环分舱17进行抽负压，当抽取负压至单柱复合筒型基础结构不再继续下沉或倾斜角度较大难以调平时，再打开中间舱15的泵口111阀门和外环分舱板13上的过流孔18阀门继续抽负压或进行调平，使筒型基础继续下沉直至到位。负压下沉过程中同样需要控制筒型基础的姿态，若向某一方向发生向下倾斜时，可通过向对面方向分舱抽水或向该方向分舱打气的方法进行调平。

S50：对多舱复合钢筒10各分舱进行灌浆。

具体的，步骤S50包括：

S51：负压下沉到位时，如果多舱复合钢筒10的顶盖没有全部顶承，说明多舱复合钢筒10的顶盖与地基之间存在空隙，为了保证多舱复合钢筒10的顶盖充分发挥顶承效果，需要对多舱复合钢筒10内进行灌浆处理。通过灌浆口113向多舱复合钢筒10内灌浆，直至灌浆料从溢浆口114溢出，表明灌浆料已充满多舱复合钢筒10内的空隙，停止灌浆。

S52：灌浆结束后，利用浮吊将压载块60下放至多舱复合钢筒10的顶盖上，直至混凝土板50上的连接凸起51插接于压载块60的连接凹槽61内，实现压载块60在多舱复合钢筒10的安装，用于对多舱复合钢筒10内部的土体产生进一步压实加固的效果。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益技术效果：

1、本申请中的单柱复合筒型基础结构能够提高上层软弱土地基的承载力，将荷载顺利向下传递，解决了承载力不足的问题，大大降低了筒型基础的承载风险，拓宽了其应用范围。

2、本申请中的单柱复合筒型基础结构具有适用范围广、运输安装方便、可回收利用和承载力高的优点，不仅可以通过钢制单柱型过渡段将上部风机荷载转换为结构可控的拉压应力，又可以作为重力式结构，通过自身的重力及压载块来抵抗上部荷载，且多舱复合钢筒内部精细化分舱提高了浅层软弱土的承载能力，大大降低了运行风险。

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 (10)

1.一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，包括：

多舱复合钢筒(10)，所述多舱复合钢筒(10)包括顶端封闭、底端开口的筒体(11)；

钢梁结构(20)，所述钢梁结构(20)固定设置于所述筒体(11)顶部，用于提高所述多舱复合钢筒(10)的承载力；

单柱型过渡段(30)，所述单柱型过渡段(30)同轴固定设置于所述筒体(11)上；

斜撑结构(40)，所述斜撑结构(40)的底端与所述钢梁结构(20)固定连接、顶端与所述单柱型过渡段(30)连接，用于对所述单柱型过渡段(30)进行支撑。

2.根据权利要求1所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述筒体(11)内设有内环分舱板(12)、外环分舱板(13)和径向分舱板(14)，多个所述径向分舱板(14)圆周均布于所述筒体(11)内腔中，所述内环分舱板(12)和所述外环分舱板(13)同轴设置于所述筒体(11)内腔中，所述内环分舱板(12)、外环分舱板(13)和径向分舱板(14)使所述筒体(11)内腔分割为中间舱(15)、内环分舱(16)和外环分舱(17)。

3.根据权利要求2所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述外环分舱板(13)的下表面设置于所述内环分舱板(12)下表面的上方，以使所述内环分舱(16)底部和所述外环分舱(17)的底部连通。

4.根据权利要求2所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述外环分舱板(13)上设有过流孔(18)，所述过流孔(18)内设有阀门，且当所述阀门打开时流体可在相邻所述内环分舱(16)和所述外环分舱(17)之间流动，当所述阀门关闭时流体隔离在相邻所述内环分舱(16)和所述外环分舱(17)中。

5.根据权利要求2所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述钢梁结构(20)包括径向主梁(21)、径向次梁(22)、环向梁(23)和十字交叉梁(24)，多个所述径向主梁(21)圆周均布设置在所述内环分舱板(12)和所述筒体(11)侧壁之间；多个所述径向次梁(22)圆周均布设置在所述外环分舱板(13)和所述筒体(11)侧壁之间；多个所述环向梁(23)与所述筒体(11)同轴设置，并分别与所述径向主梁(21)和所述径向次梁(22)固定连接；所述十字交叉梁(24)设置于所述内环分舱板(12)内侧，并与所述环向梁(23)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述钢梁结构(20)包裹于混凝土板(50)中；所述混凝土板(50)上安装有压载块(60)。

7.根据权利要求1所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述单柱型过渡段(30)包括由上到下依次设置的上连接细直管(31)、中部圆台管(32)和下连接粗直管(33)，所述下连接粗直管(33)与所述钢梁结构(20)固定连接，所述中部圆台管(32)的顶部与所述斜撑结构(40)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述斜撑结构(40)包括斜撑梁(41)和环形钢板(42)，所述环形钢板(42)固定连接于所述单柱型过渡段(30)上，多个所述斜撑梁(41)绕所述单柱型过渡段(30)圆周均布，且所述斜撑梁(41)的顶端与所述环形钢板(42)固定连接、底端与所述钢梁结构(20)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种单柱复合筒型基础结构，其特征在于，所述斜撑梁(41)与水平面的夹角为30°～45°。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种单柱复合筒型基础结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10：将预制的所述多舱复合钢筒(10)、钢梁结构(20)、单柱型过渡段(30)和斜撑结构(40)通过焊接固定连接，并在所述多舱复合钢筒(10)顶部浇注混凝土板(50)；

S20：吊入水中并检查气密性；

S30：调节所述多舱复合钢筒(10)各分舱的水气比，以使满足稳定浮动拖航的要求；

S40：拖航至预定海域并先后通过自重下沉和负压下沉进行下沉；

S50：对所述多舱复合钢筒(10)各分舱进行灌浆。

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