CN115523098A - 一种风机基础结构 - Google Patents

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林耀森
张力
廖侃
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Abstract

本发明涉及海上风力发电技术领域，公开了一种风机基础结构，包括塔架、用于与塔筒连接的连接装置和连接在塔架底部的桩基，连接装置安装在塔架的顶部；塔架是由多个纵杆、多个弦杆和多个斜腹杆拼接组成桁架式结构，并且塔架中的纵杆呈圆周状均匀分布，相邻的纵杆之间设置弦杆，使得塔架的横截面近似为圆形，整体呈圆筒状或圆锥状，形成一个类薄壳式受力体系，能够增强塔架的承载能力，除此之外，塔架的镂空范围较大，波浪和风载荷在结构上的作用力较小，稳定性强，整体制作简单，装配方便。

Description

一种风机基础结构
技术领域
本发明涉及海上风力发电技术领域，特别是涉及一种风机基础结构。
背景技术
风能是一种清洁的可再生绿色能源，开发效率高，经济性好，具有大规模开发条件和商业化前景，世界各国正在大力建设风电场，风力发电技术也得到了快速发展，海上风电因为有着更稳定的风速及时长，更受青睐。
目前，主要使用的风机基础结构有两种，一种是桁架式风机基础，桁架式风机基础的横截面为正方形，用四条腿与桩基连接，虽然制造简单，装配方便，但承载能力弱，另一种是圆筒式风机基础，圆筒式风机基础，其虽然承载能力相对于桁架式风机基础强，但其稳定性相对较差，其抗风载荷能力和抗波浪能力相较于桁架式风机基础都比较差，并且当圆筒式风机基础长泾较大时，还需额外设置拉索进行辅助稳定。
发明内容
本发明的目的是：提供一种风机基础结构，其不仅制作简单，装配方便，并且稳定性强，承载能力强。
为了实现上述目的，本发明提供了一种风机基础结构，包括：桩基、连接于所述桩基顶部的塔架、以及用于与塔筒连接的连接装置，所述连接装置安装在所述塔架的顶部；所述塔架呈圆筒状或圆锥状，所述塔架包括多个纵杆、多个弦杆和多个斜腹杆，多个所述纵杆沿周向间隔且均匀设置，相邻所述纵杆之间设有若干沿竖直方向间隔设置的所述弦杆，所述弦杆沿横向延伸，且所述弦杆的两端分别与相邻的两根所述纵杆连接，上下相邻的两个所述弦杆之间均设有两个呈交叉设置的斜腹杆，且所述斜腹杆的两端分别与相邻的两根所述纵杆连接。
优选的，在所述纵杆上设有若干连接点，若干所述连接点沿所述纵杆的长度方向呈间隔且均匀设置，任意相邻的两根所述纵杆上的连接点在横向上一一对应设置，所述弦杆的两端分别与相邻的两根所述纵杆上在横向上相对的所述连接点连接，若干所述弦杆分别连接在若干所述连接点上形成若干位于不同水平面的环形结构。
优选的，所述连接装置为法兰装置。
优选的，所述法兰装置通过焊接安装在所述塔架的顶部。
优选的，所述桩基为钢管混凝土柱，所述纵杆的底部通过浇筑与所述钢管混凝土柱进行连接。
优选的，所述桩基为吸力筒，所述塔架的底部焊接在所述吸力筒的顶面上，且在所述塔架的底部与所述吸力筒的焊接的位置还设有加强肋板。
优选的，所述纵杆、所述弦杆和所述斜腹杆为圆管状。
优选的，还包括用于海洋牧场的网箱，所述网箱设置在所述塔架的内部。
本发明实施例一种风机基础结构与现有技术相比，其有益效果在于：塔架是由多个纵杆、多个弦杆和多个斜腹杆拼接组成桁架式结构，并且塔架中的纵杆呈圆周状均匀分布，相邻的纵杆之间设置弦杆，使得塔架的横截面近似为圆形，整体呈圆筒状或圆锥状，形成一个类薄壳式受力体系，能够增强塔架的承载能力，除此之外，塔架的镂空范围较大，波浪和风载荷在结构上的作用力较小，稳定性强，整体制作简单，装配方便。
附图说明
图1是本发明实施例一的风机基础结构的主体结构示意图；
图2是本发明实施例二的风机基础结构的主体结构示意图：
图3是本发明实施例一的风机基础结构的正视图。
图中，1、塔架；11、纵杆；111、连接点；12、弦杆；13、斜腹杆；2、连接装置；3、桩基；31、钢管混凝土柱；32、吸力筒；321、加强肋板；4、网箱(未标出)。
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，应当理解的是，本发明中中采用的术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“横向”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。
实施例一
如图1和图3所示，本发明实施例一的风机基础结构包括：桩基3、连接于所述桩基3顶部的塔架1、以及用于与塔筒连接的连接装置2，所述连接装置2安装在所述塔架1的顶部；所述塔架1呈圆筒状或圆锥状，所述塔架1包括多个纵杆11、多个弦杆12和多个斜腹杆13，多个所述纵杆11沿周向间隔且均匀设置，相邻所述纵杆11之间设有若干沿竖直方向间隔设置的所述弦杆12，所述弦杆12沿横向延伸，且所述弦杆12的两端分别与相邻的两根所述纵杆11连接，上下相邻的两个所述弦杆12之间均设有两个呈交叉设置的斜腹杆13，且所述斜腹杆13的两端分别与相邻的两根所述纵杆11连接。
基于上述方案，因塔架1是由多个纵杆11、多个弦杆12和多个斜腹杆13拼接组成桁架式结构，并且塔架1中的纵杆11呈圆周状均匀分布，相邻的纵杆11之间设置弦杆12，使得塔架1的横截面近似为圆形，整体呈圆筒状或圆锥状，形成一个类薄壳式受力体系，能够增强塔架1的承载能力，除此之外，塔架1的镂空范围较大，波浪和风载荷在结构上的作用力较小，稳定性强，整体制作简单，装配方便。
如图1所示，为了使所述塔架1更加稳定，在所述纵杆11上设有若干连接点111，若干所述连接点111沿所述纵杆11的长度方向呈间隔且均匀设置，任意相邻的两根所述纵杆11上的连接点111在横向上一一对应设置，所述弦杆12的两端分别与相邻的两根所述纵杆11上在横向上相对的所述连接点111连接，若干所述弦杆12分别连接在若干所述连接点111上形成若干位于不同水平面的环形结构，使得每一个横截面近似为圆形，受力更均匀，能够承载更大的力。
如图1所示，为了将塔筒稳定的固定在所述塔架1上，所述连接装置2为法兰装置。
优选的，为了使所述连接装置2与所述塔架1连接的更加紧密，所述法兰装置通过焊接安装在所述塔架1的顶部。
如图1和图3所示，当地质条件较差的时候，为了将所述塔架1进行固定，所述桩基3为钢管混凝土柱31，所述纵杆11的底部通过浇筑与所述钢管混凝土柱31进行连接。
如图1所示，为了使所述塔架1的承载能力更强，所述纵杆11、所述弦杆12和所述斜腹杆13为圆管状。
优选的，为了更好的利用到所述塔架1内部的空间，节约成本，还包括用于海洋牧场的网箱4，所述网箱4设置在所述塔架1的内部。
本发明实施例一的工作过程为：先在土层中设置钢管柱，再将所述纵杆11的底部通过混凝土浇筑与钢管柱进行连接，此时的桩基3即为钢管混凝土柱31，在所述塔架1与所述钢管混凝土柱31连成一体后，通过液压锤施工至设计标高即可。
实施例二
本实施例的风机基础结构与实施例一的区别在于：所述桩基3为吸力筒32，所述塔架1的底部焊接在所述吸力筒32的顶面上，且在所述塔架1的底部与所述吸力筒32的焊接的位置还设有加强肋板321，其余均与实施例一相同。
基于上述方案，当地质条件较好时，采用吸力筒32作为所述桩基3，能够直接将所述塔架1底部焊接在所述吸力筒32的顶面，并且通过所述加强肋板321加强焊接位置的强度，进行海上施工时，通过吊装就位即可安装风机，安装十分方便。
本发明实施例二的工作过程为：将将所述塔架1底部焊接在所述吸力筒32的顶面，并且在所述塔架1的底部与所述吸力筒32的焊接的位置还设有加强肋板321，在所述塔架1与所述吸力筒32连成一体后，通过吸力泵使得整体结构下沉至设计标高。
综上，本发明实施例提供一种风机基础结构，其塔架1是由多个纵杆11、多个弦杆12和多个斜腹杆13拼接组成桁架式结构，并且塔架1中的纵杆11呈圆周状均匀分布，相邻的纵杆11之间设置弦杆12，使得塔架1的横截面近似为圆形，整体呈圆筒状或圆锥状，形成一个类薄壳式受力体系，能够增强塔架1的承载能力，当出现局部损伤时，也可以进行局部的更换，除此之外，塔架1的镂空范围较大，波浪和风载荷在结构上的作用力较小，稳定性强，整体制作简单，重量小，可以根据地质条件搭配不同的桩基3，使得其应用范围更加广泛。
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 (8)

1.一种风机基础结构，其特征在于，包括：桩基、连接于所述桩基顶部的塔架、以及用于与塔筒连接的连接装置，所述连接装置安装在所述塔架的顶部；所述塔架呈圆筒状或圆锥状，所述塔架包括多个纵杆、多个弦杆和多个斜腹杆，多个所述纵杆沿周向间隔且均匀设置，相邻所述纵杆之间设有若干沿竖直方向间隔设置的所述弦杆，所述弦杆沿横向延伸，且所述弦杆的两端分别与相邻的两根所述纵杆连接，上下相邻的两个所述弦杆之间均设有两个呈交叉设置的斜腹杆，且所述斜腹杆的两端分别与相邻的两根所述纵杆连接。
2.根据权利要求1所述的风机基础结构，其特征在于，在所述纵杆上设有若干连接点，若干所述连接点沿所述纵杆的长度方向呈间隔且均匀设置，任意相邻的两根所述纵杆上的连接点在横向上一一对应设置，所述弦杆的两端分别与相邻的两根所述纵杆上在横向上相对的所述连接点连接。
3.根据权利要求1所述的风机基础结构，其特征在于，所述连接装置为法兰装置。
4.根据权利要求3所述的风机基础结构，其特征在于，所述法兰装置通过焊接安装在所述塔架的顶部。
5.根据权利要求1所述的风机基础结构，其特征在于，所述桩基为钢管混凝土柱，所述纵杆的底部通过浇筑与所述钢管混凝土柱进行连接。
6.根据权利要求1所述的风机基础结构，其特征在于，所述桩基为吸力筒，所述塔架的底部焊接在所述吸力筒的顶面上，且在所述塔架的底部与所述吸力筒的焊接的位置还设有加强肋板。
7.根据权利要求1所述的风机基础结构，其特征在于，所述纵杆、所述弦杆和所述斜腹杆为圆管状。
8.根据权利要求1所述的风机基础结构，其特征在于，还包括用于海洋牧场的网箱，所述网箱设置在所述塔架的内部。
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