CN116254869A - 一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础及其安装方法，包括人工鱼礁、风机、混凝土装置和锚固装置，混凝土装置通过锚固装置固定在海底，人工鱼礁固定在混凝土装置外侧表面，混凝土装置包括混凝土框架、混凝土板、固定组件、混凝土承台、腔内填充物，风机通过固定组件与混凝土承台连接，混凝土承台与混凝土框架连接，混凝土板包覆在混凝土框架最外侧上，混凝土框架的内部分为上下两部分，混凝土承台设置在上半部分的中心位置，混凝土框架开设有顶部开孔，腔内填充物可填充在混凝土框架底部位置。本发明可有效降低海上风电基础造价，经济效益好，并且人工鱼礁与风机基础的结合对渔业资源保护和海洋生态环境修复具有积极作用。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电设备技术领域，特别是一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础及其安装方法。
背景技术
随着海上风电行业的发展可开发的浅海资源越来越少，相比浅海区域，深海海域拥有更加广阔的风能资源，但是深海海域更加复杂的海洋环境，更大的水深、更高的波浪、更远的离岸距离都给海上风电行业带来巨大的挑战。传统的桩基固定式基础已经无法适用于水深50米以上的海域，漂浮式风机基础更加适用。目前采用的漂浮式基础有立柱式、张力腿式、半潜式和驳船式等类型，基本都是采用钢结构，就如在申请号为CN202210309716.4、公开号为CN114604379A、专利名称为“一种立柱带防撞隔离舱的半潜漂浮式风机基础”的中国专利中是采用三个钢制的立柱来制造漂浮式基础，虽然在立柱中设置立柱隔离舱，可以降低钢材的使用量，但是仍会使得制造漂浮式基础的成本过高，为了抵抗恶劣的环境荷载，基础机构自重要求非常高，但是钢材的价格较高，就会导致钢结构漂浮式基础的成本非常高，难以广泛推广使用，高昂的成本成为限制漂浮式基础发展的障碍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础及其安装方法，能够解决使用钢材制造漂浮式基础而导致漂浮式基础成本非常高的问题。
为实现上述目的，一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础的安装方法，包含以下步骤：
步骤S1、首先在陆上加工厂或码头预制人工鱼礁、混凝土装置与锚固物，在混凝土装置的顶部预留开孔，当混凝土强度达到设计强度后，将人工鱼礁、混凝土装置与锚固物运输至码头组装区，同时将风机也运输至码头组装区；
步骤S3、在码头组装区采用吊机将运输过来的混凝土装置、风机按顺序组装，将人工鱼礁安装在混凝土装置外表面上，组装为一体化整体结构；
步骤S4、将运输船停靠在码头附近，用蚂蚁车将运输过来的锚固物运输至运输船上；运输船到达风机机位点后，用吊机起吊锚固物并沉放至海床面，将半潜运输船停靠在码头附近，用蚂蚁车将一体化整体结构运输至半潜运输船上，半潜运输船到达风机机位点，半潜运输船潜水，卸下一体化整体结构；
步骤S5、通过混凝土装置顶部的开孔往基础内部添加填充物以调节基础自重与入水深度，然后使用锚绳将一体化整体结构与锚固物连接。
一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，包括人工鱼礁、风机、混凝土装置和锚固装置，所述混凝土装置通过所述锚固装置固定在海底，所述人工鱼礁固定在所述混凝土装置的外侧表面，所述混凝土装置包括混凝土框架、混凝土板、固定组件、混凝土承台、腔内填充物，所述风机通过所述固定组件与所述混凝土承台连接设置，所述混凝土板包覆在所述混凝土框架最外侧上，所述混凝土框架内固定设置有将所述混凝土框架的内部分为上下两部分的固定架台，所述混凝土承台设置在所述固定架台的中心位置，所述固定组件通过所述混凝土承台与所述混凝土框架连接，并设置在所述混凝土承台的上方，位于所述混凝土框架顶部的所述混凝土板上开设有顶部开孔，所述腔内填充物设置在所述混凝土框架的内部下半部分的底部位置。
进一步的，所述固定组件为基础环或锚栓笼。
进一步的，所述人工鱼礁采用内部空心、侧壁开设有侧边开孔的混凝土结构。
进一步的，所述人工鱼礁采用方型、圆型或三角型的形状。
进一步的，所述腔内填充物包括第一层腔内填充物、第二层腔内填充物，所述第一层腔内填充物和所述第二层腔内填充物均采用砂土、粘土、石块、混凝土或水。
进一步的，所述混凝土框架是由混凝土梁与混凝土柱形成的空腔结构，所述混凝土框架的框架外形为多面体、圆柱体、椭圆体或球体。
进一步的，所述混凝土板的上表面的边缘处设置有平台栏杆。
进一步的，所述锚固装置包括锚绳和锚固物，所述锚绳固定在所述混凝土框架的下表面，所述锚固物固定设置在所述锚绳远离所述混凝土框架的一端。
进一步的，所述锚固物可采用混凝土块自重锚或吸力锚。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过风机基础结构和人工鱼礁相结合，将混凝土装置设置为空腔结构，充分利用混凝土漂浮式风机基础可以通过填充物调节自身重量的特性来增加或减少自重，以适应深海环境荷载。基础结构所采用的混凝土材料成本低，可有效降低海上风电基础造价，经济效益好，人工鱼礁与风机基础的结合对渔业资源保护和海洋生态环境修复具有积极作用，人工鱼礁随着风机基础一同施工可以有效降低施工费用，风机基础运行维护的时候也可以顺带一起维护人工鱼礁，人工鱼礁与风机基础结合可以充分提高经济效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中的混凝土框架的结构示意图；
图3为本发明中的混凝土装置的结构示意图；
图4为本发明中的混凝土装置的俯视图；
图5为本发明中的混凝土装置和锚固装置装配在一起的正视图；
图6为本发明的人工鱼礁的结构示意图。
其中：1、风机，2、混凝土装置，2-1、混凝土柱，2-2、混凝土梁，2-3、混凝土板，2-4、固定组件，2-5、顶部开孔，2-6、平台栏杆，2-7、混凝土承台，2-8、第一层腔内填充物，2-9、第二层腔内填充物，3、锚固装置，3-1、锚绳，3-2、锚固物，4、人工鱼礁，4-1、侧边开孔，5、海平面，6、海床面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1至图6，本发明提供了一实施例：一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础的安装方法，包含以下步骤：
步骤S1、首先在陆上加工厂或码头预制人工鱼礁4、混凝土装置2与锚固物3-2，在混凝土装置2的顶部预留开孔，当混凝土强度达到设计强度后，将人工鱼礁4、混凝土装置2与锚固物3-2运输至码头组装区，同时将风机1也运输至码头组装区；
步骤S3、在码头组装区采用吊机将运输过来的混凝土装置2、风机1按顺序组装，将人工鱼礁4安装在混凝土装置2外表面上，组装为一体化整体结构；
步骤S4、将运输船停靠在码头附近，用蚂蚁车将运输过来的锚固物3-2运输至运输船上；运输船到达风机1机位点后，用吊机起吊锚固物3-2并沉放至海床面6，将半潜运输船停靠在码头附近，用蚂蚁车将一体化整体结构运输至半潜运输船上，半潜运输船到达风机1机位点，半潜运输船潜水，卸下一体化整体结构；其中的蚂蚁车、吊机、半潜运输船均为现有设备，本领域中的技术人员已经能够清楚了解，在此不进行详细说明。
步骤S5、通过混凝土装置2顶部的开孔往基础内部添加填充物以调节整个风机基础的自重与入水深度，然后使用锚绳3-1将一体化整体结构与锚固物3-2连接。
请参阅图1至图6，本发明提供了另一实施例：一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，包括人工鱼礁4、风机1、混凝土装置2和锚固装置3，如图1所示，所述混凝土装置2通过所述锚固装置3固定在海底，所述人工鱼礁4固定在所述混凝土装置2的外侧表面，所述混凝土装置2包括混凝土框架、混凝土板2-3、固定组件2-4、混凝土承台2-7、腔内填充物，如图4所示，所述风机1通过所述固定组件2-4与所述混凝土承台2-7连接设置，所述混凝土板2-3包覆在所述混凝土框架最外侧上，所述混凝土框架内固定设置有将所述混凝土框架的内部分为上下两部分的固定架台，所述混凝土承台2-7设置在所述固定架台的中心位置，所述固定组件2-4通过所述混凝土承台2-7与所述混凝土框架连接，并设置在所述混凝土承台2-7的上方，位于所述混凝土框架顶部的所述混凝土板2-3上开设有顶部开孔2-5，所述腔内填充物设置在所述混凝土框架的内部下半部分的底部位置。混凝土装置2通过锚固装置3固定在海床面6上，混凝土装置2漂浮在海平面5上，如图5所示，混凝土板2-3包覆在混凝土框架最外侧，混凝土框架、混凝土板2-3结合能够直接形成密封空腔；人工鱼礁4固定在漂浮式混凝土结构外侧，在进行可以有效降低海上风电基础造价时，在混凝土漂浮式风机基础上附带人工鱼礁4也可以进行对海洋环境的保护，通过设置混凝土框架上的顶部开孔2-5，腔内填充物就可以进入基础内部的底部。
请继续参阅图1、图5所示，本发明另一实施例中，所述固定组件2-4为基础环或锚栓笼。固定组件2-4是连接风机1和整个混凝土装置2的连接件，固定组件2-4可以为基础环或锚栓笼。
请继续参阅图6所示，本发明另一实施例中，所述人工鱼礁4采用内部空心、侧壁开设有侧边开孔4-1的混凝土结构。人工鱼礁4采用混凝土结构，能够比较耐用，内部空心、侧壁开孔能够让为海洋的繁殖创造条件。
请继续参阅图6所示，本发明一实施例中，所述人工鱼礁4采用方型、圆型或三角型的形状。方型的形状如图6所示，也可以采用圆形或三角形等其他的形状。
请继续参阅图5所示，本发明一实施例中，所述腔内填充物包括第一层腔内填充物2-8、第二层腔内填充物2-9，所述第一层腔内填充物2-8和所述第二层腔内填充物2-9采用砂土、粘土、石块、混凝土或水。因为混凝土装置2中的混凝土框架、混凝土板2-3形成了空腔，所以可以在混凝土装置2中通过填充物调节自身重量的特性来增加或减少，以适应深海环境荷载。
请继续参阅图1至图3所示，本发明另一实施例中，所述混凝土框架是由混凝土梁2-2与混凝土柱2-1形成的空腔结构，所述混凝土框架的框架外形为多面体、圆柱体、椭圆体或球面体形状。如图2、图3所示，混凝土框架的框架外形为正多面体，也可以根据需求设置为圆柱体、椭圆体或球体，混凝土板2-3包覆在混凝土框架最外侧，使混凝土装置2的内部形成密封空腔，混凝土装置2内部可通过混凝土板2-3分割为多个区域，也可不分割。
请继续参阅图1、图3、图5所示，本发明另一实施例中，位于所述混凝土框架上端的所述混凝土板2-3的上表面边缘处设置有平台栏杆2-6。平台栏杆2-6可以用于保护运行维护人员安全的作用，防止出现维护人员从高处坠落的危险。
请继续参阅图1、图5所示，本发明另一实施例中，所述锚固装置3包括锚绳3-1和锚固物3-2，所述锚绳3-1固定在所述混凝土框架的下表面，所述锚固物3-2固定设置在所述锚绳3-1远离所述混凝土框架的一端。锚固物3-2固定在海底，锚绳3-1连接锚固物3-2和整个风机基础，锚固装置能够固定风机基础，防止风机基础被波浪和海流冲走。
请继续参阅图1、图5所示，本发明另一实施例中，所述锚固物3-2可采用混凝土块自重锚或吸力锚。
本发明具有以下工作原理：本发明通过使用混凝土就可以避免钢材的浪费，提供经济效益，将混凝土框架、混凝土板结合就能够直接形成密封空腔，将密封空腔通过固定架台分隔成上下两个空间，上半部分设置混凝土承台，通过固定组件就能连接固定风机，下半部分通过在混凝土框架的顶部开设一个开孔就可以将腔内填充物注入到内腔的底部，通过调节腔内填充物的量，就可以通过增加或减少自重，以适应深海环境荷载，在混凝土装置添加人工鱼礁，就可以是实现在提高经济效益的同时，还可以实现对海洋生态环境的保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础的安装方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤S1、首先在陆上加工厂或码头预制人工鱼礁、混凝土装置与锚固物，在混凝土装置的顶部预留开孔，当混凝土强度达到设计强度后，将人工鱼礁、混凝土装置与锚固物运输至码头组装区，同时将风机也运输至码头组装区；
步骤S3、在码头组装区采用吊机将运输过来的混凝土装置、风机按顺序组装，将人工鱼礁安装在混凝土装置外表面上，组装为一体化整体结构；
步骤S4、将运输船停靠在码头附近，用蚂蚁车将运输过来的锚固物运输至运输船上，运输船到达风机机位点后，用吊机起吊锚固物并沉放至海床面，将半潜运输船停靠在码头附近，用蚂蚁车将一体化整体结构运输至半潜运输船上，半潜运输船到达风机机位点，半潜运输船潜水，卸下一体化整体结构；
步骤S5、通过混凝土装置顶部的开孔往基础内部添加填充物以调节基础自重与入水深度，然后使用锚绳将一体化整体结构与锚固物连接。
2.一种如权利要求1所述的附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：包括人工鱼礁、风机、混凝土装置和锚固装置，所述混凝土装置通过所述锚固装置固定在海底，所述人工鱼礁固定在所述混凝土装置的外侧表面，所述混凝土装置包括混凝土框架、混凝土板、固定组件、混凝土承台、腔内填充物，所述风机通过所述固定组件与所述混凝土承台连接设置，所述混凝土板包覆在所述混凝土框架最外侧上，所述混凝土框架内固定设置有将所述混凝土框架的内部分为上下两部分的固定架台，所述混凝土承台设置在所述固定架台的中心位置，所述固定组件通过所述混凝土承台与所述混凝土框架连接，并设置在所述混凝土承台的上方，位于所述混凝土框架顶部的所述混凝土板上开设有顶部开孔，所述腔内填充物设置在所述混凝土框架的内部下半部分的底部位置。
3.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述固定组件为基础环或锚栓笼。
4.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述人工鱼礁采用内部空心、侧壁开设有侧边开孔的混凝土结构。
5.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述人工鱼礁采用方型、圆型或三角型的形状。
6.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述腔内填充物包括第一层腔内填充物、第二层腔内填充物，所述第一层腔内填充物和所述第二层腔内填充物均采用砂土、粘土、石块、混凝土或水。
7.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述混凝土框架是由混凝土梁与混凝土柱形成的空腔结构，所述混凝土框架的框架外形为多面体、圆柱体、椭圆体或球体。
8.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：位于所述混凝土框架上端的所述混凝土板的上表面边缘处设置有平台栏杆。
9.根据权利要求2所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述锚固装置包括锚绳和锚固物，所述锚绳固定在所述混凝土框架的下表面，所述锚固物固定设置在所述锚绳远离所述混凝土框架的一端。
10.根据权利要求9所述的一种附带人工鱼礁的混凝土漂浮式风机基础，其特征在于：所述锚固物可采用混凝土块自重锚或吸力锚。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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