CN117166438A - 适用于海底升压站的吸力筒基础及其安装阻力计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种适用于海底升压站的吸力筒基础及其安装阻力计算方法，海底升压站的吸力筒基础包括：钢架结构，钢架结构的顶部形成有第一连接结构；多个吸力筒基础；支撑结构，支撑结构包括形成在钢架结构的底部并向下延伸的多个第一支撑部，第一支撑部一一对应地与多个吸力筒基础连接；和/或，支撑结构包括形成在吸力筒基础的顶部并向上延伸的第二支撑部，多个第二支撑部适于与钢架结构连接；上部组块，上部组块的底部形成有适于与第一连接结构相连接的第二连接结构。本发明的吸力筒基础能够节约钢材，且安装便捷，对海底环境造成的影响小，能够显著降低台风对升压站造成的影响，有助于降低升压站的维修频次，延长升压站的使用年限。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程基础结构技术领域，具体涉及一种适用于海底升压站的吸力筒基础及其安装阻力计算方法
背景技术
海上升压站是海上风力发电机发出电能汇集并完成升压的场所，服役于海底的海底升压站不仅可大大减少电能输送过程中的电能损耗，还可节省大量的基础建设的材料消耗，为海上风电产业在深海中的发展具有较大的经济效益。因此，其基础形式将成为的海底升压站蓬勃发展的重要一环。
为了固定海上升压站，需要单独为其设置基础。现有的海上升压站基础一般包括钢管桩和导管架。在海上升压站的安装施工过程中，通常需要先将钢管桩基础打入海床一定深度，再将导管架的支腿一一对应地套设在钢管桩上。由于导管架需要从海床延伸至海面，随着海上风力发电站的开发逐渐向深海水域迈进，水越深，导管架的用钢量就越多，这就导致了现有的海上升压站的基础结构的成本过高，性价比低。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的海上升压站基础结构需要消耗大量钢材的缺陷，从而提供一种能够节约钢材，性价比更高的适用于海底升压站的吸力筒基础和吸力筒基础的安装阻力计算方法。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种适用于海底升压站的吸力筒基础，包括：钢架结构，钢架结构的顶部形成有第一连接结构；
多个吸力筒基础；
支撑结构，支撑结构包括形成在钢架结构的底部并向下延伸的多个第一支撑部，多个第一支撑部与多个吸力筒基础相连接，且连接关系一一对应；和/或，支撑结构包括形成在吸力筒基础的顶部并向上延伸的第二支撑部，多个第二支撑部适于与钢架结构连接；
上部组块，上部组块的底部形成有适于与第一连接结构相连接的第二连接结构。
进一步地，第一支撑部包括形成在钢架结构的边角处的多个支撑柱，第二支撑部包括形成在吸力筒基础的顶部的立柱，多个第一支撑部与多个第二支撑部固定连接，且连接关系一一对应。
进一步地，多个吸力筒基础的长度方向与钢架结构所在的平面相垂直，且钢架结构的朝向吸力筒基础方向的投影至少覆盖了钢架结构与吸力筒基础的连接点。
进一步地，钢架结构为矩形板，四个吸力筒基础与矩形板的四角处相连接，且连接关系一一对应。
进一步地，吸力筒基础的顶部形成有泵送装置。
进一步地，钢架结构上还设置有至少一组吊耳，每组吊耳包括以钢架结构的中心为对称中心对称设置的两个吊耳。
本发明第二方面涉及了一种适用于海底升压站的吸力筒基础的安装阻力计算方法，应用于如本发明第一方面的吸力筒基础，安装阻力计算方法包括：
获取单个吸力筒基础的侧摩阻力Vs和吸力筒基础的端阻力Vb；
根据吸力筒基础的侧摩阻力Vs、吸力筒基础的端阻力Vb和公式1，确定单个吸力筒基础的竖向阻力V1，公式1为：V1＝Vs+Vb；
利用公式2以及吸力筒基础的竖向阻力V1计算吸力筒基础的总竖向阻力V，公式2为：V＝nβV1；
其中，n为吸力筒基础中吸力筒基础的个数，β为群筒效应系数。
进一步地，获取单个吸力筒基础的侧摩阻力Vs，包括：
获取吸力筒基础安装处海床的土体的粘度系数α、吸力筒基础的筒裙长度L、吸力筒基础的外径D、海床土体的不排水抗剪强度Su；
利用公式3计算单个吸力筒基础的侧摩阻力Vs；
公式3为：Vs＝απLDSu。
进一步地，获取吸力筒基础的端阻力Vb，包括：
获取吸力筒基础的承载力系数Nc，吸力筒基础的深度系数dcv，吸力筒基础的顶盖面积A，海床土体的不排水抗剪强度Su；
利用公式4获取单个吸力筒基础的端阻力Vb：
公式4为：Vb＝NcdcvASu。
进一步地，获取吸力筒基础的深度系数dcv包括：
获取吸力筒基础的筒裙长度，吸力筒基础的外径D；
利用公式5获取吸力筒基础的深度系数dcv；
公式5为：dcv＝1+1.02-0.422。
本发明具有以下优点：
本发明第一方面的吸力筒基础使用多个吸力筒基础和钢架结构来对上部组块进行支撑，多个吸力筒基础的设置有助于提升吸力筒基础的稳定性，避免因吸力筒基础与海床之间的相对运动导致电缆拉断等安全隐患。同时，当吸力筒基础在安装过程中发生倾斜时，操作者能够通过控制多个吸力筒基础的排水速度来将吸力筒基础调平，进一步提升了吸力筒基础的稳定性。另外，支撑结构的设置能够使得钢架结构与海床具有一定距离，以避免海床不平整所带来的上部组块倾斜的问题。
因此，本发明的吸力筒基础在安装过程中能够保证升压站的上部组块在连接各个电缆时处于稳定状态，避免因升压站基础与海床相对运动造成电缆拉断等安全隐患，以使得升压站的上部组块能够被设置成至少部分位于海平面以下，由此大大节省了吸力筒基础的用钢量，降低了海底升压站的基础结构的成本，提升了吸力筒基础的性价比。
同时，钢架结构能够为吸力筒基础的设置提供足够的空间，且能够避免吸力筒基础的位置过近导致产生群筒效应，无法充分激发各个吸力筒基础的承载力。
此外，本实施例的吸力筒基础在安装过程中只需要通过负压的方式进行安装，无需打桩，安装更加便捷，且对海床的扰动小，减小了安装过程对海底环境造成的影响。
进一步地，本发明的吸力筒基础将升压站的上部组块设置成至少部分位于海平面之下，还起到了出人意料的技术效果，即能够显著降低台风对升压站造成的影响，有助于降低升压站的维修频次，延长升压站的使用年限。
综上，本发明第一方面的海底升压站的吸力筒基础能够克服现有技术中的海上升压站基础结构需要消耗大量钢材的缺陷，即使被设置在深海中也不会消耗过多的钢材，性价比更高，且安装便捷，对海底环境造成的影响小，能够显著降低台风对升压站造成的影响，有助于降低升压站的维修频次，延长升压站的使用年限。
本发明第二方面的海底升压站的吸力筒基础的安装阻力计算方法能够简洁、高效且准确地评估本发明第一方面的吸力筒基础的竖向阻力，对吸力筒基础的设计提供规范性的指导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性地示出了使用状态下的本发明实施例1的吸力筒基础；
图2为本发明实施例1的吸力筒基础的立体图；
图3为本发明实施例1的吸力筒基础的主视图；
图4为本发明实施例1的吸力筒基础的俯视图；
图5为本发明实施例1的吸力筒基础的钢架结构的主视图；
图6为本发明实施例1的吸力筒基础的钢架结构的俯视图；
图7为本发明实施例1的吸力筒基础的上部组块的立体图；
图8为本发明实施例1的吸力筒基础的施工过程图，此时焊接为一体的钢架结构和吸力筒基础正由吊装设备吊装至海床上；
图9为本发明实施例1的吸力筒基础的施工过程图，此时焊接为一体的钢架结构和吸力筒基础依靠自身重量部分贯入至海床中；
图10为本发明实施例1的吸力筒基础的施工过程图，此时吊装设备正将海底升压站的上部组块吊装至钢架结构上；
图11为发明实施例2的吸力筒基础的安装阻力计算方法的流程图。
附图标记说明：
1、钢架结构；11、第一连接结构；12、第一支撑部；13、吊耳；2、吸力筒基础；21、第二支撑部；22、立柱翼板；24、加强筋；25、泵送装置；3、上部组块；31、第二连接结构；32、电缆槽；4、电缆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1和图2所示，本发明实施例1涉及了一种海底升压站的吸力筒基础，包括钢架结构1、吸力筒基础2、支撑结构和上部组块3。其中，钢架结构1的顶部形成有第一连接结构11。支撑结构包括形成在钢架结构1的底部并向下延伸的多个第一支撑部12。多个第一支撑部12与多个吸力筒基础2相连接，且连接关系一一对应。支撑结构包括形成在吸力筒基础2的顶部并向上延伸的第二支撑部21。多个第二支撑部21适于与钢架结构1连接。上部组块3的底部形成有适于与第一连接结构11相连接的第二连接结构31。优选地，钢架结构1的上表面为平面，能够便于对上部组块3进行可靠的支撑。
如图1所示，本实施例的吸力筒基础中，升压站的上部组块3至少部分深度位于海平面以下。申请人在研发过程中发现，将升压站系统海床化能够大大减少升压站基础的用钢量，降低升压站基础的成本，提升升压站基础的性价比。然而，现有升压站基础容易与海床发生相对运动，在将升压站系统与各个电缆4连接的过程中存在线缆被拉断的风险，因此将升压站的上部组块3设置在水下具有较大的难度。
本发明实施例1的吸力筒基础使用多个吸力筒基础2和钢架结构1来对上部组块3进行支撑，多个吸力筒基础2的设置有助于提升吸力筒基础的稳定性，避免因吸力筒基础与海床之间的相对运动导致电缆4拉断等安全隐患。同时，当吸力筒基础在安装过程中发生倾斜时，操作者能够通过控制多个吸力筒基础2的排水速度来将吸力筒基础调平，进一步提升了吸力筒基础的稳定性。另外，支撑结构的设置能够使得钢架结构1与海床具有一定距离，以避免海床不平整所带来的上部组块3倾斜的问题。
因此，本发明的吸力筒基础在安装过程中能够保证升压站的上部组块3在连接各个电缆4时处于稳定状态，避免因升压站基础与海床相对运动造成电缆4拉断等安全隐患，以使得升压站的上部组块3能够被设置成至少部分位于海平面以下，由此大大节省了吸力筒基础的用钢量，降低了海底升压站的基础结构的成本，提升了吸力筒基础的性价比。
同时，钢架结构1能够为吸力筒基础2的设置提供足够的空间，且能够避免吸力筒基础2的位置过近导致产生群筒效应，无法充分激发各个吸力筒基础2的承载力。
此外，本实施例的吸力筒基础在安装过程中只需要通过负压的方式进行安装，无需打桩，安装更加便捷，且对海床的扰动小，减小了安装过程对海底环境造成的影响，因此，本发明实施例1的吸力筒基础能够克服现有技术中的海上升压站基础结构需要消耗大量钢材的缺陷，其能够节约钢材，性价比更高，安装便捷，对海底环境造成的影响小。进一步地，本实施例的吸力筒基础将升压站的上部组块3设置成至少部分位于海平面之下，还起到了出人意料的技术效果，即能够显著降低台风对升压站造成的影响，有助于降低升压站的维修频次，延长升压站的使用年限。
综上，本发明实施例1的吸力筒基础能够克服现有技术中的海上升压站基础结构需要消耗大量钢材的缺陷，其能够节约钢材，性价比更高，且安装便捷，对海底环境造成的影响小，能够显著降低台风对升压站造成的影响，有助于降低升压站的维修频次，延长升压站的使用年限。
在本实施例中，吸力筒基础2包括筒裙和设置在筒裙的顶部的顶盖。吸力筒基础2的数量可选为三个、四个、五个或者更多。优选地，在本实施例中，钢架结构1为方形的平台结构，吸力筒基础2为四个并分别设置在钢架结构1的四角处。上部组块3和钢架结构1可选为通过卡和结构、铆接结构、螺栓与耳板的配合等连接结构相互连接。
优选地，如图7所示，在本实施例中，第一连接结构11包括形成在钢架结构1上的衔接立柱，第二连接结构31包括形成在上部组块3的底部的衔接槽。衔接立柱能够插入到衔接槽中并完成上部组块3与钢架结构1的连接。进一步地，上部组块3上还设置有电缆槽32，吸力筒基础还包括连接在风力发电机与电缆槽32之间的电缆4，风力发电机产生的电能通过电缆4输送到升压站的上部组块3中升压变电。
如图3和图4所示，定义吸力筒基础2的外径为D，筒裙的长度为L。优选地，在本实施例中，D≤10米，L≤3D，能够避免安装阻力过大带来的施工难度增加及安装经费过高。定义吸力筒基础2的中心与钢架结构1中心的距离为S。优选地，S≥2D，能够避免群筒效应导致各吸力筒基础2相互扰动，从而充分地激发吸力筒基础2的竖向承载性能。
第一支撑部12和第二支撑部21优选但不限于为凸起或立柱等。优选地，在本实施例中，第一支撑部12包括形成在钢架结构1的边角处的多个支撑柱。第二支撑部21包括形成在吸力筒基础2的顶部的立柱。多个第一支撑部12与多个第二支撑部21固定连接，且连接关系一一对应。第一支撑部12和第二支撑部21之间优选但不限于焊接连接。
多个吸力筒基础2的长度方向与钢架结构1所在的平面相垂直，且钢架结构1的朝向吸力筒基础2方向的投影至少覆盖了钢架结构1与吸力筒基础2的连接点。将吸力筒基础2的方向设置成与钢架结构1相垂直能够将钢架结构1以及海底升压站的竖向的全部载荷传递到吸力筒基础2上。钢架结构1的朝向吸力筒基础2方向的投影设置成至少覆盖钢架结构1与吸力筒基础2的连接点，能够减少钢架结构1处的应力集中效应，以提高钢架结构1的疲劳寿命。
钢架结构1为矩形板，四个吸力筒基础2与矩形板的四角处相连接，且连接关系一一对应。将吸力筒基础2设置在矩形板的边角处能够避免吸力筒基础2之间的距离过近，产生群筒效应，造成各个吸力筒基础2的承载机理存在重叠扰动区，无法充分激发各个吸力筒基础2的承载力。优选地，四个吸力筒基础2距离钢架结构1的中心处等距设置。
在本实施例中，如图2所示，吸力筒基础2还包括连接在立柱的侧壁和吸力筒基础2的顶壁之间的立柱翼板22。立柱翼板22为多个并以立柱为中心呈放射状分布。立柱翼板22能够增加立柱的结构强度。优选地，多个立柱翼板22被设置成等角度的辐射状，且由立柱延伸至吸力筒基础2顶盖的边缘处，能够最大强度地增强立柱的结构强度。在一个更优的实施例中，相邻的两个立柱翼板22的侧壁上连接有加强筋24，这进一步地增强了立柱的结构强度。优选地，在钢架结构1的底部也可选择为设置有连接在支撑柱的侧壁与钢架结构1的底壁之间的支撑柱翼板，相邻的支撑柱翼板之间可选择地连接有加强筋24，能够增强支撑柱的结构强度。
在本实施例中，吸力筒基础2的顶部形成有泵送装置25。泵送装置25是安装在吸力筒基础2的筒盖上的水泵，水泵的输入端与吸力筒基础2的抽气孔相连，能够被远程控制并将吸力筒基础2内的水抽出，泵送装置25的阀门能够在被打开时进行排水，使吸力筒基础2的内外产生压力差，以使得吸力筒基础2和钢架结构1在整体的负压作用下进一步贯入海床内。开关阀门的操作可选为由人工完成。优选地，在本实施例中，开关阀门的操作可选为由水下机器人来完成，以通过水下机器人将泵送装置25的阀门打开，通过泵送装置25进行收水。在一个更优的实施例中，泵送装置25可拆卸地安装在吸力筒基础2的筒盖上，吸力筒基础2安装完成之后，水下机器人能够将泵送装置25拆卸下来，再安装到其他的吸力筒基础2的筒盖上，使泵送装置25能够被循环利用，以降低吸力筒基础2的成本。
优选地，在本实施例中，如图5和图6所示，钢架结构1上还设置有至少一组吊耳13。每组吊耳13包括以钢架结构1的中心为对称中心对称设置的两个吊耳13。在对吸力筒基础进行安装时，吊耳13能够供吊装设备的钢缆穿过并将焊接至一体的钢架结构1和吸力筒基础2吊装至海床上。吊耳13被设置成沿钢架结构1的中心对称分布，能够避免钢架结构1在吊装的过程中发生倾斜。其中，吊装设备可选为设置在拖航船上的吊机。
接下来说明实施例1的吸力筒基础的安装方法：
首先，在陆上将吸力筒基础2的第二支撑部21一一对应地与钢架结构1的第一支撑部12进行焊接，再通过托航船将焊接为一体的钢架结构1和吸力筒基础2运输至指定位置，将吊装设备的钢缆与吊耳13连接，使用吊装设备将钢架结构1和吸力筒基础2整体吊起，再缓慢沉放至海床上沉放过程中，泵送装置25处于打开状态，将吸力筒基础2内的水排出(见图8)，能够减小吸力筒基础2的顶盖对海床土体产生的水动力影响。
接着，如图9所示，吸力筒基础2和钢架结构1能够通过自重贯入至海床一定深度，直至贯入深度不再改变，使用水下机器人控制泵送装置25进行排水，使吸力筒基础2内外产生压力差，并携带钢架结构1在负压的作用下进一步贯入海床中。优选地，在吸力筒基础2贯入到海床中的过程中，其贯入速度≤5米/小时，在贯入过程中使用水下机器人对钢架结构1进行水平检测，通过调整不同吸力筒基础2的排水速率对钢架结构1进行调平，直至吸力筒基础2贯入至设计深度。
而后，如图10所示，使用吊装设备吊床上部组块3。将上部组块3的衔接槽与钢架结构1的衔接立柱固定连接，以使得升压站的上部组块3固定于钢架结构1上，将电缆4的一端与升压站上部组块3的电缆槽32进行连接。
最后，将电缆4的另一端与固定式风机连接，使风机电能通过电缆4进入到升压站的上部组块3中，完成吸力筒基础的安装工作。
综上所述，本发明实施例1的吸力筒基础具有以下有益效果：
1、本实施例的吸力筒基础，通过钢架结构1将吸力筒基础2与升压站上部组块3进行连接，无需导管架结构，可节省用钢造价，显著提高性价比。
2、本实施例的吸力筒基础，可避免由于海床的不平整所带来的上部结构倾斜的问题。
3、本实施例的吸力筒基础采用了吸力筒基础2，相较于传统的吸力筒基础安装更为便捷，无需打桩，通过负压的方式进行安装，对海床扰动小，降低了安装过程对海底环境造成的影响。
4、相较于传统的吸力筒基础，本实施例的吸力筒基础的结构简单，体积小，便于建造、运输和沉放安装，施工周期短。无需嵌岩施工，适用于软质土层。
5、本实施例的吸力筒基础在服役完成后可回收利用，减少了对海底环境的长期影响。
实施例2
实施例2涉及了一种吸力筒基础的安装阻力计算方法，用于计算实施例1所涉及的吸力筒基础的安装阻力，如图11所示，安装阻力计算方法包括步骤S1、步骤S2和步骤S3。
步骤S1：获取单个吸力筒基础2的侧摩阻力Vs和吸力筒基础2的端阻力Vb。
步骤S2：根据吸力筒基础2的侧摩阻力Vs、吸力筒基础2的端阻力Vb和公式1，确定单个吸力筒基础2的竖向阻力V1。
公式1为：V1＝Vs+Vb。
步骤S3：利用公式2以及吸力筒基础2的竖向阻力V1计算吸力筒基础的总竖向阻力V，公式2为：V＝nβV1。
其中，n为吸力筒基础中吸力筒基础2的个数，β为群筒效应系数。
例如在如图1所示的实施例中，n为4。β为群筒效应系数，群桩效应是指多个桩基共同作用于同一土层时，相互影响而导致桩基阻力和变形特性的变化现象。当桩基间距小于一定值时，桩基之间会产生相互作用，使得桩基的阻力和变形特性受到影响。群桩效应系数是指群桩阻力与单桩阻力之比。它表示了多个桩基共同作用时，阻力的增加程度。例如在本实施例中，β选择为0.94。
本发明实施例2的吸力筒基础的阻力计算方法能够简洁、高效且准确地评估吸力筒基础的竖向阻力，对吸力筒基础的设计提供规范性的指导。
在本实施例中，获取单个吸力筒基础2的侧摩阻力Vs，包括：
获取吸力筒基础安装处海床的土体的粘度系数α、吸力筒基础2的筒裙长度L、吸力筒基础2的外径D、海床土体的不排水抗剪强度Su；
利用公式3计算单个吸力筒基础2的侧摩阻力Vs；
公式3为：Vs＝απLDSu。
在本实施例中，α＝1。其中，吸力筒基础2的筒裙长度L和吸力筒基础2的外径D可选为通过对吸力筒基础2进行测量获得，单位为米。海床的不排水抗剪强度Su可通过现场原位试验或室内高级土工试验测得，单位为kPa。
在本实施例中，获取吸力筒基础2的端阻力Vb，包括：
获取吸力筒基础2的承载力系数Nc，吸力筒基础2的深度系数dcv，吸力筒基础2的顶盖面积A，海床土体的不排水抗剪强度Su。
利用公式4获取单个吸力筒基础2的端阻力Vb。
公式4为：Vb＝NcdcvASu。
其中，顶盖面积A可通过外径D计算获得，单位为平方米。例如当吸力筒基础2的顶盖为方形时，顶盖面积A＝D2。当吸力筒基础2的顶盖为圆形时，顶盖面积A＝πD2/2。
在本实施例中，获取吸力筒基础2的深度系数dcv包括：
获取吸力筒基础2的筒裙长度L，吸力筒基础2的外径D。
利用公式5获取吸力筒基础2的深度系数dcv。
公式5为：dcv＝1+1.02(L/D)-0.42(L/D)2。
其中，筒裙长度L和吸力筒基础2的外径D的单位为米。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种适用于海底升压站的吸力筒基础，其特征在于，包括：
钢架结构(1)，所述钢架结构(1)的顶部形成有第一连接结构(11)；
多个吸力筒基础(2)；
支撑结构，所述支撑结构包括形成在所述钢架结构(1)的底部并向下延伸的多个第一支撑部(12)，多个所述第一支撑部(12)与多个所述吸力筒基础(2)相连接，且连接关系一一对应；和/或，所述支撑结构包括形成在所述吸力筒基础(2)的顶部并向上延伸的第二支撑部(21)，多个所述第二支撑部(21)适于与所述钢架结构(1)连接；
上部组块(3)，所述上部组块(3)的底部形成有适于与所述第一连接结构(11)相连接的第二连接结构(31)。
2.根据权利要求1所述的吸力筒基础，其特征在于，所述第一支撑部(12)包括形成在所述钢架结构(1)的边角处的多个支撑柱，所述第二支撑部(21)包括形成在所述吸力筒基础(2)的顶部的立柱，多个所述第一支撑部(12)与多个所述第二支撑部(21)固定连接，且连接关系一一对应。
3.根据权利要求2所述的吸力筒基础，其特征在于，多个所述吸力筒基础(2)的长度方向与所述钢架结构(1)所在的平面相垂直，且所述钢架结构(1)的朝向所述吸力筒基础(2)方向的投影至少覆盖了所述钢架结构(1)与所述吸力筒基础(2)的连接点。
4.根据权利要求2所述的吸力筒基础，其特征在于，所述钢架结构(1)为矩形板，四个所述吸力筒基础(2)与所述矩形板的四角处相连接，且连接关系一一对应。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的吸力筒基础，其特征在于，所述吸力筒基础(2)的顶部形成有泵送装置(25)。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的吸力筒基础，其特征在于，所述钢架结构(1)上还设置有至少一组吊耳(13)，每组所述吊耳(13)包括以所述钢架结构(1)的中心为对称中心对称设置的两个吊耳(13)。
7.一种适用于海底升压站的吸力筒基础的安装阻力计算方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6中任一项所述的吸力筒基础，所述安装阻力计算方法包括：
获取单个所述吸力筒基础(2)的侧摩阻力Vs和所述吸力筒基础(2)的端阻力Vb；
根据所述吸力筒基础(2)的侧摩阻力Vs、所述吸力筒基础(2)的端阻力Vb和公式1，确定单个所述吸力筒基础(2)的竖向阻力V1，所述公式1为：V1＝Vs+Vb；
利用公式2以及所述吸力筒基础(2)的竖向阻力V1计算所述吸力筒基础的总竖向阻力V，所述公式2为：V＝nβV1；
其中，n为所述吸力筒基础中吸力筒基础(2)的个数，所述β为群筒效应系数。
8.根据权利要求7所述的安装阻力计算方法，其特征在于，所述获取单个所述吸力筒基础(2)的侧摩阻力Vs，包括：
获取所述吸力筒基础安装处海床的土体的粘度系数α、所述吸力筒基础(2)的筒裙长度L、所述吸力筒基础(2)的外径D、海床土体的不排水抗剪强度Su；
利用公式3计算所述单个所述吸力筒基础(2)的侧摩阻力Vs；
所述公式3为：Vs＝απLDSu。
9.根据权利要求7所述的安装阻力计算方法，其特征在于，所述获取吸力筒基础(2)的端阻力Vb，包括：
获取所述吸力筒基础(2)的承载力系数Nc，所述吸力筒基础(2)的深度系数dcv，所述吸力筒基础(2)的顶盖面积A，海床土体的不排水抗剪强度Su；
利用公式4获取单个所述吸力筒基础(2)的端阻力Vb：
所述公式4为：Vb＝NcdcvASu。
10.根据权利要求9所述的安装阻力计算方法，其特征在于，所述获取所述吸力筒基础(2)的深度系数dcv包括：
获取所述吸力筒基础(2)的筒裙长度L，所述吸力筒基础(2)的外径D；
利用公式5获取所述吸力筒基础(2)的深度系数dcv；
所述公式5为：dcv＝1+1.02(L/D)-0.42(L/D)2。
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| CN (1) | CN117166438A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117775790A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 南通泰胜蓝岛海洋工程有限公司 | 风电升压站的装船装置及其控制方法 |
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2023
- 2023-09-07 CN CN202311156610.6A patent/CN117166438A/zh active Pending
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| CN117775790B (zh) * | 2024-02-27 | 2024-04-19 | 南通泰胜蓝岛海洋工程有限公司 | 风电升压站的装船装置及其控制方法 |
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