CN201704699U

CN201704699U - 海上风机钢结构基础体系

Info

Publication number: CN201704699U
Application number: CN2010202531695U
Authority: CN
Inventors: 陈炯; 李先林; 孙绪东; 徐峰; 路志浩
Original assignee: Baosteel Engineering and Technology Group Co Ltd
Current assignee: Baosteel Engineering and Technology Group Co Ltd
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2020-07-08

Abstract

本实用新型涉及一种海上风机钢结构基础体系，包括钢管桩、钢制围箱，钢制围箱内现浇钢筋混凝土承台。钢管桩的数量在三根以上，钢管桩的顶部连接钢制围箱，在钢制围箱的现浇钢筋混凝土承台上安装风机杆塔。本实用新型的海上风机钢结构基础体系由钢管桩与钢围箱混凝土承台组成，是一种新型的结构形式，适用于建在浅海和潮间带的风机机组，具有如下优点：制作及施工优势；综合效益良好；施工过程受气候影响小。由于钢制围箱固定后，形成一个相对封闭、稳定的工作平台，在海上施工时，不会受到潮汐、风浪、水流等的影响。

Description

海上风机钢结构基础体系

技术领域

本实用新型涉及风力发电设施，特别涉及一种海上风机钢结构基础体系。

背景技术

风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术，在陆地风电场建设快速发展的同时，人们已经注意到陆地风能利用所受到的一些限制，如占地面积大、噪声污染等问题。海上风力资源丰富，海上风力发电受噪声、鸟类影响及电磁波干扰等问题的限制较少，它不占用陆上土地资源，不涉及土地征用等问题。再有，海上风速随高度的变化较小，因此不需要建立很高的支撑塔架，从而可以降低海上风力发电机组的成本。还有，海上湍流强度低，海平面摩擦力较小，作用在风力发电机组上的疲劳载荷减少，因而可以延长风电机组的使用寿命。

由于以上诸多优点，海洋将成为一个迅速发展的风电市场。我国东部沿海水深50m以内的海域面积辽阔，而且距离电力负荷中心(沿海经济发达电力紧缺区)很近，随着海上风电场技术的发展成熟，风电必将会成为我国东部沿海地区可持续发展的重要能源来源。

风电机组的基础是海上风电场建设的重要一环，目前应用的风机基础主要有以下两种形式：

一、单桩基础

单桩基础是最简单的基础结构，由焊接钢管组成，通过侧面土壤的压力来传递风机荷载。桩的直径根据负荷的大小而定，一般在3～5m左右，壁厚约为桩直径的1％。插入海床的深度与土壤的强度有关，可由液压锤或振动锤贯入海床，或者在海床上钻孔。单桩基础受海底地质条件和水深的约束较大，水太深易出现弯曲现象；而且，安装时需要专用的设备(如钻孔设备)，施工安装费用较高；另外，对冲刷敏感，在海床与基础相接处，需做好防冲刷防护。

二、普通多桩基础

与陆上风机基础类似，由多根混凝土或钢管桩与混凝土承台组成。由于在海水中施工，为了给混凝土施工创造工作平台，需要打钢板桩或整体沉筒，形成封闭的操作空间，将海水抽干，然后采用陆上风机基础的施工工艺进行施工。施工该类基础要采用比较复杂的围护措施，需要花费很多的围护费用和工时，再加上后期混凝土的运输、养护、维护等，需要的时间会更多，单个风机基础的时间在4～5个月。因此，普通多桩基础的综合经济效益不佳。

实用新型内容

基于以上原因，本实用新型提供了一种改进的海上风机钢结构基础体系，它由钢管桩与钢围箱混凝土承台组成，解决了上述现有技术所存在的问题。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种海上风机钢结构基础体系，包括钢管桩，还包括钢制围箱，所述钢制围箱内现浇钢筋混凝土承台；

所述钢管桩的数量在三根以上，钢管桩的顶部连接钢制围箱，在钢制围箱的现浇钢筋混凝土承台上安装风机杆塔。

所述三根以上钢管桩为分立的直桩。

所述三根以上钢管桩为分立的斜桩。

所述钢管桩为圆钢管桩。

所述钢管桩为方钢管桩。

所述钢管桩为多边形钢管桩。

所述钢管桩为内灌混凝土的钢管混凝土桩。

所述钢管桩为空心钢管混凝土桩。

本实用新型的海上风机钢结构基础体系由钢管桩与钢围箱混凝土承台组成，是一种新型的结构形式，适用于建在浅海和潮间带的风机机组，尤其潮间带风机组应用该基础形式，其优点更为突出。

本实用新型的多钢管桩+钢围箱混凝土承台基础的海上风机钢结构基础体系与现有的风机基础形式相比，具有如下优点：

1、制作及施工优势。

钢围箱可在工厂制作，再运输至工地，与桩连接，然后在围箱内进行风机钢筋混凝土承台施工。故该种基础体系制作简便，运输、安装方便，施工难度低，现场焊接量小，施工速度快，施工周期短，便于在海上恶劣天气的间隙施工。

2、综合效益良好。

由于采用钢制围箱，不需要采取特别的围护措施，综合考虑施工成本和施工周期，经济效益良好。

3、施工过程受气候影响小。

由于钢制围箱固定后，形成一个相对封闭、稳定的工作平台，在海上施工时，不会受到潮汐、风浪、水流等的影响。

附图说明

图1是本实用新型的一种海上风机钢结构基础体系的示意图。

图2是图1海上风机钢结构基础体系的另一实施例示意图。

图中标记：

1为钢管桩，2为现浇钢筋混凝土承台，3为风机杆塔，4为海床，5为钢制围箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

参看图1和图2，本实用新型的一种海上风机钢结构基础体系由钢管桩1和钢制围箱5组成，钢制围箱5内现浇钢筋混凝土承台2。

钢管桩1的数量在三根以上，可以为三根以上分立的直桩(如图1所示)，也可以为三根以上分立的斜桩(如图2所示)，还可以采用直桩和斜桩的组合形式。

钢管桩1的顶部连接钢制围箱5，在钢制围箱5的现浇钢筋混凝土承台2上安装风机杆塔3。钢管桩1的下部埋设于海床4中。

钢制围箱5在工厂整体制作，对应桩位预留吊装孔，再运输至工地，待桩施工完毕，将钢制围箱吊装至桩顶并固定，然后在钢制围箱5内进行风机的钢筋混凝土承台2的施工。

钢管桩1可以为圆钢管桩，也可以为方钢管桩，还可以为多边形钢管桩。这些圆形、方形或多边形钢管桩1都为空心钢管桩。空心钢管桩还可以是其它形状的钢管桩。

钢管桩1可以为内灌混凝土的圆钢管混凝土桩，也可以为内灌混凝土的方钢管混凝土桩，还可以是其它形状的钢管混凝土桩，如多边形钢管桩。

钢管桩1可以为空心钢管混凝土桩，或者是空心圆钢管混凝土桩，或者是空心方钢管混凝土桩，还可以是其它形状的空心钢管混凝土桩。

本实用新型的海上风机钢结构基础体系与现有的其它风机基础形式的主要优缺点分析比较如下：

1、单桩基础：

优点：结构形式最简单。

缺点：用钢量大，安装时需要专用的设备，施工安装费用较高。

2、普通多桩基础：

优点：结构形式简单，适用于陆地风机机组。

缺点：施工周期长，需要围堰、抽水等多种服务于现场施工的措施，混凝土的运输成本高、养护和维护时间长。

3、本实用新型的多钢管桩+钢围箱混凝土承台基础：

优点：钢围箱转换结构可在工厂制作，再运输至工地，与桩连接，再在围箱内进行风机钢筋混凝土承台施工。故该种基础体系制作简便，运输、安装方便，无须采取围护措施，施工难度低，施工速度快，施工周期短；综合效益良好；施工过程受气候影响小。

缺点：相比单桩基础，施工周期略长。

由此可以看出，本实用新型的多钢管桩+钢围箱混凝土承台基础的优点突出。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本实用新型权利要求的范围内。

Claims

1.一种海上风机钢结构基础体系，包括钢管桩，其特征在于，还包括钢制围箱，所述钢制围箱内现浇钢筋混凝土承台；

2.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述三根以上钢管桩为分立的直桩。

3.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述三根以上钢管桩为分立的斜桩。

4.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述钢管桩为圆钢管桩。

5.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述钢管桩为方钢管桩。

6.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述钢管桩为多边形钢管桩。

7.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述钢管桩为内灌混凝土的钢管混凝土桩。

8.根据权利要求1所述的海上风机钢结构基础体系，其特征在于，所述钢管桩为空心钢管混凝土桩。