CN204608815U - 筏板重力式海上风机基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种筏板重力式海上风机基础。本实用新型的目的是提供一种施工工艺简单、海上施工作业周期短、适用于覆盖层较薄、基岩埋藏较浅甚至裸露的岩质地基的筏板重力式海上风机基础，以避免因沉桩不到位而引起的工程风险。本实用新型的技术方案是：一种筏板重力式海上风机基础，其特征在于：该风机基础为预应力混凝土结构，包括底板和位于底板上表面中心的主筒体；其中底板采用筏板结构，在底板的上表面以主筒体为中心呈放射状均匀布置主梁，两相邻主梁的外端通过次梁相连，底板外边缘设置悬挑板，所述底板与主筒体、主梁、次梁和悬挑板构成整体。本实用新型适用于海上风力发电行业。

Description

筏板重力式海上风机基础

技术领域

本实用新型涉及一种筏板重力式海上风机基础。适用于海上风力发电行业。

背景技术

风电作为清洁能源，已逐渐成为世界各国大力支持和发展的可再生能源产业。相比陆上风电，海上风电具有风能资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发的特点，并且随着风力发电技术的日趋成熟，海上风电机组的安全性及可靠性逐步提高，单机容量逐渐增大，开发建设海上风电的优势日益显现，目前世界各国逐渐将风电开发建设的重点由陆上转向海上。

我国拥有漫长的海岸线以及广阔的海域面积，从南至北纬度跨越较大，气候条件各异，且地质条件差异较大。根据我国海上风电开发建设现状，海上风机基础主要采用桩式基础(单桩基础、导管架基础和高桩承台基础等)。由于桩式基础适用于覆盖层较厚的海域，针对我国东南部及南部海域覆盖层较薄、基岩埋藏较浅甚至裸露的岩质地基，桩式基础需嵌岩至基岩一定深度后，方能满足海上风电机组正常运行的要求。考虑在岩质地基上进行桩式基础施工时，一方面覆盖层较薄，在波浪及海流等环境荷载作用下，基桩无法保持自稳，需要借助船机及其他辅助施工设备，施工工艺复杂且难度较大；另一方面，水下基岩开挖工程量大，存在基桩不能沉桩至设计高程的工程风险，且基桩在嵌岩过程中需要采用高性能、高工效的钻机设备，该钻机设备需要根据工程场区基岩特性提前定制，甚至需要从国外采购。因此，在岩质地基上采用桩式基础，其施工工艺复杂、施工难度较大、施工周期较长，基岩开挖工程量大，基础工程 投资费用较高；并且受到现有钻机设备的制约，可能存在基桩无法沉桩至设计高程的工程风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种施工工艺简单、海上施工作业周期短、适用于覆盖层较薄、基岩埋藏较浅甚至裸露的岩质地基的筏板重力式海上风机基础，以避免因沉桩不到位而引起的工程风险。

本实用新型所采用的技术方案是：一种筏板重力式海上风机基础，其特征在于：该风机基础为预应力混凝土结构，包括底板和位于底板上表面中心的主筒体；其中底板采用筏板结构，在底板的上表面以主筒体为中心呈放射状均匀布置主梁，两相邻主梁的外端通过次梁相连，底板外边缘设置悬挑板，所述底板与主筒体、主梁、次梁和悬挑板构成整体。

所述主筒体筒壁内预埋若干高强度预应力钢绞线，该钢绞线下端固定于底板下表面，上端固定于主筒体顶面。

所述主筒体下部为实心结构。

所述主筒体内预埋用于连接附属构件的钢质预埋件。

所述底板呈正多边形布置。

本实用新型的有益效果是：1)本实用新型采用预应力混凝土结构，主体结构及附属构件均可在陆上预制，主筒体为预应力构件，采用直线变径，施工工艺简单，立模方便，且自重较轻，目前国内现有施工能力及船机设备均能满足要求，施工难度小，海上施工作业周期短；2)本实用新型通过在主筒体内预埋高强预应力钢绞线，可大大提高筏板重力式海上风机基础结构的抗弯性能；3)本实用新型适用于覆盖层较薄、基岩埋藏较浅甚至裸露的岩质地基(亦适用于覆盖层埋藏较深、地质条件较好、承载力较高的地基)，由于不涉及嵌岩及沉桩 等工序，相比桩式基础具有施工设备不受限制、施工难度小、海上施工作业周期短、性价比高等优势。

附图说明

图1为实施例的立面示意图。

图2为实施例的俯视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为一种筏板重力式海上风机基础，包括底板4和位于底板上表面中心的主筒体3。

其中主筒体3采用变径结构，其顶部中心直径D4结合上部风机底节塔筒直径确定，并根据结构受力特性、海洋水文及地质条件等确定主筒体3的壁厚、底部外径D2、顶部外径D3和高度H2等。主筒体3为预应力结构，沿筒体均匀布置一定数量并从上而下贯穿主筒体3的高强预应力钢绞线8，具体数量及张拉吨位需根据结构尺寸、混凝土强度等级和荷载条件确定。为优化结构受力条件，主筒体3底部高度H1范围内采用实心结构(根据结构受力特性，主筒体下部亦可采用空心结构)。

底板4采用筏板结构，呈正八边形布置，内接于直径为D1的圆内，通过主梁5、次梁6和悬挑板7与主筒体3连接成整体，底板4的外接圆直径D1需满足基础结构整体稳定的要求。本例中主梁5以主筒体3为中心以45°角呈放射状均匀布置于底板4上表面，次梁6布置于底板4上表面，连接两相邻主梁5的外端，悬挑板7设置于底板4外边缘。

本例通过在主筒体3内预埋钢质预埋件，用于连接外平台、防撞装置(含爬梯)和电缆保护管等附属构件。主筒体3顶部通过预埋高强螺栓与上部风机塔筒2连接。

本实施例中筏板重力式海上风机基础为大型预应力混凝土结构，在陆上预制场采用水平分层的施工方法，通过定型组合模板预制；基础结构预制过程中，按照设计要求在主筒体3特定位置预埋钢质预埋件；混凝土养护期满后，一次张拉主筒体3内的高强预应力钢绞线8，以提高筏板重力式海上风机基础结构的抗弯性能。

筏板重力式海上风机基础海上吊装施工前，需先将机位处的海床面开挖至设计高程，采用碎石垫层1整平、夯实；待碎石垫层1平整度满足设计要求后，再将筏板重力式海上风机基础整体吊装并缓慢沉放至碎石垫层1上。沉放完成后复测基础顶水平度及基础方位朝向，均满足要求后方可在底板4、主梁5和次梁6构成的格仓内及基础周边抛填填充块石10，之后在主筒体3内回填砂石9，最后进行外平台、防撞装置(含爬梯)和电缆保护管等附属构件与钢制预埋件的连接安装工作，完成基础顶高强螺栓的埋设工作。

通过回填砂石9和抛填填充块石10，一方面可以增加基础结构自重，提高基础结构抗滑及抗倾覆能力，减少工程投资；另一方面，可以起到整平海底面，调整基础周边海流流态，有效减缓因局部流态改变引起对海床面的冲刷。

本实施例基础采用暗基床，亦可根据工程地质特性采用明基床。因此，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的范围内，做出的变化、改添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种筏板重力式海上风机基础，其特征在于：该风机基础为预应力混凝土结构，包括底板(4)和位于底板上表面中心的主筒体(3)；其中底板(4)采用筏板结构，在底板的上表面以主筒体(3)为中心呈放射状均匀布置主梁(5)，两相邻主梁(5)的外端通过次梁(6)相连，底板(4)外边缘设置悬挑板(7)，所述底板(4)与主筒体(3)、主梁(5)、次梁(6)和悬挑板(7)构成整体。

2.根据权利要求1所述的筏板重力式海上风机基础，其特征在于：所述主筒体(3)筒壁内预埋若干高强度预应力钢绞线(8)，该钢绞线下端固定于底板(4)下表面，上端固定于主筒体(3)顶面。

3.根据权利要求1所述的筏板重力式海上风机基础，其特征在于：所述主筒体(3)下部为实心结构。

4.根据权利要求1或2所述的筏板重力式海上风机基础，其特征在于：所述主筒体(3)内预埋用于连接附属构件的钢质预埋件。

5.根据权利要求1或2所述的筏板重力式海上风机基础，其特征在于：所述底板(4)呈正多边形布置。