CN205242376U - 一种具有真空腔的高桩承台破冰结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有真空腔的高桩承台破冰结构。所述高桩承台破冰结构包括用于支撑承台的多根高桩，套设在每根高桩浸水面处外壁上的圆筒，设置在圆筒上的球板，该球板外壁上设有多个弹性元件，可伸缩的所述弹性元件外端固定有环向布置的破冰元件；所述圆筒与球板之间形成向高桩侧产生负压力的真空腔。本实用新型结构简单，破冰效果好，避免了高桩承台承受冰载荷，从而延长了高桩承台的使用寿命。

Description

一种具有真空腔的高桩承台破冰结构

技术领域

本实用新型涉及一种具有真空腔的高桩承台破冰结构，属于破冰技术领域。

背景技术

冰，特别海冰是高纬度海域海洋结构物设计和安全运营的重要影响因素,海冰在与海洋结构物相互作用时总是要设计成海冰先遭到破坏,我国渤海和黄海北部每年出现不同程度的冰冻，冰荷载是渤海海洋工程结构设计的重要性荷载。

我国渤海风能资源丰富，海上风能发电市场具有广阔的发展前景，但渤海湾属于高纬度寒区，每年冬春季海面都有海冰情况，对结构的影响很大，为保障渤海海上风能资源开发的安全，基于消除海冰对结构的破坏，拟研究一套应用于高桩承台的破冰结构。

目前已有的破冰结构大多是固定式，作用于破冰结构的冰力直接传递到桩上，易使桩受到冰的反复作用而破坏，有必要研究一套新型的破冰结构，提高桩的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种具有真空腔的高桩承台破冰结构，该破冰结构的结构简单，破冰效果好，避免了高桩承台承受冰载荷，从而延长了高桩承台的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种具有真空腔的高桩承台破冰结构，其结构特点是，包括用于支撑承台的多根高桩，套设在每根高桩浸水面处外壁上的圆筒，设置在圆筒上的球板，该球板外壁上设有多个弹性元件，可伸缩的所述弹性元件外端固定有环向布置的破冰元件而使破冰元件形成可伸缩结构；所述圆筒与球板之间形成向高桩侧产生负压力的真空腔。

本实用新型在圆筒与球板之间形成真空，产生向高桩侧的负压力，同时通过在破冰元件与高桩之间增加弹性元件连接，可以使高桩受到的冰力通过弹性元件消耗掉，并通过优化破冰结构的型式，减少冰对高桩的作用，促进高桩的使用寿命。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

作为一种替换形式，所述球板与高桩外壁之间直接形成所述真空腔。换句话说，就是取消所述圆筒，直接将球板固定在高桩外壁上，并形成真空腔，也可以达到同样的效果。

所述球板上嵌装有真空阀门。由此通过真空阀门和大功率抽气泵抽空圆筒与球板之间所封闭区域的气体，在圆筒与球板之间形成真空，产生向高桩侧的负压力。

为了提高破冰效果，优选所述破冰元件的最外端为锥环，锥环的尖端朝外。更优选地，所述圆筒外壁装有水平布置的横杆，该横杆穿过真空腔，且横杆的外端相对所述锥环伸出。

优选地，所述弹性元件为弹簧。更优选地，所述弹簧包括横向伸缩段和竖向伸缩段。由此，破冰元件可以做水平往复运动或上下往复运动，从而提高破冰效果。本实用新型通过在锥环与球板之间增加弹簧连接，可以使桩受到的冰力通过弹簧消耗掉，并通过优化破冰结构的型式，减少冰对桩的作用，促进桩的使用寿命。

为了适应海水建构筑物的情况，所述圆筒、球板外均设有环氧树脂型重防腐涂料层。

为了适应海水建构筑物的情况，所述弹性元件和破冰元件外均设有聚氨酯漆涂料层。

所述高桩与圆筒之间通过灌浆连接，该高桩的底端固定在海底。

藉由上述结构，本实用新型通过抽空圆筒与球板之间的封闭区域形成真空腔，从而形成向高桩侧的负压力，使破冰结构与高桩更紧密连接，减少破冰结构与高桩之间的相互作用力，有效避免了破冰结构与高桩承台的焊接破坏，使破冰结构与高桩之间形成有机的整体。

本实用新型通过真空阀门抽空圆筒与球板之间的封闭区域，形成向桩侧的负压力，使破冰结构与桩更紧密连接，减少破冰结构与桩的相互作用力，有效避免了破冰结构与桩的灌浆破坏，使破冰结构与桩形成有机的整体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，破冰效果好，避免了高桩承台承受冰载荷，从而延长高桩承台的使用寿命，尤其解决了海冰区结构受海冰作用发生破坏的情况，提高了结构的整体抗冰能力，促进了海上风电行业的整体发展，有利于推动海冰区海上风能资源的开发应用。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1为本实用新型所述结构的示意图；

图2为图高桩承台结构的俯视图；

图3为破冰元件1的俯视图；

图4为破冰元件1的侧视图；

图5为所述破冰结构的示意图。

在图中：

1-破冰元件；2-混凝土承台；3-锥环；4-球板；5-横杆；6-弹簧；7-真空阀门；8-钢管桩；9-灌浆；10-圆筒。

具体实施方式

如图1所示，一种具有真空腔的高桩承台破冰结构：所述结构包括破冰元件1、混凝土承台2、多根作为高桩的钢管桩8，钢管桩8外侧套有破冰元件1，破冰元件1与钢管桩8通过灌浆9相连，钢管桩8与混凝土承台2通过浇筑组合在一起，钢管桩8结构上部为混凝土承台2，下部深入海底，整个结构以钢管桩8基础为支撑固定在海上。

如图2-4所示，所述破冰元件1包括锥环3、球板4、横杆5、真空阀门7和圆筒10，圆筒10、球板4和横杆5均采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料。所述锥环3、弹簧6、真空阀门7采用合金结构钢材料，外涂聚氨酯漆涂料。

所述混凝土承台2采用高性能海工混凝土，钢管桩8为单桩大直径薄壁结构的高强度钢。

如图5所示，所述横杆5穿过球板4焊接在圆筒10上，横杆5头部为锥形并伸出球板4，球板4和横杆5焊接在圆筒10上，锥环3与球板4通过弹簧6焊接相连，真空阀门7嵌在球板4中。

所述真空阀门7通过大功率抽气泵，抽空圆筒10与球板4之间所封闭区域的气体，在圆筒10与球板4之间形成真空，产生向钢管桩8侧的负压力。

所述破冰元件1与钢管桩8通过灌浆9相连，钢管桩8与混凝土承台2通过浇筑组合在一起，钢管桩8通过打桩船施打固定在海底。

本实用新型可以推动海冰区的海上风电的开发利用，加快海上风能发电设备的市场化和商业化，促进海上风能资源大规模商业开发利用，实现我国的减排承诺。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，包括用于支撑承台的多根高桩，套设在每根高桩浸水面处外壁上的圆筒（10），设置在圆筒（10）上的球板（4），该球板（4）外壁上设有多个弹性元件，可伸缩的所述弹性元件外端固定有环向布置的破冰元件（1）而使破冰元件（1）形成可伸缩结构；所述圆筒（10）与球板（4）之间形成向高桩侧产生负压力的真空腔。

2.根据权利要求1所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述球板（4）与圆筒（10）之间直接形成所述真空腔。

3.根据权利要求1或2所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述球板（4）上嵌装有真空阀门。

4.根据权利要求1或2所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述破冰元件（1）的最外端为锥环（3），锥环（3）的尖端朝外。

5.根据权利要求4所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述圆筒（10）外壁装有水平布置的横杆（5），该横杆（5）穿过真空腔，且横杆（5）的外端相对所述锥环（3）伸出。

6.根据权利要求1或2所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述弹性元件为弹簧（6）。

7.根据权利要求6所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述弹簧（6）包括横向伸缩段和竖向伸缩段。

8.根据权利要求1或2所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述圆筒（10）、球板（4）外均设有环氧树脂型重防腐涂料层。

9.根据权利要求1或2所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述弹性元件和破冰元件（1）外均设有聚氨酯漆涂料层。

10.根据权利要求1所述的具有真空腔的高桩承台破冰结构，其特征在于，所述高桩与圆筒（10）之间通过灌浆连接，该高桩的底端固定在海底。