CN206034408U - 用于海上升压站的后插桩式导管架结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于海上升压站的后插桩式导管架结构，包括主套筒、水平杆、竖向斜撑、水平斜撑及防沉板，所述主套筒的底部插入至海床面以下，所述导管架结构的桩插入在主套筒内，所述桩的顶部高于主套筒的顶部，所述海上升压站的上部结构直接固定在桩的顶部，所述水平杆将主套筒两两依次连接在一起，相邻的水平杆之间设置水平斜撑，所述水平杆包括上、下两组，上、下两组水平杆之间设置竖向斜撑，所述竖向斜撑的两端均连接在主套筒上。本实用新型的结构组成了一种结构上安全可靠、施工便利并节省投资的海上升压站基础结构型式。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于海上升压站的后插桩式导管架结构，适用于海上风力发电领域。
背景技术
海上风力发电是一个新兴的产业，2007年以后我国开始逐步发展海上风力发电产业。海上升压站是海上风电场升压、配电和控制中心，海上升压站内一般布置有主变压器、高低压配电柜、GIS、通信继保设备等各种电气设备，海上升压站将所有海上风电机组所发电能汇集后，通过主变压器升压，然后通过高压海缆送到陆上。
海上升压站的基础是将整个海上升压站上部结构固定在海床上的设施，海上升压站的基础除了需承受上部结构的全部重量外，还需承受风、浪、流等外力的作用。海上升压站基础的受力条件与海上风机基础也不一样，海上风机基础以承担水平力和弯矩为主，而海上升压站基础以承担巨大的竖向力为主，因此海上升压站基础需可靠的将上部结构的竖向力传递至地基；另外因为上部结构重量大，海上升压站还需要有足够的刚度，以避免海上升压站运行时变形、振动过大，避免地震时破坏。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：针对海上升压站基础的环境特点和受力特点，提供一种结构上安全可靠、施工便利并节省投资的海上升压站基础结构型式。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
用于海上升压站的后插桩式导管架结构，包括主套筒、水平杆、竖向斜撑、水平斜撑及防沉板，所述主套筒的底部插入至海床面以下，所述导管架结构的桩插入在主套筒内，所述桩的顶部高于主套筒的顶部，所述海上升压站的上部结构直接固定在桩的顶部，所述水平杆将主套筒两两依次连接在一起，相邻的水平杆之间设置水平斜撑，所述水平杆包括上、下两组，上、下两组水平杆之间设置竖向斜撑，所述竖向斜撑的两端均连接在主套筒上。
在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
桩的外径与主套筒的内径之间留有一定的间隙，桩的外径与主套筒的内径之间的间隙内灌注高强细石混凝土。
所述主套筒的底部设置有灌浆封隔器，所述灌浆封隔器包括上、下封板、橡胶块及用于固定橡胶块的螺栓，所述上、下封板固定在所述主套筒的内表面，所述橡胶块通过螺栓固定在所述上、下封板之间。
所述灌浆封隔器沿着桩的外径与主套筒的内径之间的间隙呈环状分布。
所述橡胶块的宽度较桩的外径与主套筒的内径之间的间隙宽1~3mm。
所述主套筒的外表面设置有灌浆管，灌浆管和桩的外径与主套筒的内径之间的间隙连通。
所述灌浆管为多层，其中，最底层的灌浆管的灌浆口位于导管架结构的底部，且位于灌浆封隔器的上方。
所述主套筒的顶部和底部均设置有导向块，导向块沿主套筒的内表面均匀分布，导向块在桩插入方向上被磨成圆角，导向块与桩的外径之间留有一定的间隙。
所述主套筒的顶部与桩之间采用封板连接，封板的上端与桩焊接，其下端与主套筒焊接，封板由多块拼接而成，封板的顶部预留灌浆出浆口。
所述导管架结构的底部设置有防沉板，防沉板设置于位于下方的水平杆（2）和连接在其上的水平斜撑之间的区域。
本实用新型的导管架结构的施工方法为：首先对安装位置的海床面进行找平，然后安放导管架，在导管架的主套筒里面插入桩，然后依次打桩，并随时根据导管架的水平度调整打桩的顺序，打桩完成后安装封板，然后在主套筒和桩之间的间隙内灌注高强细石混凝土。
本实用新型的有益效果是：
1、主套筒用于桩与导管架之间的内力传递，竖向斜撑用于承担水平力，水平斜撑用于承担扭转力，主套筒、水平杆、竖向斜撑、水平斜撑共同组成一个强度和刚度都很好的空间椼架结构。
2、桩外径与主套筒内径之间的间隙灌注高强细石混凝土，灌浆体用于桩和导管架之间的内力传递。
3、海上升压站上部结构直接固定在桩顶，而非固定在导管架上，这种结构使上部结构的荷载直接作用在桩上，减少了导管架的受力，使基础受力更加直接、明确。
4、主套筒底部设置有灌浆封隔器，灌浆封隔器可以在顺利插桩的前提下，保证桩与主套筒之间的密封，防止漏浆。灌浆封隔器的橡胶块的宽度较桩外径与主套筒内径之间的间隙宽1~3mm，桩插入时多余的1~3mm橡胶块被压缩，保证了橡胶块与桩外壁之间的紧密接触，避免漏浆。
5、主套筒上的灌浆管用于灌注高强细石混凝土，最底层灌浆管的灌浆口位于导管架的底部，从导管架的底部先灌浆，浆体由下而上逐渐填充桩与主套筒之间的间隙，这样可以防止海水混入混凝土，避免影响混凝土的强度和耐久性。灌浆管可以设置多层，相互备用，以避免灌浆管堵塞引起的灌浆中断。
6、导向块用于引导桩进入正确的位置，导向块顺着桩插入的方向被磨成圆角，以减小导向块与桩外壁这间的摩擦力。
7、主套筒的顶部与桩之间采用封板连接，封板可以作为桩与导管架之间的受力结构，直接承担桩与导管架之间的内力传递，也可以作为灌浆体的保护壳。
8、防沉板用于防止施工期导管架的过度下沉。
所有上述功能组合，组成了一种结构上安全可靠、施工便利并节省投资的海上升压站基础结构型式。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构布置图。
图2是本实用新型的导管架上水平杆的平面图。
图3是本实用新型的导管架下水平杆的平面图。
图4是本实用新型的主套筒剖面详图。
图5是本实用新型的灌浆封隔器详图。
图6是本实用新型的导向块详图。
图7是本实用新型的导管架顶封板剖面图。
图8是本实用新型的导管架顶封板立面图。
具体实施方式
如图1~8所示，本实施例为一个200MW规模的海上升压站，上部结构为整体式，其平面尺寸35m×35m，上部结构总重约2100t。上部结构的制造利用已公开的技术（ZL201020656982.7，整体式海上升压站结构）。
如图1~3所示，本实施例的导管架结构包括主套筒1、水平杆2、竖向斜撑3、水平斜撑4及防沉板5等部件。主套筒1的底部插入至海床面以下，桩6的顶部高于主套筒1的顶部，海上升压站的上部结构直接固定在桩6的顶部，水平杆2将主套筒1两两依次连接在一起，相邻的水平杆2之间设置水平斜撑3，水平杆2包括上、下两组，上、下两组水平杆2之间设置竖向斜撑3，竖向斜撑3的两端均连接在主套筒1上。
如图1、图7所示，导管架结构的桩6插入在主套筒1内，桩6的外径与主套筒1的内径之间留有50~150mm的间隙，桩6的外径与主套筒1的内径之间的间隙灌注高强细石混凝土7。
如图1、图7所示，本实施例导管架结构的桩6的顶部是高于主套筒1的顶部的，海上升压站上部结构直接固定在桩6的顶部。
如图1所示，主套筒1底部设置有灌浆封隔器12，如图5所示，灌浆封隔器12包括上、下封板121、橡胶块122及固定橡胶块122的螺栓123，灌浆封隔器12沿着桩6的外径与主套筒1的内径之间的间隙呈环状布置，橡胶块122的宽度较桩6的外径与主套筒1的内径之间的间隙宽1~3mm。
如图1、图4所示，主套筒1上设置有灌浆管11，灌浆管11与桩6的外径与主套筒1的内径之间的间隙连通，灌浆管11被焊接在主套筒1外侧，灌浆管11可以是多层，其中，最底层灌浆管11的灌浆口位于导管架结构的底部，且位于灌浆封隔器12的上方。
如图1、图4、图6所示，主套筒1的顶部和底部均设置有导向块13，导向块13沿主套筒1内径均匀分布，导向块13在桩6的插入方向上的两端被磨成圆角，导向块13与桩6的外径之间留有10~30mm的间隙。
如图1、图7、图8所示，主套筒1的顶部与桩6之间采用封板14连接，封板14上端与桩6焊接，下端与主套筒1焊接，封板14由多块拼接而成，封板顶部预留灌浆出浆口141。
如图1、图3所示，本实施例导管架结构的底部设置有防沉板5，防沉板5设置于位于下方的一组水平杆2及其上安装的水平斜撑4之间的区域。
这种导管架结构的施工方法为：首先对安装位置的海床面进行找平，然后安放导管架，在导管架的主套筒里面插入桩，然后依次打桩，并随时根据导管架的水平度调整打桩的顺序，打桩完成后安装封板，然后在主套筒和桩之间的间隙内灌注高强细石混凝土。
Claims (10)
1.用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述导管架结构包括主套筒（1）、水平杆（2）、竖向斜撑（3）、水平斜撑（4）及防沉板（5），所述主套筒（1）的底部插入至海床面以下，所述导管架结构的桩（6）插入在主套筒（1）内，所述桩（6）的顶部高于主套筒（1）的顶部，所述海上升压站的上部结构直接固定在桩（6）的顶部，所述水平杆（2）将主套筒（1）两两依次连接在一起，相邻的水平杆（2）之间设置水平斜撑（4），所述水平杆（2）包括上、下两组，上、下两组水平杆（2）之间设置竖向斜撑（3），所述竖向斜撑（3）的两端均连接在主套筒（1）上。
2.根据权利要求1所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：桩（6）的外径与主套筒（1）的内径之间留有一定的间隙，桩（6）的外径与主套筒（1）的内径之间的间隙内灌注高强细石混凝土（7）。
3.根据权利要求1所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述主套筒（1）的底部设置有灌浆封隔器（12），所述灌浆封隔器（12）包括上、下封板（121）、橡胶块（122）及用于固定橡胶块（122）的螺栓（123），所述上、下封板（121）固定在所述主套筒（1）的内表面，所述橡胶块（122）通过螺栓（123）固定在所述上、下封板（121）之间。
4.根据权利要求3所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述灌浆封隔器（12）沿着桩（6）的外径与主套筒（1）的内径之间的间隙呈环状分布。
5.根据权利要求3所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述橡胶块（122）的宽度较桩（6）的外径与主套筒（1）的内径之间的间隙宽1~3mm。
6.根据权利要求1所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述主套筒（1）的外表面设置有灌浆管（11），灌浆管（11）和桩（6）的外径与主套筒（1）的内径之间的间隙连通。
7.根据权利要求6所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述灌浆管（11）为多层，其中，最底层的灌浆管（11）的灌浆口位于导管架结构的底部，且位于灌浆封隔器（12）的上方。
8.根据权利要求1所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述主套筒（1）的顶部和底部均设置有导向块（13），导向块（13）沿主套筒（1）的内表面均匀分布，导向块（13）在桩（6）插入方向上被磨成圆角，导向块（13）与桩（6）的外径之间留有一定的间隙。
9.根据权利要求1所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述主套筒（1）的顶部与桩（6）之间采用封板（14）连接，封板（14）的上端与桩（6）焊接，其下端与主套筒（1）焊接，封板（14）由多块拼接而成，封板（14）的顶部预留灌浆出浆口（141）。
10.根据权利要求1所述的用于海上升压站的后插桩式导管架结构，其特征在于：所述导管架结构的底部设置有防沉板（5），防沉板（5）设置于位于下方的水平杆（2）和连接在其上的水平斜撑（4）之间的区域。
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