CN206971252U - 一种海上风电单桩基础与外平台的连接装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海上风电单桩基础与外平台的连接装置,属于海上风电机组施工技术领域。该装置包括单桩基础(1)、外平台(2)和套笼(3),单桩基础(1)的外部包覆有套笼(3),套笼(3)的顶部固定有外平台(2),套笼(3)包括套笼圈梁(4)和套笼立杆(5)。该装置还包括环形件(6)和连接机构(7),单桩基础(1)的外壁周圈上设有环形件(6),套笼圈梁(4)的底部设有连接机构(7),环形件(6)与连接机构(7)通过螺栓(10)固定。本实用新型使得打桩时不用考虑单桩基础(1)的方向性,缩短了单桩基础(1)在海上进行方向对正的时间,提高了施工效率、节约了施工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种海上风电单桩基础与外平台的连接装置,属于海上风电机组施工技术领域。
背景技术
海上风能因其巨大的社会和环保效益成为能源发展的重点,而海上风电单桩基础因其受力明确、结构较简单、加工相对容易等优点应用越来越广泛。目前,海上风电单桩基础与外平台的连接形式通常在桩外壁焊接几个牛腿,套笼圈梁焊接几个燕尾扣,通过燕尾扣和牛腿将套笼与单桩基础连接在一起,如图1所示。但是海上风力发电与陆上风力发电并不相同,最大区别在于两者所处的位置不同,由于海上风电机组的基础处于海上,增加了许多额外的载荷和不确定因素,因而设计较为复杂。在单桩基础与外平台安装过程中,由于外平台有方向性,还需要将牛腿与燕尾扣一一配合,这种连接形式需要在沉桩时,把握单桩基础的方向,对打桩的精度要求比较高,施工难度较大,施工效率较低且工程造价高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种海上风电单桩基础与外平台的连接装置,克服现有技术中海上风电单桩基础施工难度大、效率低且工程造价高的缺陷。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下的技术方案:
该种海上风电单桩基础与外平台的连接装置包括单桩基础、外平台和套笼,所述单桩基础的外部包覆有套笼,所述套笼的顶部固定有外平台。所述套笼包括若干个平行的套笼圈梁和若干个套笼立杆,套笼圈梁之间通过套笼立杆相连,套笼立杆与套笼圈梁所在平面垂直。该种连接装置还包括环形件和连接机构,所述单桩基础的外壁周圈上设有若干道环形件,所述套笼圈梁的底部设有若干组连接机构,所述环形件与连接机构通过螺栓固定。
前述的连接机构呈放射状布置于套笼圈梁底部,每组连接机构包括一个弧形立板和若干个加劲板,所述弧形立板和加劲板的顶面均固定于套笼圈梁的底面,所述加劲板呈放射状均匀布置于弧形立板的内侧面。通过加劲板能有效的将套笼圈梁上的荷载传递到单桩基础上,也能保证弧形立板不会发生局部屈曲。
前述的单桩基础的外壁周圈上设有两道环形件,其中一道环形件置于单桩基础顶部即靠近外平台的一端,另一道环形件置于单桩基础底部即远离外平台的一端。
前述的靠近外平台一端的顶层套笼圈梁底部设有至少五组连接机构,所述五组连接机构均在同一水平面上。所述远离外平台一端的底层套笼圈梁底部也设有至少五组连接机构,所述五组连接机构也在同一水平面上。
前述的每组连接机构包括一个弧形立板和五个加劲板,所述弧形立板上开设有若干个螺栓孔,所述螺栓穿过螺栓孔将弧形立板与环形件固定。
前述的环形件焊接于单桩基础外壁,厚度为40mm,高度为250mm。所述弧形立板和加劲板厚度均为30mm,高度均为250mm。
前述的加劲板为楔形板,采用楔形板传力更加合理,充分利用其强度。
进一步的,前述的单桩基础的外径为5.5~7米。
一种对前述的海上风电单桩基础与外平台连接装置的施工工艺,其包括以下步骤:
F001,在单桩基础外壁周圈焊接两道环形件,焊接位置根据套笼顶层、底层的套笼圈梁而定,环形件外表面刷防腐涂料,此加工焊接过程在工厂里进行;
F002,在顶层套笼圈梁、底层套笼圈梁的底部均焊接连接机构,即弧形立板和加劲板,在弧形立板上开螺栓孔,其中弧形立板周向长度、螺栓孔和加劲板数目根据单桩基础桩径大小而定,连接机构外表面刷防腐涂料,此加工焊接过程也在工厂里进行;
F003,将预制好的单桩基础、外平台和套笼运输至海上风电机组操作平台,通过专用打桩设备进行打桩施工,直到单桩基础达到设计深度;
F004,沉桩后,先吊装套笼置于单桩基础的外部,待其就位后,根据弧形立板的螺栓孔孔位,对环形件进行打孔,孔深为35mm,然后螺栓穿过螺栓孔将弧形立板与环形件固定,完成操作过程。
与现有技术相比,本实用新型通过环形件与连接机构之间的相互配合,使得打桩时不用考虑单桩基础的方向性,大大缩短了单桩基础在海上进行方向对正的时间,提高了24%的基础沉桩施工效率、节约了施工成本。
附图说明
图1是现有技术中海上风电单桩基础与外平台的连接装置结构示意图;
图2是本实用新型中海上风电单桩基础与外平台的连接装置结构示意图;
图3是本实用新型中外平台、顶层套笼圈梁与单桩基础的结构示意图;
图4是本实用新型中底层套笼圈梁与单桩基础的结构示意图;
图5是图3中的A-A向剖视图,即套笼圈梁与单桩基础连接示意图;
图6是图5的分解示意图;
图7是图6中的B-B向剖视图;
图8是图7的底部视图,即连接机构中弧形立板与加劲板的连接示意图。
附图标记的含义:1-单桩基础,2-外平台,3-套笼,4-套笼圈梁,5-套笼立杆,6-环形件,7-连接机构,8-弧形立板,9-加劲板,10-螺栓,11-螺栓孔。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例1:如图2~图8所示,该种海上风电单桩基础与外平台的连接装置包括单桩基础1、外平台2和套笼3。对于外径6米的单桩基础1,单桩基础1的外部包覆有套笼3,套笼3的顶部固定有外平台2。套笼3包括五个平行的套笼圈梁4和六个套笼立杆5,套笼圈梁4之间通过套笼立杆5相连,套笼立杆5与套笼圈梁4所在平面垂直。连接装置还包括环形件6和连接机构7,单桩基础1的外壁周圈上焊接有两道环形件6,环形件6的厚度为40mm,高度为250mm。其中一道环形件6置于单桩基础1顶部即靠近外平台2的一端,另一道环形件6置于单桩基础1底部即远离外平台2的一端。靠近外平台2一端的顶层套笼圈梁4底部设有五组连接机构7,五组连接机构7均在同一水平面上;远离外平台2一端的底层套笼圈梁4底部也设有五组连接机构7,五组连接机构7也在同一水平面上,环形件6与连接机构7通过螺栓10固定。连接机构7呈放射状布置于套笼圈梁4底部,每组连接机构7包括一个弧形立板8和六个加劲板9,弧形立板8和加劲板9厚度均为30mm,高度均为250mm。弧形立板8和加劲板9的顶面均固定于套笼圈梁4的底面,加劲板9为楔形板,加劲板9呈放射状均匀布置于弧形立板8的内侧面。通过加劲板9能有效的将套笼圈梁4上的荷载传递到单桩基础1上,也能保证弧形立板8不会发生局部屈曲。弧形立板8上开设有十个螺栓孔11,螺栓孔11直径为33mm,螺栓10穿过螺栓孔11将弧形立板8与环形件6固定。
实施例2:如图2~图8所示,一种海上风电单桩基础与外平台的连接装置包括单桩基础1、外平台2和套笼3,单桩基础1的外部包覆有套笼3,套笼3的顶部固定有外平台2。套笼3包括若干个平行的套笼圈梁4和若干个套笼立杆5,套笼圈梁4之间通过套笼立杆5相连,套笼立杆5和套笼圈梁4所在平面垂直。该种连接装置还包括环形件6和连接机构7,单桩基础1的外壁周圈上设有若干道环形件6,套笼圈梁4的底部设有若干组连接机构7,环形件6与连接机构7通过螺栓10固定。连接机构7呈放射状布置于套笼圈梁4底部,每组连接机构7包括一个弧形立板8和若干个加劲板9,弧形立板8和加劲板9的顶面均固定于套笼圈梁4的底面,加劲板9呈放射状均匀布置于弧形立板8的内侧面。单桩基础1的外壁周圈上设有两道环形件6,其中一道环形件6置于单桩基础1顶部即靠近外平台2的一端,另一道环形件6置于单桩基础1底部即远离外平台2的一端。靠近外平台2一端的顶层套笼圈梁4底部设有至少五组连接机构7,五组连接机构7均在同一水平面上。远离外平台2一端的底层套笼圈梁4底部也设有至少五组连接机构7,五组连接机构7也在同一水平面上。
实施例3:如图2~图8所示,一种海上风电单桩基础与外平台连接装置的施工工艺,其包括以下步骤:
F001,在单桩基础1外壁周圈焊接两道环形件6,焊接位置根据套笼3顶层、底层的套笼圈梁4而定,环形件6外表面刷防腐涂料,此加工焊接过程在工厂里进行;
F002,在顶层套笼圈梁4、底层套笼圈梁4的底部均焊接连接机构7,即弧形立板8和加劲板9,在弧形立板8上开螺栓孔11,其中弧形立板8周向长度、螺栓孔11和加劲板9数目根据单桩基础1桩径大小而定,连接机构7外表面刷防腐涂料,此加工焊接过程也在工厂里进行;
F003,将预制好的单桩基础1、外平台2和套笼3运输至海上风电机组操作平台,通过专用打桩设备进行打桩施工,直到单桩基础1达到设计深度;
F004,沉桩后,先吊装套笼3置于单桩基础1的外部,待其就位后,根据弧形立板8的螺栓孔11孔位,对环形件6进行打孔,孔深为35mm,然后螺栓10穿过螺栓孔11将弧形立板8与环形件6固定,完成操作过程。
Claims (8)
1.一种海上风电单桩基础与外平台的连接装置,包括单桩基础(1)、外平台(2)和套笼(3),所述单桩基础(1)的外部包覆有套笼(3),所述套笼(3)的顶部固定有外平台(2);所述套笼(3)包括若干个平行的套笼圈梁(4)和若干个套笼立杆(5),套笼圈梁(4)之间通过套笼立杆(5)相连,套笼立杆(5)与套笼圈梁(4)所在平面垂直,其特征在于,还包括环形件(6)和连接机构(7),所述单桩基础(1)的外壁周圈上设有若干道环形件(6),所述套笼圈梁(4)的底部设有若干组连接机构(7),所述环形件(6)与连接机构(7)通过螺栓(10)固定。
2.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述连接机构(7)呈放射状布置于套笼圈梁(4)底部,每组连接机构(7)包括一个弧形立板(8)和若干个加劲板(9),所述弧形立板(8)和加劲板(9)的顶面均固定于套笼圈梁(4)的底面,所述加劲板(9)呈放射状均匀布置于弧形立板(8)的内侧面。
3.根据权利要求2所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述单桩基础(1)的外壁周圈上设有两道环形件(6),其中一道环形件(6)置于单桩基础(1)顶部即靠近外平台(2)的一端,另一道环形件(6)置于单桩基础(1)底部即远离外平台(2)的一端。
4.根据权利要求3所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述靠近外平台(2)一端的顶层套笼圈梁(4)底部设有至少五组连接机构(7),所述五组连接机构(7)均在同一水平面上;所述远离外平台(2)一端的底层套笼圈梁(4)底部也设有至少五组连接机构(7),所述五组连接机构(7)也在同一水平面上。
5.根据权利要求4所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述每组连接机构(7)包括一个弧形立板(8)和五个加劲板(9),所述弧形立板(8)上开设有若干个螺栓孔(11),所述螺栓(10)穿过螺栓孔(11)将弧形立板(8)与环形件(6)固定。
6.根据权利要求5所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述环形件(6)焊接于单桩基础(1)外壁,厚度为40mm,高度为250mm;所述弧形立板(8)和加劲板(9)厚度均为30mm,高度均为250mm。
7.根据权利要求6所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述加劲板(9)为楔形板。
8.根据权利要求1~7任一所述的海上风电单桩基础与外平台的连接装置,其特征在于,所述单桩基础(1)的外径为5.5~7米。
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