CN208933991U - 一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，包括:圈梁，为环状结构，套装在单桩基础上，若干牺牲阳极环向固定连接在所述圈梁上；若干第一限位结构，环向设置在所述圈梁上，所述第一限位结构与预设在所述单桩基础外侧的用于支撑所述圈梁的支撑件配合，使所述圈梁绕所述单桩基础的中心轴的周向运动受限制；第二限位结构，设置在所述第一限位结构与所述支撑件连接处的下方，用以阻挡所述第一限位结构相对所述支撑件沿平行于所述单桩基础的中心轴的向上运动。第一限位结构与第二限位结构配合使圈梁既不能周向运动，在受到海水浮力及向上水流力作用的时候，也不会向上运动，连接稳定。

Description

一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电技术领域，具体涉及一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置。

背景技术

随着风力发电技术的日趋成熟，依靠风力发电增加能源供应的方式逐渐受到世界各国的青睐。广阔的海洋因其拥有丰富、稳定的风能资源，早已引起了人们的关注。我国拥有漫长的海岸线，海域蕴藏有丰富的风能资源，目前，河北、山东、江苏、浙江、上海、广东、福建等沿海省份都制定了海上风电发展规划。

海上风电设计寿命一般为25年，由于钢管桩基础所处环境非常恶劣，常年受到海水侵蚀，因此海上风电防腐要求较高，一般采用涂层+牺牲阳极联合防腐方式。现有牺牲阳极一般直接焊接在钢管桩上，若打桩前焊接，打桩过程中阳极受振动容易被振落，若打桩后焊接，需要水下焊接，施工难度大，技术要求高，危险系数大，且成本高。中国专利文献CN204610156U公开了一种海上风电单桩基础集成式附属结构，该附属结构整体套装在单桩基础上，并支撑于单桩基础下部桩表面预设的支撑牛腿上；所述附属结构包括风机外平台、电缆保护管、防撞系统、牺牲阳极和若干可套装于单桩基础上的圈梁，所述圈梁与圈梁间隔一定距离、同心共轴布置，圈梁之间和圈梁与风机平台之间经电缆保护护管、防撞系统和若干圈梁支撑杆连接为整体；所述牺牲阳极焊接于最下方圈梁上或圈梁支撑杆的下部。

上述现有技术减少了海上施工作业时间，可有效规避打桩过程中桩身附属构件被振动破坏，但是上述集成式附属构件在受到外力的作用比如海水的冲击力下容易相对单桩基础发生转动，附属构件上的电缆保护管等结构的位置发生变化而影响风力发电的正常使用。中国专利文献CN206706812U公开了一种防扭转结构及具有防扭转结构的海上风机单桩基础，包括倒U型燕尾扣和支撑结构，其中倒U型燕尾扣下端开有朝向下方的倒U型槽，该支撑结构上端面为与倒U型槽相适配的圆弧面，所述倒U型燕尾扣的倒U型槽开口处具有外扩的导向槽口。该现有技术可防止集成式附属构件发生扭转，但在受到海水浮力及向上水流力作用的时候，圈梁容易向上浮动，连接不稳定。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的海上风机单桩基础集成式附属结构与单桩基础连接不稳定的缺陷，从而提供一种连接稳定的牺牲阳极与单桩基础的固定装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，包括:

圈梁，为环状结构，套装在单桩基础上，若干牺牲阳极环向固定连接在所述圈梁上；

若干第一限位结构，环向设置在所述圈梁上，所述第一限位结构与预设在所述单桩基础外侧的用于支撑所述圈梁的支撑件配合，使所述圈梁绕所述单桩基础的中心轴的周向运动受限制；

第二限位结构，设置在所述第一限位结构与所述支撑件连接处的下方，用以阻挡所述第一限位结构相对所述支撑件沿平行于所述单桩基础的中心轴的向上运动。

所述第一限位结构为燕尾板，所述燕尾板上的卡槽的开口端的宽度大于所述卡槽内部的宽度，所述支撑件为预先焊接在所述单桩基础外侧的横向钢管，所述卡槽内部的宽度与所述横向钢管的外径相匹配。

所述燕尾板的下端位于所述卡槽的两侧均设有垂直于所述燕尾板的表面的凸台，两个所述凸台上分别设有螺栓孔，螺栓穿过两个所述螺栓孔后通过螺母固定，所述螺栓和所述螺母构成所述第二限位结构。

所述凸台朝向远离所述单桩基础的中心轴的方向延伸设置。

所述第一限位结构设置在所述圈梁靠近所述单桩基础的内侧。

所述横向钢管与所述单桩基础连接处的下方设有用于支撑所述横向钢管的加强件。

所述加强件为具有一弧形面的三角板，包括与所述横向钢管焊接的第一直角边、与所述单桩基础外侧焊接的第二直角边、以及连接在第一直角边与第二直角边的端点之间的弧形边。

所述牺牲阳极通过竖向钢管固定在所述圈梁上，所述圈梁上设有与所述竖向钢管外径相匹配的通孔，所述竖向钢管穿过所述通孔后与所述圈梁焊接。

所述竖向钢管上连接有三脚架结构，所述竖向钢管位于所述三脚架的一个支点上，所述三脚架结构的另外两个支点上分别安装有一个所述牺牲阳极。

还包括导向装置，所述导向装置为设置在所述圈梁上的导向轮，所述导向轮至少设置3个，且在所述圈梁靠近所述单桩基础的周向均匀分布。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，牺牲阳极预先固定在圈梁上后将圈梁套装在单桩基础上，设置在圈梁上的第一限位结构与预设在单桩基础外侧的用于支撑圈梁的支撑件配合，使圈梁绕单桩基础的中心轴的周向运动受限制，设置在第一限位结构与支撑件连接处的下方的第二限位结构阻挡第一限位结构相对支撑件沿平行于单桩基础的中心轴向上运动，第一限位结构与第二限位结构配合使圈梁既不能周向运动，在受到海水浮力及向上水流力作用的时候，也不会向上运动，连接稳定。

2.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，所述第一限位结构为燕尾板，所述燕尾板上的卡槽的开口端的宽度大于所述卡槽内部的宽度，所述支撑件为预先焊接在所述单桩基础外侧的横向钢管，所述卡槽内部的宽度与所述横向钢管的外径相匹配，结构简单，方便燕尾板顺利安装到横向钢管上，在将圈梁吊装到单桩基础外侧后，圈梁的周向运动即被限制，施工方便，可提高施工效率。

3.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，所述燕尾板的下端位于所述卡槽的两侧均设有垂直于所述燕尾板的表面的凸台，两个所述凸台上分别设有螺栓孔，螺栓穿过两个所述螺栓孔后通过螺母固定，所述螺栓和所述螺母构成所述第二限位结构，结构简单，在吊装完成后，派潜水员下水将螺栓固定即可对圈梁向上的运动进行限制，安装方便，施工效率较高，不需要水下焊接，解决了水下焊接的一系列难题。

4.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，所述凸台朝向远离所述单桩基础的中心轴的方向延伸设置，将凸台设置在燕尾板的外侧方便固定螺栓，进一步提高了施工效率。

5.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，所述第一限位结构设置在所述圈梁靠近所述单桩基础的内侧，这样可以减小圈梁向支撑结构传力的力臂，从而减小支撑结构所受载荷，相比于将第一限位结构设置在圈梁的中间或外侧，可显著减小所需支撑结构的长度，从而可减小打桩过程中支撑结构与单桩基础之间焊缝的疲劳。

6.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，所述横向钢管与所述单桩基础连接处的下方设有用于支撑所述横向钢管的加强件，使横向钢管与单桩基础的连接更加稳定。

7.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，所述牺牲阳极通过竖向钢管固定在所述圈梁上，所述圈梁上设有与所述竖向钢管外径相匹配的通孔，所述竖向钢管穿过所述通孔后与所述圈梁焊接，受力更合理，加工制造更简单。

8.本实用新型提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，还包括导向装置，所述导向装置为设置在所述圈梁上的导向轮，所述导向轮至少设置3个，且在所述圈梁靠近所述单桩基础的周向均匀分布，该固定装置在吊装到单桩基础上时，通过导向装置的引导，在单桩基础外侧沿竖直方向运动，可避免圈梁与单桩基础之间的摩擦、碰撞，导向装置的设置可保证圈梁的运动方向，不需要再反复调整其位置，有效的节约了安装时间，安装方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的第一种实施方式中提供的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置的结构示意图；

图2为图1所示的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置的部分结构示意图

图3为图1所示的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置的俯视图；

图4为图1所示一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置的一个角度局部结构示意图；

图5为图1所示一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置的另一角度局部结构示意图；

图6为图1所示一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置的牺牲阳极与竖向钢管连接的俯视图。

附图标记说明：

1-单桩基础； 2-圈梁； 3-横向钢管；

4-燕尾板； 5-竖向钢管； 6-牺牲阳极；

7-螺栓； 8-加强件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-6所示为一种牺牲阳极6与单桩基础1的固定装置的一种具体实施方式，包括单桩基础1、套装在单桩基础1上的圈梁2和安装在圈梁2的若干牺牲阳极6。单桩基础1外侧预先焊接有4个用于支撑圈梁2的横向钢管3，这4个横向钢管3在单桩基础1外侧沿周向均匀布置，每个横向钢管3与单桩基础1连接处的下方设有用于支撑该横向钢管3的加强件8，在本实施方式中，如图5所示，所述加强件8为具有一弧形面的三角板，包括与所述横向钢管3焊接的第一直角边、与所述单桩基础1外侧焊接的第二直角边、以及连接在第一直角边与第二直角边的端点之间的弧形边。

为环状结构的圈梁2套装在单桩基础1外侧，牺牲阳极6通过竖向钢管5固定在所述圈梁2上，所述圈梁2上设有与所述竖向钢管5外径相匹配的通孔，所述竖向钢管5穿过所述通孔后与所述圈梁2焊接，如图6所示，所述竖向钢管5上连接有三脚架结构，所述竖向钢管5位于所述三脚架的一个支点上，所述三脚架结构的另外两个支点上分别安装有一个所述牺牲阳极6。竖向钢管5、三脚架结构和牺牲阳极6在圈梁2吊装到单桩基础1上前就在工厂预先完成与圈梁6的装配，不需要吊装后再一个个安装，节省了安装时间。所述圈梁2的靠近所述单桩基础1的内侧设有作为第一限位结构的燕尾板4，燕尾板4上具有卡槽，卡槽的开口端朝下，如图4所示，所述燕尾板4上的卡槽的开口端的宽度大于所述卡槽内部的宽度，所述卡槽内部的宽度与所述横向钢管3的外径相匹配，所述燕尾板4的下端位于所述卡槽的两侧均设有垂直于所述燕尾板4的表面的凸台，凸台与燕尾板4主体一体成型，所述凸台均朝向远离所述单桩基础1的中心轴的方向延伸设置，两个所述凸台上分别设有螺栓孔，两个螺栓孔的中心连线垂直于圈梁2直径的延伸方向，螺栓7穿过两个所述螺栓孔后通过螺母固定，所述燕尾板4与所述横向钢管3配合使所述圈梁2绕所述单桩基础1的中心轴的周向运动受限制，所述螺栓7和所述螺母构成阻挡所述第一限位结构相对所述支撑件沿平行于所述单桩基础1的中心轴的向上运动的第二限位结构。

在本实施方式中，为使所述圈梁2在被吊装时运动方向不发生偏离，从而能使所述燕尾板4顺利卡接到横向钢管3的外侧，所述圈梁2上沿其周向设有5个导向轮，这些导向轮在所述圈梁2靠近所述单桩基础1的周向均匀分布，且导向轮与单桩基础1之间留有间隙，这样可避免因单桩基础1制造误差产生的椭圆问题使得圈梁2不能安装到位。

具体在生产使用时，在工厂预先将横向钢管3、加强件8焊接到单桩基础1上，将竖向钢管5焊接到圈梁2上的通孔中，然后将牺牲阳极6通过三脚架结构与竖向钢管5连接，并在圈梁2靠近单桩基础1的内侧安装燕尾板4，燕尾板4卡槽的开口端向下。然后将单桩基础1及圈梁2运输到施工现场，单桩基础1通过打桩的方式固定到海底，通过吊装装置将圈梁2吊装到单桩基础1外侧，导向轮对圈梁2的运动方向起一个引导的作用，在燕尾板4卡到横向钢管3上后，派潜水员下水将螺栓7固定到燕尾板4下方的螺栓孔中，燕尾板4在受到海水浮力及向上水流力作用的时候，也不会离开横向钢管3向上运动，连接比较稳定。

在可替换的实施方式中，所述第一限位结构可采用具有U型槽的板状结构，U型槽的宽度与横向钢管3的外径相匹配。

在可替换的实施方式中，所述螺栓7可替换为钢丝绳，所述螺栓孔可替换为普通的孔，在圈梁2吊装完毕后，将钢丝绳穿过两个孔后绑定即可。

在可替换的实施方式中，所述导向轮的数量可设置3个或4个。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，包括:

圈梁，为环状结构，套装在单桩基础上，若干牺牲阳极环向固定连接在所述圈梁上；

若干第一限位结构，环向设置在所述圈梁上，所述第一限位结构与预设在所述单桩基础外侧的用于支撑所述圈梁的支撑件配合，使所述圈梁绕所述单桩基础的中心轴的周向运动受限制；

第二限位结构，设置在所述第一限位结构与所述支撑件连接处的下方，用以阻挡所述第一限位结构相对所述支撑件沿平行于所述单桩基础的中心轴的向上运动。

2.根据权利要求1所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述第一限位结构为燕尾板，所述燕尾板上的卡槽的开口端的宽度大于所述卡槽内部的宽度，所述支撑件为预先焊接在所述单桩基础外侧的横向钢管，所述卡槽内部的宽度与所述横向钢管的外径相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述燕尾板的下端位于所述卡槽的两侧均设有垂直于所述燕尾板的表面的凸台，两个所述凸台上分别设有螺栓孔，螺栓穿过两个所述螺栓孔后通过螺母固定，所述螺栓和所述螺母构成所述第二限位结构。

4.根据权利要求3所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述凸台朝向远离所述单桩基础的中心轴的方向延伸设置。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述第一限位结构设置在所述圈梁靠近所述单桩基础的内侧。

6.根据权利要求5所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述横向钢管与所述单桩基础连接处的下方设有用于支撑所述横向钢管的加强件。

7.根据权利要求6所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述加强件为具有一弧形面的三角板，包括与所述横向钢管焊接的第一直角边、与所述单桩基础外侧焊接的第二直角边、以及连接在第一直角边与第二直角边的端点之间的弧形边。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述牺牲阳极通过竖向钢管固定在所述圈梁上，所述圈梁上设有与所述竖向钢管外径相匹配的通孔，所述竖向钢管穿过所述通孔后与所述圈梁焊接。

9.根据权利要求8所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，所述竖向钢管上连接有三脚架结构，所述竖向钢管位于所述三脚架的一个支点上，所述三脚架结构的另外两个支点上分别安装有一个所述牺牲阳极。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的一种牺牲阳极与单桩基础的固定装置，其特征在于，还包括导向装置，所述导向装置为设置在所述圈梁上的导向轮，所述导向轮至少设置3个，且在所述圈梁靠近所述单桩基础的周向均匀分布。