CN211257044U - 一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置 - Google Patents

Abstract

一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置，属于海上风电工程技术领域。该伞状装置包括顶部法兰、底部法兰、活动挂钩、重块、活动骨架、拉力弹簧、伞布和伞边布，在伞布和伞边布上密布有仿生草。在两个相邻活动骨架之间采用伞布和伞边布连接；在活动骨架绕铰链向上转动，由活动挂钩钩住重块时，伞状装置处于收起状态；活动挂钩释放重块时，伞状装置处于展开状态。该伞状装置结构简单，材料消耗少，同时能够起到高效的防护作用。这种伞状装置的安装方法简单方便，只需将伞状装置套装到钢管柱的指定位置，伞状装置就安装完成，对桩不产生损坏，不需要对海床进行预处理，防护范围可控。施工周期短，节省大量人力物力和时间。

Description

一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置

技术领域

本实用新型涉及一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置，属于海上风电工程技术领域。

背景技术

随着海上风电场建设项目的开展，风电机组的运行环境也愈发复杂。风电机组在海上主要受风、荷载、波浪、洋流等多种复杂因素叠加的影响。海上风电结构的建立导致桩基改变了周围的海洋环境。在海洋动力的作用下，风电机组的桩基周围会出现冲刷坑。波浪和潮流对桩基的冲击会在桩基的迎流面形成马蹄形漩涡，在背流面形成漩涡脱落。

传统的基础防冲刷措施主要有以下几种：

（1）抛石

就是沿桩体周围一定范围内进行抛石加固处理。抛填块石后，改善了桩周围的土体状况，从而达到防冲刷目的。这种方法施工简单，但是在冲刷范围理论计算之后的抛石过程存在太多不可控的问题，如抛石沉底的范围不可控和石块对桩体防腐层的破坏不可控，另外，材料运输也会因为地方因素容易出现问题。

（2）土工袋( 土工织物编织袋、土工膜袋等)

充填混凝土块、石块、砂、土等不同充填物的土工袋作为码头、防波堤或近岸工程的防冲刷防护的应用历史悠久。其具有整体性好，施工方便，适应变形能力强等优点。但是，用土工袋防护时，须根据基础周围的局部冲刷分析确定应防护的范围，对土工袋单体需计算其抗浮、抗冲刷及抗掀动稳定性。在施工前，须对水流造成的抛投体落地距离进行相应的工艺性实验，还要求防护范围内确保土工袋系统与海床之间有较为顺利的过度。

（3）其它防冲刷措施

除了以上两种常见的防冲刷措施外，还有预留冲刷深度、水下混凝土护底、混凝土预制块( 类似块石的机理)、钢筋笼或土工格栅笼装石块、防护桩等防冲刷措施。上述几种常见的防冲刷措施在成本上和施工上存在诸多弊端，因此有必要提出一个能够减少成本，节省时间，同时施工简单的解决方案。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置。该伞状装置应结构简单，材料消耗少，安装简便，同时能够起到高效的防护作用。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置，伞状装置包括活动骨架、拉力弹簧和伞布，伞状装置还包括顶部法兰和底部法兰，顶部法兰通过多个T型法兰连接件与底部法兰固定连接，在顶部法兰和底部法兰的内侧设有周向均布的滚轮或者其它具有滑动、滚动功能的构件，顶部法兰的外侧通过第一铰链连接端部设有拉绳孔的活动挂钩；在底部法兰的外侧设有多对第二挂孔和第二铰链，活动骨架的一端通过第二铰链连接在底部法兰的外侧，活动骨架的另一端设有便于让活动挂钩钩住的重块，在活动骨架和重块的连接处设有第一挂孔；在两个相邻活动骨架之间采用伞布和伞边布连接，在伞布和伞边布上密布有仿生草，拉力弹簧的一端挂于第一挂孔上，另一端挂于第二挂孔上；在活动骨架绕第二铰链向上转动，让活动挂钩钩住重块时，拉力弹簧处于张紧状态。

所述活动挂钩钩住重块时，伞状装置处于收起状态，活动挂钩释放重块时，伞状装置处于展开状态。

所述仿生草采用密度比海水小的柔软的耐腐蚀条状材料。

本实用新型的有益效果是：这种海上风电桩基础防冲刷伞状装置包括顶部法兰、底部法兰、T型法兰连接件、活动挂钩、重块、活动骨架、拉力弹簧、伞布和伞边布。顶部法兰和底部法兰的内侧均设置滚轮或者其它具有滑动、滚动功能的构件，顶部法兰的外侧通过第一铰链连接活动挂钩，底部法兰的外侧设置第二挂孔，活动骨架的一端通过第二铰链连接底部法兰的外侧，另一端连接重块，活动骨架与重块的连接处设置第一挂孔，拉力弹簧的一端挂钩于第一挂孔上，另一端挂钩于第二挂孔上，伞布和伞边布连接在活动骨架上，在伞布和伞边布上密布有柔软的仿生草,结构简单，材料消耗少，同时能够起到高效的防护作用。这种伞状装置的安装过程简单方便，只需将伞状装置安装到钢管柱底部的指定位置，对桩不产生损坏，不需要对海床进行预处理，防护范围可控。施工周期短，节省大量人力物力和时间。

附图说明

图1是一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置的结构主视图。

图2是一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置的立体结构图。

图3是一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置的伞状结构展开图。

图4是安装在风电桩上的海上风电桩基础防冲刷伞状装置的状态图。

图中：1、顶部法兰，2、底部法兰，3、T型法兰连接件，4、滚轮或者其它有滑动、滚动功能的构件，5、活动挂钩，5a、拉绳孔，6、第一铰链，7、重块，7a、第一挂孔，8、活动骨架，9、拉力弹簧，10、伞布，10a、伞边布，11、第二铰链，12、第二挂孔，13、钢管柱，14、海床，15、仿生草。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本实用新型进行说明：

图1示出了一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置的结构图，这种海上风电桩基础防冲刷伞状装置包括顶部法兰1、底部法兰2、活动挂钩5、重块7、活动骨架8、拉力弹簧9、伞布10和伞边布10a，在伞布10和伞边布10a上密布有仿生草15，仿生草15采用密度比海水小的耐腐蚀条状材料。

顶部法兰1通过T型法兰连接件3与底部法兰2固定连接，顶部法兰1和底部法兰2的内侧均设置滚动或者其它有滑动、滚动功能的构件4，顶部法兰1的外侧通过第一铰链6连接活动挂钩5，活动挂钩5远离顶部法兰的一端设置拉绳孔5a，底部法兰2的外侧设置第二挂孔12，活动骨架8的一端通过第二铰链11连接底部法兰的外侧，另一端连接重块7，活动骨架8和重块7的连接处设置第一挂孔7a，拉力弹簧9的一端挂在第一挂孔7a上，另一端挂在第二挂孔12上，伞布10和伞边布10a固定在活动骨架8上。

在活动挂钩5钩住重块7时，伞状装置处于收紧状态（如图2所示），用于存放或安装伞状装置，在伞布10和伞边布10a上密布的仿生草15处于被折叠状态。活动挂钩5释放重块7时，伞状装置处于展开状态（如图3所示），起到防护的作用。

顶部法兰1和底部法兰2的内侧均设置多个滚轮或者其它有滑动、滚动功能的构件4，当伞状装置安装到钢管桩13上，能通过滚轮4使得该装置在钢管桩13的轴向上自由移动。伞布10和伞边布10a连接在活动骨架8上，类似雨伞的伞布与骨架的连接方式。伞布10和伞边布10a会随着活动骨架8的展开而撑开，伞布10和伞边布10a上密布的仿生草15在海流作用下伸展开来。

这种海上风电桩基础防冲刷伞状装置的安装方法，包括如下步骤：

a、在打桩开始前，在钢管柱13的指定位置焊接支撑牛腿，将伞状装置套装在钢管柱13的支撑牛腿上部，并在拉绳孔5a上系上足够长的拉绳，此时活动挂钩5钩住重块7，伞状装置处于收起状态，在伞布10和伞边布10a上密布柔软的彷生草耐腐蚀条状材料15处于被折叠状态；

b、将钢管柱13吊起沉入海中，实施打桩；

c、当桩打入到一定深度时，泥面接触到伞状装置的底部法兰2，随着钢管柱13的继续打入泥面将伞状装置抬起；

d、打桩完成后，通过拉绳拉开活动挂钩5，释放重块7, 由于重块7的自重和拉力弹簧9的拉力，活动骨架8、伞布10和伞边布10a 展开，在重块7和活动骨架8接触泥面后，伞布10和伞边布10a 覆盖在钢管柱13基础周围的海床14上，在伞布10和伞边布10a上密布柔软的仿生草15在海流作用伸展开来，伞状装置安装完成（如图4所示）。

安装过程中，活动挂钩5钩紧重块7，伞状装置处于收紧状态，方便安装。在钢管柱13上焊接几个支撑牛腿是为了防止该装置下滑掉落，可以用其他能够卡住该装置的支撑结构替代支撑牛腿，支撑牛腿或者其他支撑结构的尺寸要合理，不影响桩的打入。安装完成后，活动挂钩5释放重块7，展开的伞布10和伞边布10a会覆盖钢管柱13基础周围的海床14，隔绝浪、流的作用，同时上面密度的耐腐蚀条状材料15也会起到扰流的作用，使砂土颗粒沉降下来，从而起到防冲刷的作用。

另一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置的安装方法，包括如下步骤：

a、将钢管柱13吊起沉入海中，实施打桩；

b、在打桩完成后，把伞状装置吊起套装在钢管柱13上，并在拉绳孔5a上系上足够长的拉绳，此时活动挂钩5钩住重块7，伞状装置处于收起状态，伞布10和伞边布10a上密布柔软的仿生草15处于被折叠状态；

c、让吊起的伞状装置顺钢管柱13慢慢放入水中，直到伞状装置座落在钢管柱13根部的海床14上；

d、通过拉绳拉开活动挂钩5，释放重块7, 由于重块7的自重和拉力弹簧9的拉力，活动骨架8、伞布10和伞边布10a 展开，在重块7和活动骨架8接触泥面后，伞布10和伞边布10a 覆盖钢管柱13基础周围的海床14，伞布10和伞边布10a上密布柔软的仿生草15在海流作用下伸展开来，伞状装置安装完成。

这种海上风电桩基础防冲刷伞状装置不限于保护钢管桩的冲刷保护，还包括沉箱、吸力筒等结构，保护结构的形状可以是圆形、多边形等。

Claims (3)

1.一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置，伞状装置包括活动骨架（8）、拉力弹簧（9）和伞布（10），其特征在于：伞状装置还包括顶部法兰（1）和底部法兰（2），顶部法兰（1）通过多个T型法兰连接件（3）与底部法兰（2）固定连接，在顶部法兰（1）和底部法兰（2）的内侧设有周向均布的滚轮或者其它具有滑动、滚动功能的构件（4），顶部法兰（1）的外侧通过第一铰链（6）连接端部设有拉绳孔（5a）的活动挂钩（5）；在底部法兰（2）的外侧设有多对第二挂孔（12）和第二铰链（11），活动骨架（8）的一端通过第二铰链（11）连接在底部法兰（2）的外侧，活动骨架（8）的另一端设有便于让活动挂钩（5）钩住的重块（7），在活动骨架（8）和重块（7）的连接处设有第一挂孔（7a）；在两个相邻活动骨架（8）之间采用伞布（10）和伞边布（10a）连接，在伞布（10）和伞边布（10a）上密布有仿生草（15），拉力弹簧（9）的一端挂于第一挂孔（7a）上，另一端挂于第二挂孔（12）上；在活动骨架（8）绕第二铰链（11）向上转动，让活动挂钩（5）钩住重块（7）时，拉力弹簧（9）处于张紧状态。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置，其特征在于：所述活动挂钩（5）钩住重块（7）时，伞状装置处于收起状态，活动挂钩（5）释放重块（7）时，伞状装置处于展开状态。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电桩基础防冲刷伞状装置，其特征在于：所述仿生草（15）采用密度比海水小的柔软的耐腐蚀条状材料。

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