CN216809978U - 一种深水单桩风机基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深水单桩风机基础，包括吸力式基盘、单桩基础，吸力式基盘由吸力桩、立柱、桁架、喇叭口、下支撑筒组成，单桩基础为钢板卷制底部封闭的变径钢桩，由下段、注浆密封裙、锥段、上段组成，下段嵌套于下支撑筒内部，锥段嵌套于喇叭口内部，下段、注浆密封裙与下支撑筒形成的密封腔体内灌注有高强度水泥浆，本专利通过吸力桩进行承载，无需打桩实现承载基础的安装，中心采用单桩进行嵌套安装，在桩底部通过灌注高强水泥浆实现桩上载荷传递到基盘上，通过吸力式基盘和单桩基础组合安装方式，无需打桩和大吨位的起吊即可完成风机基础的安装，该形式可快速形成批量制造，无需打桩，实现单桩的深水区域使用，经济性大幅提高。

Description

一种深水单桩风机基础

技术领域

本实用新型涉及海上风电技术领域，具体而言，特别涉及一种深水单桩风机基础。

背景技术

近年来，随着海上风电不断发展，近岸浅水区域的海上风电场基本建成，海上风电开发逐渐走向深水。由于海上风电受投资建设成本高、施工困难、周期长等问题对于风电结构海上的整体施工的投资限制严格，单桩基础因其制造质工序少，海上施工快捷等优势得以在海上风电施工中得到推广应用。但随着水深的增加，单桩的直径明显增加，整体重量也急剧增大，同时受水深的影响，单桩需要打入的深度也随之增加，因此深水施工需要大型的浮吊、大型的打桩锤设备，由于配套可以使用的施工资源极其有限且成本高昂，使得深水区使用单桩投入极高。

海上风电领域，通常采用三个甚至更多个吸力筒连接到桁架式钢架上，形成吸力筒式桁架风机基础。该基础安装过程可以实现多个筒同时下沉，且吸力筒基础在下沉过程中通过负压控制可以精确下沉到设计深度，在下沉后可以控制结构垂直度以及整体上部结构的水平度。多筒导管架基础作为一种新型的海上风机基础，具有重量轻，结构强度高，承载能力强，受浪流作用较小，施工简便、可回收等优势，但是在深水区域导管架整体结构高度高，陆地建造难度大，造成建造和运输成本高昂，同时可以实现整体起吊的浮吊资源稀缺。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种深水单桩风机基础。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种深水单桩风机基础，包括吸力式基盘、单桩基础，

所述吸力式基盘由吸力桩、立柱、桁架、喇叭口、下支撑筒组成，所述吸力桩有三组，呈三角状布置于所述吸力式基盘底部，所述吸力桩顶端中心处同轴焊接有所述立柱，所述立柱为厚壁钢管制造的顶部带有封盖的杆件，所述立柱之间焊接连接有所述桁架，所述桁架为由多组钢制杆件焊接成型的结构架，所述桁架上部中心焊接有所述喇叭口，所述喇叭口为钢管卷制的呈锥形贯通的筒形结构件，所述桁架下部与所述喇叭口同轴处焊接有所述下支撑筒，所述下支撑筒为底部封闭且上端开口的筒形结构件，

所述单桩基础为钢板卷制底部封闭的变径钢桩，所述单桩基础由下段、注浆密封裙、锥段、上段组成，所述下段为钢板卷制的底部封闭的直筒结构件，所述下段外部固定粘结有所述注浆密封裙，所述下段嵌套于所述下支撑筒内部，所述下段、注浆密封裙与所述下支撑筒形成的密封腔体内灌注有高强度水泥浆，所述下段的上端固定连接有所述锥段，所述锥段为钢板卷制的锥形筒体，所述锥段的锥度与所述喇叭口内部贯通的锥度匹配，所述锥段嵌套于所述喇叭口内部，所述锥段的上端固定连接有所述上段，所述上段为钢板卷制的直筒结构件，所述上段的上端焊接连接有满足风机塔筒连接用的开孔法兰。

优选地，所述立柱顶端中心处设置有吊装耳座，所述立柱与所述吸力桩交接处均布设置有多组筋板。

优选地，所述注浆密封裙为橡胶制成的具有楔形截面的环。

本实用新型由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：本专利通过吸力桩进行承载，无需打桩实现承载基础的安装，中心采用单桩进行嵌套安装，在桩底部通过灌注高强水泥浆实现桩上载荷传递到基盘上，通过吸力式基盘和单桩基础组合安装方式，无需打桩和大吨位的起吊即可完成风机基础的安装，该形式可快速形成批量制造，无需打桩，实现单桩的深水区域使用，经济性大幅提高。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型的优选实施例整体结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例吸力式基盘组成示意图；

图3是本实用新型的优选实施例单桩基础组成示意图。

其中，图1-3中附图标记与部件之间的对应关系为：

1、吸力式基盘；2、单桩基础；11、吸力桩；12、立柱；13、桁架；14、喇叭口；15、下支撑筒；21、下段；22、注浆密封裙；23、锥段；24、上段。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1-3对本实用新型的实施例的一种深水单桩风机基础进行具体说明。

如图1-3所示，一种深水单桩风机基础，包括吸力式基盘1、单桩基础2；吸力式基盘1由吸力桩11、立柱12、桁架13、喇叭口14、下支撑筒15组成，吸力桩11有三组，呈三角状布置于吸力式基盘1底部，吸力桩11顶端中心处同轴焊接有立柱12，立柱12为厚壁钢管制造的顶部带有封盖的杆件，立柱12顶端中心处设置有吊装耳座，立柱12与吸力桩11交接处均布设置有多组筋板，立柱12之间焊接连接有桁架13，桁架13为由多组钢制杆件焊接成型的结构架，桁架13上部中心焊接有喇叭口14，喇叭口14为钢管卷制的呈锥形贯通的筒形结构件，桁架13下部与喇叭口14同轴处焊接有下支撑筒15，下支撑筒15为底部封闭且上端开口的筒形结构件；单桩基础2为钢板卷制底部封闭的变径钢桩，单桩基础2由下段21、注浆密封裙22、锥段23、上段24组成，下段21为钢板卷制的底部封闭的直筒结构件，下段21外部固定粘结有注浆密封裙22，注浆密封裙22为橡胶制成的具有楔形截面的环，下段21嵌套于下支撑筒15内部，下段21、注浆密封裙22与下支撑筒15形成的密封腔体内灌注有高强度水泥浆，下段21的上端固定连接有锥段23，锥段23为钢板卷制的锥形筒体，锥段23的锥度与喇叭口14内部贯通的锥度匹配，锥段23嵌套于喇叭口14内部，锥段23的上端固定连接有上段24，上段24为钢板卷制的直筒结构件，上段24的上端焊接连接有满足风机塔筒连接用的开孔法兰。

本专利实施原理：

根据风场的海况条件和土质特点，按照风机的载荷确定吸力桩11的直径和高度，完成吸力式基盘1和单桩基础2的设计制造，通过码头装船后运输到海上施工现场，靠泊浮吊船；

浮吊船起吊吸力贯入设备到吸力桩11上，整体起吊吸力式基盘1并下放到海床附近，进行定位核准后将吸力桩11通过吸力贯入设备安装到海床设定位置的设计深度，保持需要的水平度，回收吸力贯入设备，吸力式基盘1贯入安装完成；

起吊单桩基础2，通过吊装上段24的法兰位置，将单桩基础2翻身竖直后起吊到下段21底部并高于喇叭口14位置，调整单桩基础2并使其对正到喇叭口14后缓慢下放，使得下段21进入下支撑筒15，注浆密封裙22与下支撑筒15的内壁挤压形成密封，继续下放使得锥段23卡到喇叭口14上，进行必要的垂直度调整，完成单桩基础2吊装安装；

连接灌浆设备，向下支撑筒15与下段21和注浆密封裙22的密封腔体内灌注高强度水泥浆，实现单桩基础2下部与下支撑筒15固定成一体，实现单桩基础2的最终位置达到要求的法兰水平度，为后续风机的吊装安装做好准备，回收灌浆设备，待基础沉降稳定一段时间后可进行风机的安装。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种深水单桩风机基础，其特征在于：包括吸力式基盘（1）、单桩基础（2），

所述吸力式基盘（1）由吸力桩（11）、立柱（12）、桁架（13）、喇叭口（14）、下支撑筒（15）组成，所述吸力桩（11）有三组，呈三角状布置于所述吸力式基盘（1）底部，所述吸力桩（11）顶端中心处同轴焊接有所述立柱（12），所述立柱（12）为厚壁钢管制造的顶部带有封盖的杆件，所述立柱（12）之间焊接连接有所述桁架（13），所述桁架（13）为由多组钢制杆件焊接成型的结构架，所述桁架（13）上部中心焊接有所述喇叭口（14），所述喇叭口（14）为钢管卷制的呈锥形贯通的筒形结构件，所述桁架（13）下部与所述喇叭口（14）同轴处焊接有所述下支撑筒（15），所述下支撑筒（15）为底部封闭且上端开口的筒形结构件，

所述单桩基础（2）为钢板卷制底部封闭的变径钢桩，所述单桩基础（2）由下段（21）、注浆密封裙（22）、锥段（23）、上段（24）组成，所述下段（21）为钢板卷制的底部封闭的直筒结构件，所述下段（21）外部固定粘结有所述注浆密封裙（22），所述下段（21）嵌套于所述下支撑筒（15）内部，所述下段（21）、注浆密封裙（22）与所述下支撑筒（15）形成的密封腔体内灌注有高强度水泥浆，所述下段（21）的上端固定连接有所述锥段（23），所述锥段（23）为钢板卷制的锥形筒体，所述锥段（23）的锥度与所述喇叭口（14）内部贯通的锥度匹配，所述锥段（23）嵌套于所述喇叭口（14）内部，所述锥段（23）的上端固定连接有所述上段（24），所述上段（24）为钢板卷制的直筒结构件，所述上段（24）的上端焊接连接有满足风机塔筒连接用的开孔法兰。

2.根据权利要求1所述的一种深水单桩风机基础，其特征在于：所述立柱（12）顶端中心处设置有吊装耳座，所述立柱（12）与所述吸力桩（11）交接处均布设置有多组筋板。

3.根据权利要求1所述的一种深水单桩风机基础，其特征在于：所述注浆密封裙（22）为橡胶制成的具有楔形截面的环。

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