CN220978096U - 一种海上风电单桩套笼紧固构件 - Google Patents

Abstract

一种海上风电单桩套笼紧固构件，紧固构件设置在单桩的外壁，且抵触在单桩的外壁上，同一高程内，且两个一组对称设置；沿单桩的不同高程内，成组的紧固构件，错位设置，即不同高程的紧固构件沿单桩的轴心投影不重合；紧固构件包括螺杆、钢板、螺帽，圈梁由矩形管闭环组成，圈梁的内壁上设置钢板，螺杆的内端穿过圈梁且内末端连接钢板，螺杆的外端伸出圈梁，且外末端设置螺帽；组装紧固构件，完成安装；当需要维修更换时候，拆卸紧固构件，然后更换。

Description

一种海上风电单桩套笼紧固构件

技术领域

本实用新型属于海上风电单桩套笼设备技术领域，具体涉及一种海上风电单桩套笼紧固构件。

背景技术

海上风电基础型式众多，单桩基础具有结构简单、受力明确、建造及施工的工艺简单、施工周期短、经济性好等优点，是目前海上风电场应用最为广泛的风电基础型式；单桩基础通常需配合套笼附属构件一同使用，以满足施工以及后期维护的需要；套笼附属构件主要由外平台、内平台、靠船构件、电缆管和牺牲阳极构件等组成，功能完善，且现场施工安装便捷，在陆地组装成型后直接运送到桩基处吊装安装即可；

套笼的主体结构是由多层圈梁1间隔一定距离并通过支撑竖杆进行固定，构成圆柱形的笼状结构；安装时，套笼圈梁与单桩基础之间存在一定的空隙，安装在位后，波浪冲击或者船舶停靠撞击会引起套笼产生巨大的晃动，因此需要紧固构件连接单桩基础与套笼结构；

传统的紧固装置是在中间空隙填充废弃钢材，结构承受较大波浪及船舶撞击荷载时会出现填充钢材脱落的现象；部分工程通过螺栓将套笼与桩体固定，螺栓连接工艺一方面增加了海上作业工序，海上施工操作环境复杂，紧固效果得不到保证；另一方面不具备后期维修更换的条件，紧固装置耐久性较差；紧固装置一旦失效，在波浪冲击及船舶撞击的作用下，套笼结构会产生剧烈的晃动，撞击单桩基础，对上部风机的运行产生巨大的安全隐患，严重时会导致风机控制系统报警，造成风机停机；此外，紧固装置失效后如不能及时更换，套笼结构对单桩基础长期大幅度碰撞，可能引起桩基产生局部疲劳损伤，严重时会导致单桩基础整体失效；综上所述，如何在现有单桩基础套笼紧固构件的基础上推陈出新，解决连接稳定性、安装及维修便捷性问题，成为海上风电领域亟待解决的技术问题；

授权公告号：CN114370060B，公开了一种海上风电单桩基础套笼的组对装置和方法，通过单桩结构提高桩体间的独立性，避免桩体因倾斜而影响其他桩体，并通过滑动筒滑动除去圈梁或加固梁外表面积累的灰尘、水汽等杂质，防止圈梁或加固梁外表面长时间不进行清理而腐蚀破裂的问题，且通过连接杆连接上下相邻的滑动筒，实现对错位圈梁的矫正和预警，还通过滚轮、轮齿、第一磁性块、第二磁性块和齿板的配合设置，使得活塞推板鼓风清理灰尘，并使得弹性储液囊喷出保养液，进一步提高对圈梁和加固梁的清洁、保养效果；

公开号：CN116927236A，公开了一种风机单桩基础集成式套笼结构，通过在船舶靠泊最频繁的区域采用钢筒形结构，没有焊接工序，不存在焊接节点破坏的情况，单桩的桩体上无需焊接牛腿，钢筒形结构顶部于环梁通过焊接连接，环梁内径略大于单桩外径以保证该集成套笼能顺利通过单桩主体结构；钢筒装置内壁设置钢筋剪切键，钢筋剪切键用于增加钢筋混凝土握裹力，保证灌浆结构的强度及刚度，钢筒装置钢筒形结构和桩之间的环形间隙下部设置的Ω环形橡胶圈起到灌浆封堵作用；

上述现有技术，没有解决如何改善连接稳定性，以及改进安装及维修便捷性的技术措施，因此需要进一步改进。

实用新型内容

有鉴于此，面对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种海上风电单桩套笼紧固构件，具有连接稳定，方便对中施工安装，安装维修便捷的优点。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种海上风电单桩套笼紧固构件，紧固构件设置在单桩的外壁，且紧固构件内侧用于抵触单桩的外壁，同一高程内，且两个一组对称设置，紧固构件的外侧紧固在圈梁上；

沿单桩的不同高程内，成组的紧固构件，错位设置，即不同高程的紧固构件沿单桩的轴心投影不重合；

紧固构件包括螺杆、钢板、螺帽，圈梁由矩形管闭环组成，圈梁的内壁上设置钢板，螺杆的内端穿过圈梁且内末端连接钢板，螺杆的外端伸出圈梁，且外末端设置螺帽；

钢板上设置垫片，垫片用于抵触单桩的外壁；

垫片和单桩的外壁的接触，在安装初始接触为端点接触或线接触，且套笼的圈梁挤压垫片抵触单桩的外壁，垫片变形后，垫片抵触单桩的面积增大。

本申请提供的一种技术方案，还具有以下技术特征：

优选的，钢板上开内螺纹孔。

优选的，钢板的内螺纹孔为非贯穿孔。

优选的，螺杆贯穿圈梁，且螺杆水平设置。

优选的，垫片包括上、下的两段，截面均为梯形，且两个截面大小面积不同。

优选的，垫片的截面为弧形。

优选的，单桩基础桩体上设置牛腿结构及紧固构件限位卡槽。

为了完成海上风电单桩套笼紧固构件施工，采用如下方法：

第一步，陆上组装连接钢板与垫片，钢板一定厚度开孔并预留螺纹；

第二步，圈梁的环向间隔开孔；

第三步，螺杆两端设置螺纹，螺杆穿过圈梁，一端与钢板螺纹连接，另一端通过螺帽固定；

第四步，单桩基础的单桩沉桩；

第五步，带紧固构件的套笼安装到位。

为了完成现场更换海上风电单桩套笼紧固构件维修更换，采用如下方法：

第一步，拧开螺帽后继续扭动螺杆，使得螺杆与钢板上的螺纹连接解除；

第二步，钢板及垫片脱落；

第三步，将预先加固好的钢板及垫片组合结构放入单桩基础预留的限位卡槽处；

第四步，螺杆穿过圈梁的洞，一端与钢板通过螺纹连接，另一端通过螺帽固定。

本实用新型的有益效果在于：

(1)现阶段部分套笼的紧固构件是待套笼安装在位后安装，一方面套笼和桩之间可能存在安装误差，拧螺母工序操作存在一定的困难，另一方面海上作业环境复杂，现场安装质量得不到保证；本实用新型提出的紧固构件与圈梁在陆上组装完成，确保连接质量的同时，大幅减少海上施工的工序及作业难度；

(2)本实用新型采用梯形垫片或者圆弧板垫片，圈梁下沉时可减少摩擦，减少现场施工难度；

(3)不同高程的圈梁错位布置紧固构件，可有效避开单桩基础桩身预留焊件；

(4)本申请套笼的紧固构件可后期更换，耐久性能得到有效保证。

(5)本申请套笼的固定，取消了潜水及水面上的安装作业，而是预先安装在套笼上，而且还用于对中。

附图说明

图1是本实用新型一种海上风电单桩套笼紧固构件使用状态的主视图；

图2是本实用新型的图1的局部视图Ⅰ；

图3是本实用新型的图1的局部视图Ⅱ；

图4是本实用新型的图1的局部视图Ⅲ；

图5是本实用新型的图4的A-A剖视图；

图6是本实用新型的图5的局部放大图；

图7是本实用新型的图6的一种变例结构图；

图8是本实用新型的图7的垫片结构图；

图9是本实用新型的垫片的一段的主视图；

图10是本实用新型的垫片的一段的俯视图；

图11是本实用新型的垫片的一段的仰视图；

图中：

1、圈梁

2、螺杆

3、钢板

4、垫片

5、螺帽

6、螺纹缺口

7、单桩

8、紧固构件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1-6，一种海上风电单桩套笼紧固构件，紧固构件8设置在单桩7的外壁，且紧固构件8内侧贴合在单桩7的外壁上，同一高程内，且两个一组对称设置，紧固构件8的外侧紧固在圈梁1上；

如图1-4，沿单桩7的不同高程内，成组的紧固构件8，错位设置，即不同高程的紧固构件8沿单桩7的轴心投影不重合；

如图6、7，紧固构件8包括螺杆2、钢板3、螺帽5，圈梁1由矩形管闭环组成，圈梁1的内壁上设置钢板3，螺杆2的内端穿过圈梁1且内末端连接钢板3，螺杆2的外端伸出圈梁1，且外末端设置螺帽5。

钢板3上设置垫片4，垫片4用于抵触单桩7的外壁；

垫片4和单桩7的外壁的接触，在安装初始接触为端点接触或线接触，且套笼的圈梁1挤压垫片4抵触单桩7的外壁，垫片4变形后，垫片4抵触单桩7的面积增大。

具体的，如图1-11，钢板3上开内螺纹孔；钢板3的内螺纹孔为非贯穿孔；螺杆2贯穿圈梁1，且螺杆2水平设置；垫片4包括上、下的两段，截面均为梯形，且两个截面大小面积不同；垫片4的截面为弧形；单桩基础桩体上设置牛腿结构及紧固构件限位卡槽。

一种海上风电单桩套笼紧固构件施工方法：

第一步，陆上组装连接钢板3与垫片4，钢板3一定厚度开孔并预留螺纹；

第二步，圈梁1的环向间隔开孔；

第三步，螺杆2两端设置螺纹，螺杆2穿过圈梁1，一端与钢板3螺纹连接，另一端通过螺帽5固定；

第四步，单桩基础的单桩7沉桩；

第五步，带紧固构件8的套笼安装到位。

一种现场更换式的海上风电单桩套笼紧固构件维修更换方法：

第一步，拧开螺帽5后继续扭动螺杆2，使得螺杆2与钢板3上的螺纹连接解除；

第二步，钢板3及垫片4脱落；

第三步，将预先加固好的钢板3及垫片4组合结构放入单桩基础预留的限位卡槽处；

第四步，螺杆2穿过圈梁1的洞，一端与钢板3通过螺纹连接，另一端通过螺帽5固定。

本实用新型的施工步骤：

(1)陆上组装连接钢板3与垫片4，钢板3一定厚度开孔并预留螺纹。

(2)圈梁1环向间隔开孔；

(3)螺杆2两端设置螺纹，螺杆2穿过圈梁1洞，一端与钢板3螺纹连接，另一端通过螺帽5固定；

(4)单桩基础的单桩7沉桩；

(5)待紧固构件的圈梁1安装到位。

本实用新型的维修更换步骤：

(1)拧开螺帽5后继续扭动螺杆2，使得螺杆2与钢板3螺纹连接解除；

(2)钢板3及垫片4脱落；

(3)将预先加固好的钢板3机垫片4组合结构放入单桩基础预留的限位结构处；

(4)螺杆2穿过螺杆2穿过圈梁1洞，一端与钢板3螺纹连接，另一端通过螺帽5固定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种海上风电单桩套笼紧固构件，紧固构件(8)设置在套笼上，其特征在于，紧固构件(8)内侧用于抵触单桩(7)的外壁，同一高程内，且两个一组对称设置，紧固构件(8)的外侧紧固在圈梁(1)上；

沿单桩(7)的不同高程内，成组的紧固构件(8)，错位设置，即不同高程的紧固构件(8)沿单桩(7)的轴心投影不重合；

紧固构件(8)包括螺杆(2)、钢板(3)、螺帽(5)，圈梁(1)由矩形管闭环组成，圈梁(1)的内壁上设置钢板(3)，螺杆(2)的内端穿过圈梁(1)且内末端连接钢板(3)，螺杆(2)的外端伸出圈梁(1)，且外末端设置螺帽(5)；

钢板(3)上设置垫片(4)，垫片(4)用于抵触单桩(7)的外壁；

垫片(4)和单桩(7)的外壁的接触，在安装初始接触为端点接触或线接触，且套笼的圈梁(1)挤压垫片(4)抵触单桩(7)的外壁，垫片(4)变形后，垫片(4)抵触单桩(7)的面积增大。

2.如权利要求1所述的一种海上风电单桩套笼紧固构件，其特征在于，钢板(3)上开内螺纹孔。

3.如权利要求1所述的一种海上风电单桩套笼紧固构件，其特征在于，钢板(3)的内螺纹孔为非贯穿孔。

4.如权利要求1所述的一种海上风电单桩套笼紧固构件，其特征在于，螺杆(2)贯穿圈梁(1)，且螺杆(2)水平设置。

5.如权利要求1所述的一种海上风电单桩套笼紧固构件，其特征在于，垫片(4)包括上、下的两段，截面均为梯形，且两个截面大小面积不同。

6.如权利要求1所述的一种海上风电单桩套笼紧固构件，其特征在于，垫片(4)的截面为弧形。

7.如权利要求1所述的一种海上风电单桩套笼紧固构件，其特征在于，单桩基础桩体上设置牛腿结构及紧固构件限位卡槽。