ES2650735T3 - Base de cimentación - Google Patents

Base de cimentación Download PDF

Info

Publication number
ES2650735T3
ES2650735T3 ES12886028.5T ES12886028T ES2650735T3 ES 2650735 T3 ES2650735 T3 ES 2650735T3 ES 12886028 T ES12886028 T ES 12886028T ES 2650735 T3 ES2650735 T3 ES 2650735T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
foundation
base
drawer
floating
foundation base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES12886028.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Rolando JUSTA CÁMARA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Acciona Construccion SA
Original Assignee
Acciona Infraestructuras SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Acciona Infraestructuras SA filed Critical Acciona Infraestructuras SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2650735T3 publication Critical patent/ES2650735T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D23/00—Caissons; Construction or placing of caissons

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCIÓN
Base de cimentación Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una base de cimentación realizada en hormigón para su utilización en parques eólicos aguas adentro, a saber, off-shore.
Estado de la técnica
Es conocida la instalación de parques en el mar, confirmándose las previsiones de un gran crecimiento en la aplicación de esta tecnología en los próximos años. Los parques eólicos construidos en el mar son ciertamente más costosos, dependiendo lógicamente del calado de las aguas en las que se ubican, pero la calidad del viento es mayor, es más constante, su velocidad más alta y su turbulencia menor y, en consecuencia, mayor el número de horas de producción, lo que sumado a la mayor densidad del aire a nivel del mar genera mayores ingresos que en los parques eólicos en tierra, compensando el sobrecoste de la inversión inicial.
La tendencia a emplear aerogeneradores de mayor potencia y tamaño, con el objetivo de reducir el coste unitario de la potencia instalada, ha sido una constante en el desarrollo de los aerogeneradores y es si cabe más marcada en el caso de los parques eólicos marinos adaptados a las condiciones marinas que son particularmente exigentes. Ello a su vez supone un notable incremento en las solicitaciones y requerimientos sobre la subestructura cimiento-fuste que soportan los aerogeneradores, lo que unido a su empleo en emplazamientos de profundidad variable, exige el desarrollo de una subestructura cimiento-fuste adaptada a un amplio abanico de profundidades y para aerogeneradores de mayor potencia y tamaño, evitando aumentar la complejidad y coste de dicha subestructura cimiento-fuste.
En algunos parques eólicos marinos dispuestos en zonas donde la anchura o grosor de la lámina de agua es reducida se utilizan cimentaciones de asentamiento por gravedad (gravity based structures GBS) que comprenden zapatas de hormigón estructural, a menudo con pedestales, fabricadas en seco, es decir, en tierra firme. Una vez han sido construidos son transportados y fondeadas con barcazas y/o grúas marinas en el punto de instalación de dicha subestructura.
El modo de construcción de este tipo de cimentación de asentamiento por gravedad emplea encofrados y cimbras sobre puerto o dique seco, implicando la utilización de gran cantidad de mano de obra así como disponer de grandes espacios libres sobre puerto, así como, grúas de gran capacidad de elevación. Además, resulta necesario inundar el dique seco para hacer fletar las cimentaciones y volver a drenarlo posteriormente, y además el método para instalar dicha cimentación en el fondo acuático limita la profundidad a la que puede ser dispuesta la cimentación, la potencia y tamaño del aerogenerador instalable sobre dicha cimentación y, por tanto, los costes del sistema cimentación, fuste y aerogenerador se disparan, haciendo inviable la instalación de parques de aerogeneradores en fondos acuáticos donde la anchura de la lámina de agua tiende a ser media o alta.
Los documentos EP2189576 y EP1777348 describen cimentaciones de asentamiento por gravedad que tienen celdas internas de flotabilidad las cuales son lastradas y guiadas por medio de cabestrantes de pontones hasta fondo del mar.
El método constructivo de la base de cimentación permite robotizar la construcción de la mencionada base, reduciendo el personal y el tiempo requerido en llevar a cabo el método constructivo.
Sumario
La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante una base de cimentación construida sobre una estructura flotante tal y como es reivindicado en las reivindicaciones.
Un objeto de una realización es proporcionar una base de cimentación utilizada como cimentación por asentamiento por gravedad realizada en hormigón armado utilizando para tal fin una estructura sumergible dotada de un encofrado deslizante que confina el hormigón y permite darle una forma, sustancialmente, de cajón cuasipiramidal cuya sección se reduce conforme aumenta la altura de la base de cimentación que, a su vez, incluye celdas o huecos internos para incrementar la flotabilidad de la base de cimentación.
Otro aspecto de la realización es proporcionar una base de cimentación que incluye una pieza de transición sobre la que situar el fuste de una torre de un aerogenerador, al menos un conector de transmisión de esfuerzos entre la pieza de transición y la base de cimentación, estando dicha pieza de transición embebida en la base de cimentación.
Todavía otro aspecto de la realización es proporcionar una pieza de transición en forma, sustancialmente, troncocónica, de sección hueca y fabricada en acero.
Aún otro aspecto de la realización es proporcionar un método de transporte de la base de cimentación hasta el lugar de fondeo mediante remolque, una vez que la base de cimentación haya sido extraída de la estructura flotante por
2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
hundimiento parcial de la misma.
Todavía otro aspecto de la realización es suministrar una pieza de alineación del fuste de una torre y un conjunto de pernos de transmisión de carga.
La construcción de bases de cimentación para aerogeneradores aguas a dentro u off-shore mediante una estructura flotante reduce el espacio necesario en puerto para las mismas y reduce también la necesidad de grúas para mover las bases de cimentación por estar embarcadas en la estructura flotante.
La estructura flotante se hunde parcialmente para facilitar la extracción de la base de cimentación por remolque una vez la construcción de la base de cimentación ha finalizado.
En consecuencia, la construcción de una base de cimentación mediante el empleo de una estructura flotante minimiza los recursos necesarios de espacio, mano de obra y sistemas de elevación de la base de cimentación de asentamiento por gravedad.
La base de cimentación proporciona un conjunto con la flotabilidad y estabilidad requeridas para ser transportada de manera autoflotante por la superficie del agua previamente a su hundimiento.
La base de cimentación proporciona estabilidad a la torre de soporte de aerogenerador en posición de instalada, merced a su propio peso y al del lastre, y la adecuada transmisión de cargas al lecho de agua.
La base de cimentación de asentamiento por gravedad en un fondo acuático de sustentación de un aerogenerador en la posición de instalación; comprende un cajón de cimentación de geometría en forma de cajón cuasipiramidal, cuya sección se reduce conforme aumenta la altura de la base de cimentación, incluyendo celdas internas de flotabilidad; una pieza de transición en forma troncocónica ahusada en sentido ascendente en posición de instalada sobre el cajón de cimentación.
La base de cimentación es fabricada mediante una estructura flotante o semiflotante del tipo dique flotante, buque con plataforma sumergible, pontonas sumergibles guiadas desde estructuras fijas, etc..
El cajón de cimentación con escalones incluye un conjunto de celdas huecas y herméticas conectables entres sí, estando configuradas para ser lastradas con arena y/o agua.
Aún otro aspecto es utilizar una estructura del tipo flotante o semiflotante de fabricación de cajones de hormigón armado para fabricar cajones de cimentación de geometría en forma de cajón cuasipiramidal, cuya sección se reduce conforme aumenta la altura de la base de cimentación, incluyendo celdas internas de flotabilidad.
Breve enunciado de las figuras
Una explicación más detallada de la invención se da en la descripción que sigue y que se basa en las figuras adjuntas:
> la figura 1 muestra en una vista en perspectiva una base de cimentación;
> la figura 2 muestra en una vista en perspectiva una pieza de transición;
> la figura 3 muestra en una vista una sección en corte transversal de la base de cimentación;
> la figura 4 muestra en una vista en perspectiva la base de cimentación de asentamiento por gravedad en un
fondo acuático de sustentación de un aerogenerador en la posición de instalación;
> la figura 5 muestra en una vista en alzado una estructura de fabricación de cajones de hormigón armado del tipo flotante; y
> las figuras 6a a 6c muestra en sucesivas vista en alzado las etapas de fabricación de un cajón de hormigón armado flotante de acuerdo al estado de la técnica.
Descripción de un modo de realización
En relación ahora con las figuras 1 a 5, se muestra una realización de una base 11 de cimentación del tipo de asentamiento por gravedad para un aerogenerador aguas a dentro, a saber, off-shore, que comprende un cajón 12 de cimentación propiamente dicho de geometría en forma, sustancialmente, de cajón cuasipiramidal incluyendo, a su vez, celdas o huecos 31 internos para incrementar la flotabilidad de la base 11 de cimentación; una pieza 13 de transición en forma, sustancialmente, troncocónico ahusada en sentido ascendente en posición de instalado.
La pieza 13 de transición permite la unión entre la base 11 de cimentación y un fuste 41 de torre de soporte de aerogenerador ahusado también en sentido ascendente en posición de instalado; al menos una brida 22 alienadora de fuste 41 de torre, que permite evitar inclinaciones indeseadas una vez que la base 11 cimentación ha sido fondeada sobre el lecho del agua en el punto de instalación; y al menos un perno 21 conector de transmisión de
3
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
cargas entre la pieza 13 de transición y la base 11 de cimentación.
El cajón 12 de cimentación está dispuesto en forma, sustancialmente, cuasipiramidal en sentido ascendente en posición de instalado, cuya sección se reduce conforme aumenta la altura de la base 11 de cimentación. El cajón 12 de cimentación con escalones incluye un conjunto de celdas 31 huecas y herméticas, estando las celdas 31 conectadas entre sí siendo inundables.
La geometría en planta y altura del cajón 12 de cimentación puede variar en función de condiciones tales como tipo de lecho de agua, condiciones dinámicas del agua y de la atmosfera, potencia y tamaño del aerogenerador, etc..
La pieza 13 de transición es introducida por uno de sus extremos a través de la parte superior del cajón 12 de cimentación, quedando libre el extremo opuesto de la pieza 13 de transición. En el extremo de la pieza 13 de transición en contacto con la base 11 cimentación se dispone un conjunto de pernos 21 conectores encargados de transmitir cargas a la base 11 de cimentación y garantizar la adherencia entre la propia pieza 13 de transición y la base 11 de cimentación.
En el extremo opuesto libre de la pieza 13 de transición está dispuesta una pieza o brida 22 de alineación del fuste 41 de torre de aerogenerador.
En relación ahora con la figura 5, se muestra una estructura 51 de fabricación de cajones de hormigón armado flotante del tipo buque cajonero donde se fabrica el cajón 12 de cimentación compartimentado en celdas 31, susceptibles de ser lastradas o inundadas y deslastradas; siendo fabricado al abrigo del oleaje.
La estructura 51 puede ser también del tipo estructura semiflotante, dique flotante, buque con plataforma sumergible, pontonas sumergibles guiadas desde estructuras fijas, etc..
El cajonero 51 comprende una pontona con cuatro torres para disponer siempre de la boyancía necesaria y controlar en todo momento el conjunto buque cajonero-base de cimentación. En el cajonero 51 se construye el cajón 12 de cimentación en hormigón armado, sin interferir el tráfico del puerto en el cual está amarrado.
Las torres laterales son susceptibles de ser lastradas y deslastradas para garantizar la estabilidad naval del conjunto buque cajonero-base de cimentación. Sobre cada una de las torres se disponen sendas estructuras metálicas, a modo de celosía que sostienen la superestructura y el encofrado deslizante mediante un juego de cabrestantes. Una pontona soporte es la plataforma de trabajo que permite la elaboración en seco sobre su cubierta del cajón 12 de cimentación y de los primeros metros de la pieza 13 de transición. Posteriormente dicha pontona se hunde progresivamente a medida que progresa el alzado de la base 11 de cimentación.
En relación ahora con las figuras 6a a 6c, el proceso de fabricación del cajón 12 incluye la colocación de una parrilla de armado de la solera sobre la pontona soporte, hormigonado de la solera, deslizamiento descendente del encofrado y comienzo del hormigonado del fuste del cajón de cimentación, hormigonado del fuste hasta la terminación del mismo. El curado del hormigón se realiza directamente sumergiendo el cajón 12 en el agua. Este procedimiento no perjudica a las características ni a la durabilidad del hormigón.
La botadura del cajón 12 se consigue con la inmersión de la pontona soporte. En ocasiones, la botadura es una operación crítica para la estabilidad naval de la estructura 51 flotante y del cajón 12. Una vez el cajón ha sido botado el cajón 12 es remolcado hasta la posición de instalación.
Una vez la cimentación se encuentra fuera del buque 51 cajonero y amarrada a puerto, se coloca en ella la pieza 13 de transición sobre la que previamente se habrá dispuesto la brida 22 de alineamiento del fuste 41 de torre y los pernos 21 conectores.
Si fuera necesario, se lastraría el conjunto base de cimentación-fuste de torre hasta alcanzar el francobordo adecuado para su traslado por remolque hasta su posición de instalación definitiva, donde previamente se ha preparado la zona 14 del fondo acuático para asentar la base 11 de cimentación, como muestra la figura 1.
Una vez ha sido preparada la zona correspondiente del fondo acuático 14, a saber, banqueta sobre ella se coloca la base 11 de cimentación, simplemente dejándola bajar por gravedad mediante lastrado controlado hasta el punto de instalación, de modo que la preparación de la zona del fondo acuático y la banqueta de asentamiento de la base 11 de cimentación se realizan en operaciones inmediatamente consecutivas, sin tiempo para que la banqueta preparada sufra alteraciones por los movimientos del agua, asegurando el perfecto asentamiento de la base 11 de cimentación.
La base 11 de cimentación determina un conjunto estructural con un peso y una base que permiten el asentamiento por gravedad en fondo acuático para sustentar un aerogenerador en disposición sobre una torre dispuesta sobre la base de cimentación.
No obstante, para un escenario de aplicación en asentamiento sobre fondo acuático blando, en la base 11 de cimentación se dispone un medio de amarre de anclaje en forma, sustancialmente, de pilotes, por ejemplo, para
asegurar el asentamiento por gravedad de la base 11 de cimentación.
El procedimiento constructivo de la base 11 de cimentación por gravedad sobre una estructura 51 flotante comprende las siguientes etapas:
Fabricación de la losa inferior o solera de la base 11 cimentación sobre la estructura flotante o buque cajonero, 5 construcción del cajón 12 de cimentación cuasipiramidal con escalones utilizando el encofrado autodeslizante instalado sobre el cajonero 51. Hundimiento simultáneo de la plataforma inferior de la estructura flotante del cajonero 51 sobre la que se apoya la base 11 de cimentación. Una vez ha sido finalizado el cajón 12 de cimentación, esté es extraído de la estructura flotante del cajonero 51 mediante remolque por flotación.
Una vez la base de cimentación es terminada, se ensamblan sucesivamente la pieza de transición, los pernos 10 conectores y la pieza de alineamiento del fuste de torre soporte del aerogenerador.
Asimismo se realizan los trabajos de preparación de la banqueta de cimentación sobre el lecho acuático en la posición de instalación y es remolcada por flotación la base de cimentación hasta el punto de fondeo. Finalmente, la base de cimentación de asentamiento por gravedad es sumergida por inundación controlada llenando total o parcialmente con lastre de arena y/o agua las celdas del cajón 12 de cimentación.
15 En el transporte por flotación del conjunto base de cimentación-pieza de transición pueden emplearse estructuras flotantes auxiliares para mejorar la flotabilidad y estabilidad del conjunto. Estas estructuras flotantes auxiliares se adosan y conectan provisionalmente a dicho conjunto con medios de anclaje adecuados.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una base de cimentación de asentamiento por gravedad en un fondo acuático de sustentación de un aerogenerador en la posición de instalación; donde la base (11) de cimentación comprende un cajón (12) de cimentación de geometría en forma de cajón cuasipiramidal, cuya sección se reduce conforme aumenta la altura de
    5 la base (11) de cimentación, estando la base de cimentación de asentamiento por gravedad caracterizada en el cajón (12) de cimentación incluye celdas (31) internas de flotabilidad las cuales son huecas, herméticas y conectables entre sí para controlar la flotabilidad; y una pieza (13) de transición en forma troncocónica ahusada en sentido ascendente en posición de instalada sobre el cajón (12) de cimentación.
  2. 2. Base de acuerdo a la reivindicación 1; caracterizado porque la base (11) de cimentación es fabricada mediante 10 una estructura (51) flotante o semiflotante del tipo dique flotante, buque con plataforma sumergible, pontonas
    sumergibles guiadas desde estructuras fijas, etc..
  3. 3. Base de acuerdo a la reivindicación 1; caracterizado porque la pieza (13) de transición está adaptada para unir la base (11) de cimentación y un fuste (41) de torre de soporte de aerogenerador ahusado también en sentido ascendente en posición de instalado; al menos una brida 22 alienadora de fuste (41) de torre coopera con la pieza
    15 (13) de transición en la alineación vertical de la base (11) de cimentación y del fuste (41) de torre.
  4. 4. Método para fabricar cajones de hormigón armado del tipo flotante o semiflotante para fabricar una base (11) de cimentación de asentamiento por gravedad en un fondo acuático de sustentación de un aerogenerador en la posición de instalación; donde la base (11) de cimentación comprende un cajón (12) de cimentación de geometría en forma de cajón cuasipiramidal, cuya sección se reduce conforme aumenta la altura de la base (11) de cimentación;
    20 estando la base de cimentación de asentamiento por gravedad caracterizada en el cajón (12) de cimentación incluye celdas (31) internas de flotabilidad las cuales son huecas, herméticas y conectables entre sí para controlar la flotabilidad; y una pieza (13) de transición en forma troncocónica ahusada en sentido ascendente en posición de instalada sobre el cajón (12) de cimentación.
ES12886028.5T 2012-10-03 2012-10-03 Base de cimentación Active ES2650735T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2012/070684 WO2014053672A1 (es) 2012-10-03 2012-10-03 Base de cimentación

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2650735T3 true ES2650735T3 (es) 2018-01-22

Family

ID=50434386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12886028.5T Active ES2650735T3 (es) 2012-10-03 2012-10-03 Base de cimentación

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2918729B1 (es)
ES (1) ES2650735T3 (es)
WO (1) WO2014053672A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200070383A1 (en) * 2017-05-27 2020-03-05 Daniel William Place Additively manufactured object fabrication vessel

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5613808A (en) * 1995-03-15 1997-03-25 Amoco Corporation Stepped steel gravity platform for use in arctic and subarctic waters
DK1777348T3 (en) * 2005-10-21 2017-08-28 Dredging Int N V Apparatus and method for offshore installations
ES2381510B1 (es) * 2008-10-22 2013-05-16 Manuel Torres Martinez Metodo para el montaje de aerogeneradores en lechos acuaticos y vehiculo para llevar a cabo dicho metodo
EP2189576A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-26 Flota Proyectos Singulares, S.A. Foundation system for marine structures in deep water
ES2378960B1 (es) * 2010-09-22 2013-02-25 Inneo Torres S.L. Procedimiento de instalación de torre para uso aguas adentro.

Also Published As

Publication number Publication date
EP2918729A4 (en) 2016-09-14
EP2918729B1 (en) 2017-09-13
WO2014053672A1 (es) 2014-04-10
EP2918729A1 (en) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103228909B (zh) 用于安装海上塔的方法
CN104040075B (zh) 一种用于安装海上塔的方法
ES2835551T3 (es) Cimentación de gravedad para aerogeneradores offshore
CN110382781B (zh) 用于在海洋环境中利用重力铺设建筑物、设备和风力涡轮机的基础的海事结构
KR101553426B1 (ko) 해상풍 터빈용 지지 요소, 상기 지지 요소의 제조 방법 및 상기 지지 요소의 설치 방법
CN111559469A (zh) 浮动结构及其安装方法
CA2980959C (en) Gravity-based foundation for the installation of offshore wind turbines
ES2785674T3 (es) Estructura base de lecho marino y método para la instalación de la misma
CN107075824B (zh) 用于离岸活动的海床终端
CN101837929B (zh) 一种在滩涂区域驳船吊装风机的作业方法
JP5738643B2 (ja) 洋上風力発電設備の施工方法
WO2016042173A1 (es) Cimentación por gravedad para la instalación de aerogeneradores offshore y torres meteorológicas
RU2310721C1 (ru) Устройство для защиты самоподъемной плавучей буровой установки (спбу) для бурения разведочных скважин в ледовых условиях и способ его установки
ES2650735T3 (es) Base de cimentación
AU2017352093B2 (en) Harbour plant and method for mooring a floating body in a harbour plant
CN105480386A (zh) 水上作业平台
Flores Ganuza et al. Development of a Modular, Adaptable and Scalable Gravity Anchor System for Various Floating Foundations
CN205653811U (zh) 海上风机重力式基础及基础系统
EP2189576A1 (en) Foundation system for marine structures in deep water
CN117799780A (zh) 一种防沉、防浪的海上浮式风力发电平台
GB2503104A (en) Submersible platform for attaching a plurality of energy producing devices
ES2381510A1 (es) Metodo para el montaje de aerogeneradores en lechos acuaticos y vehiculo para llevar a cabo dicho metodo.