多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎的製作方法
2023-06-11 03:29:51 1
專利名稱：多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎的製作方法
技術領域：
本實用新型設計一種海上風機基礎，尤其是多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎。
背景技術：
目前海上風電機組的主要基礎形式有單樁基礎、三腳架基礎、桶形基礎等。單樁基礎適用於水深較淺的海域，單樁基礎對振動和垂直度很敏感，受海底地質條件和水深的約束較大，對設計和施工的要求較高，且隨著水深增加，樁徑要相應增大，而在海上施工大直徑預製樁十分困難，安裝時也需要專用設備，費用昂貴。三腳架基礎屬於組合式基礎,採用標準的三腿支撐結構，由中心柱、插入海床一定深度的圓柱鋼管和斜撐結構組成。主要施工方法分為先沉放三腳架再打樁和先打樁再吊放三腳架兩種。對於先沉放三腳架後打樁的施工方法，需設置防沉板，並且一般需要打設輔助樁來進行三腳架定位，且沉放後三腳架精度調平困難；而先打樁方法則對打樁精度有這嚴·格限制，在深水環境中這對打樁機械設備和施工工藝都提出了很高的要求。桶形基礎是一種新的基礎結構概念，實質是傳統樁基與重力式基礎的結合。其推薦適用水深為O 20m，可分為單柱及多柱吸力式沉箱基礎。桶形基礎減少製造費用施工速度快，但因為入土深度限制，其豎向承載力和穩定性較差，作為風機基礎容易發生傾斜和較大沉降。而且桶形基礎不適用於衝刷海床。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，解決大直徑樁施工、多腳架基礎定位調平以及桶形基礎豎向承載力穩定性差等問題，其適宜作為水深在25m到50m間的海上風電機組基礎形式，可靠性好。為實現上述技術目的，本實用新型提供的方案是一種多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，包括鋼樁以及支撐風機塔筒的支撐結構，其中，所述支撐結構的下部固定連接桶樁，桶樁設置氣泵系統和水泵系統，支撐結構的周圍均勻分布若干樁套管，每個樁套管內均具有一根鋼樁。而且，所述桶樁或支撐結構上設置監控組件。而且，所述樁套管至少均勻設置三個，鋼樁的數量與樁套管的數量相適應。而且，所述樁套管內設置定位快和止水橡膠板。而且，所述定位快和止水橡膠板之間的環向間隙內填充有灌漿材料。本實用新型由於採取以上設計，主要具有以下優點。I、減小了樁徑，避免了大直徑樁施工，降低了對工程設備的要求和海上大直徑樁施工費用。2、避免了多腳架結構定位和調平困難的技術難題，基礎通過氣泵系統和水泵系統實現氣浮、自重下沉和吸水下沉，通過監控組件監測結構下沉速度形態。3、避免了多樁基礎深水條件下施工精度低，後期與多腳架結構連接困難的技術難題。4、本基礎可靠性高，豎向承載力強，穩定性能好。
圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是圖I的俯視圖。圖3是圖I中A處的放大圖。其中，I、桶樁，2、鋼樁，3、樁套管，4、風機塔筒，5、支撐結構，6、監控組件，7、氣泵系統，8、水泵系統。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。本實施例提供一種多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，如圖I和圖2所示，包括鋼樁2以及支撐風機塔筒4的支撐結構5，其中，所述支撐結構5的下部固定連接桶樁1，如圖3所示，桶樁I設置氣泵系統7和水泵系統8，支撐結構5的周圍均勻分布若干樁套管3，每個樁套管3內均具有一根鋼樁2。上述桶樁I或支撐結構5上設置監控組件6。上述樁套管3至少均勻設置三個，鋼樁2的數量與樁套管3的數量相適應。上述樁套管3內設置定位快和止水橡膠板。上述定位快和止水橡膠板之間的環向間隙內填充有灌漿材料。工作原理首先將多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎中的桶樁I與支撐結構5整體固定，通過氣泵系統7向桶樁I內充氣，實現基礎在海上的整體氣浮。將基礎拖航至沉放水域後，通過氣泵系統7排除桶樁I內氣體，基礎在自重作用下沉入海床，桶樁I下部與海床之間形成密閉空間，然後通過水泵系統8抽取桶樁I內水體，產生豎向負壓，該負壓使基礎沉貫到設計深度。下沉期間通過監控組件6對基礎下沉速度和下沉形態進行全程監控。基礎沉放完成後，在樁套管3內打入鋼管樁2。樁套管3內設置定位塊和止水橡膠板，以在樁套管和鋼樁間形成環向間隙，通過高壓灌漿管道在樁套管和鋼樁間形成環向間隙灌入灌漿材料，實現二者可靠連接。最後在支撐結構5上安裝風機塔筒4，完成基礎施工。本實用新型的多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，適用範圍廣，對施工設備要求低，結構安全可靠，十分適合作為水深25m到50m間的海上風電機組的基礎形式。
權利要求1.一種多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，包括鋼樁以及支撐風機塔筒的支撐結構，其特徵在於所述支撐結構的下部固定連接桶樁，桶樁設置氣泵系統和水泵系統，支撐結構的周圍均勻分布若干樁套管，每個樁套管內均具有一根鋼樁。
2.根據權利要求I所述的多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，其特徵在於所述桶樁或支撐結構上設置監控組件。
3.根據權利要求I或2所述的多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，其特徵在於所述樁套管至少均勻設置三個，鋼樁的數量與樁套管的數量相適應。
專利摘要本實用新型設計一種海上風機基礎，尤其是多腳架負壓樁桶組合海上風機基礎，其包括鋼樁以及支撐風機塔筒的支撐結構，其中，所述支撐結構的下部固定連接桶樁，桶樁設置氣泵系統和水泵系統，支撐結構的周圍均勻分布若干樁套管，每個樁套管內均具有一根鋼樁。本實用新型可靠性高，豎向承載力強，穩定性能好，並且降低了對工程設備及工藝的要求，施工方便，適合作為水深25m至50m海域的海上風電機組基礎。
文檔編號E02D27/12GK202706053SQ201220336809
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者楊炎華, 金書成, 張永濤, 吳啟和, 劉建波 申請人:中交第二航務工程局有限公司