專利名稱:用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，包括沉箱底座和上部的鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)，所述沉箱底座為重力式鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)，所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)固定于沉箱底座之上，鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)頂端設(shè)置有與風機塔筒連接的基礎(chǔ)環(huán)，所述沉箱底座和/或鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)上設(shè)置有連通至所述沉箱底座的空腔的灌水通道。本實用新型還公開了一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)重力式混合基礎(chǔ)的施工方法。本實用新型與普通導(dǎo)管架及單樁基礎(chǔ)相比，將鋼筋砼結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有機結(jié)合起來，以鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)底座、鋼結(jié)構(gòu)作為上部支承結(jié)構(gòu)，無需樁基，基礎(chǔ)在陸上制作并整體組裝，可依靠自身浮力安裝，施工簡便，節(jié)省工期，經(jīng)濟性好，在海上風電工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】 用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于海上風電基礎(chǔ)工程的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)。

【背景技術(shù)】
[0002]海上風電基礎(chǔ)工程因在海上施工，受自然條件影響大，工況較惡劣，具有現(xiàn)場可施工作業(yè)時間短、施工難度大、效率底等特點。
[0003]目前，導(dǎo)管架及單根大直徑鋼管粧是海上風電常用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型。導(dǎo)管架為鋼桁架結(jié)構(gòu)，具有剛度大、穩(wěn)定性好、用材較節(jié)約等優(yōu)點。但導(dǎo)管架以粧基作為支承結(jié)構(gòu)，粧基施工需水下送粧，施工難度較大，對設(shè)備要求高；當采用先沉粧后安裝導(dǎo)管架的施工工藝時，導(dǎo)管架水下安裝對位相當困難；若粧基需嵌巖時，不但施工難度大，施工周期長，而且工程費用也相當高昂。
[0004]單根大直徑鋼管粧的結(jié)構(gòu)形式簡單，施工速度快，水上工作量小。但單粧結(jié)構(gòu)斷面大、壁厚大，自重大，鋼材用量大，對起吊、打粧設(shè)備要求較高，施工費用較高；此外，單粧結(jié)構(gòu)目前并不適合在需要粧基嵌巖施工的地區(qū)，因為大直徑嵌巖粧施工難度大，且施工機械很少，施工費用奇高。
[0005]上述論述內(nèi)容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本實用新型的各個方面相關(guān)的技術(shù)的各個方面，相信該論述內(nèi)容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本實用新型的內(nèi)容。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種用于海上風電的鋼石全-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其無需施工粧基，基礎(chǔ)在陸上整體制作，施工便利，節(jié)省工期，總體經(jīng)濟性好，適用于基巖埋藏較淺的海域。
[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本實用新型采用的技術(shù)方案是:提供一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，包括沉箱底座和上部的鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)，所述沉箱底座為重力式鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)，所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)固定于沉箱底座之上，鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)頂端設(shè)置有與風機塔筒連接的基礎(chǔ)環(huán)，所述沉箱底座和/或鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)上設(shè)置有連通至所述沉箱底座的空腔的灌水通道。
[0008]其中，所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)為導(dǎo)管架，沉箱底座上設(shè)置有與導(dǎo)管架的支腿相對應(yīng)的支腿固定底座，所述支腿固定在支腿固定支座上。
[0009]其中，所述支腿的下端埋設(shè)于支腿固定底座的內(nèi)部，或，所述支腿與支腿固定底座上部的預(yù)埋鋼構(gòu)件焊接連接。
[0010]其中，所述灌水通道由設(shè)置在所述沉箱底座的壁上的灌水管和支腿的內(nèi)孔構(gòu)成，所述灌水管一端與空腔連通，另一端與支腿的內(nèi)孔下端連通。
[0011]其中，所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)為單根大直徑鋼管，沉箱底座的頂蓋中央設(shè)置有鋼管固定底座，所述大直徑鋼管的下端埋設(shè)于鋼管固定底座內(nèi)。
[0012]其中，所述灌水通道由所述大直徑鋼管的內(nèi)孔構(gòu)成，大直徑鋼管的內(nèi)孔下端與所述沉箱底座的空腔連通。
[0013]其中，所述沉箱底座為圓形或正多邊形沉箱結(jié)構(gòu)，其頂蓋為錐形斜面或球形曲面。
[0014]其中，所述沉箱底座上設(shè)置有加強肋。
[0015]其中，所述沉箱底座的底板設(shè)置有可封閉或拆開的基床灌漿孔。
[0016]其中，所述沉箱底座的頂蓋設(shè)置有可封閉或拆開的回填孔。
[0017]本實用新型的有益效果:該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將鋼筋砼結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有機結(jié)合起來，以鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)底座、鋼結(jié)構(gòu)作為上部支承結(jié)構(gòu)，無需施工粧基，避免了粧基沉粧、嵌巖等繁雜的施工工序。整個基礎(chǔ)在陸上制作組裝，整體性好，可依靠自身浮力安裝，無需大型起重船，只需挖除地基表層軟土及施工基床后便可沉放安裝，現(xiàn)場施工作業(yè)簡單，工藝成熟，施工難度較小，工期省，適用于持力層埋藏較淺的海洋區(qū)域?？傊摶A(chǔ)結(jié)構(gòu)工廠化程度高、集成性好、施工簡易快捷、經(jīng)濟性好，在海洋工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

【附圖說明】

[0018]利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本實用新型的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0019]圖1是用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1中A-A截面不意圖。
[0021]圖3為圖2中B-B截面示意圖。
[0022]圖4為用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為圖4中C-C截面示意圖。
[0024]圖6為圖5中D-D截面示意圖。

【具體實施方式】
[0025]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0026]本實用新型的核心在于提供一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其工廠化程度高、集成性好、施工簡易快捷、經(jīng)濟性好。
[0027]如圖1、2、3所示，本實用新型實施例一提供的一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，包括下部的沉箱底座11和上部的鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)，鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)為導(dǎo)管架13，導(dǎo)管架13為鋼桁架結(jié)構(gòu)，具有多個支腿16。沉箱底座11為重力式鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)，可為圓形或正多邊形，沉箱底座11的外壁22內(nèi)側(cè)設(shè)置有與導(dǎo)管架13的支腿16相對應(yīng)的支腿固定底座17，導(dǎo)管架13通過支腿16與支腿固定底座17的連接固定于沉箱底座11之上，導(dǎo)管架13的頂端設(shè)置有與風機塔筒連接的基礎(chǔ)環(huán)15。
[0028]作為優(yōu)選的實施方式，導(dǎo)管架13的支腿16的下端埋設(shè)于支腿固定底座17的內(nèi)部，使沉箱底座11和導(dǎo)管架13固定連接?；蛑?6與支腿固定底座17上部的預(yù)埋鋼構(gòu)件焊接連接，這樣便于沉箱底座11和導(dǎo)管架13分開制作，二次組裝。上述兩種固定方式均有灌水管18把支腿16內(nèi)孔與沉箱底座11空腔連通形成灌水通道，便于沉箱底座11下沉式灌水。
[0029]作為優(yōu)選的實施方式，沉箱底座11的頂蓋21可為錐形斜面或球形曲面，頂蓋21中央預(yù)留可封閉與拆開的回填孔24，方便基礎(chǔ)安裝后回填砂石料。
[0030]作為優(yōu)選的實施方式，所述沉箱底座11的底板23、外壁22、頂蓋21上空腔的一側(cè)設(shè)置有加強肋19，以增強沉箱底座11的強度、剛度。
[0031]作為優(yōu)選的實施方式，所述沉箱底座11的底板23設(shè)置有可封閉的基床灌漿孔20，可滿足基礎(chǔ)安裝后對基床進行壓力灌漿的需要。
[0032]如圖4、5、6所示，本實用新型實施例二提供的另一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，包括下部的沉箱底座11和上部鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)。鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)為的大直徑鋼管14，沉箱底座11為重力式鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)，可為圓形或正多邊形，其頂蓋21為錐形斜面，大直徑鋼管14的下端埋設(shè)于頂蓋21中央的鋼管固定底座26之內(nèi)，其頂端設(shè)置有與風機塔筒連接的基礎(chǔ)環(huán)15。
[0033]作為優(yōu)選的實施方式，所述沉箱底座11的底板23、外壁22、頂蓋21設(shè)置有加強肋19，以增強基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強度。
[0034]作為優(yōu)選的實施方式，所述沉箱底座11的底板23設(shè)置有可封閉的基床灌漿孔20，可滿足基礎(chǔ)安裝后對基床進行壓力灌漿的需要。
[0035]為了實施如圖1至6所示的用于海上風電的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，本實用新型實施例還提供了一種施工方法，包括如下步驟:
[0036]S1、在工廠加工制作帶基礎(chǔ)環(huán)15的鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)，陸上預(yù)制沉箱底座11，并將鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)和沉箱底座11組成整體結(jié)構(gòu)；
[0037]S2、對風電基礎(chǔ)的地基進行挖泥等處理，形成預(yù)設(shè)平整度的基床25 ;
[0038]S3、對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)留的回填孔24、基床灌漿孔20進進行封倉，基礎(chǔ)下水，借助起重船及拖輪并利用半潛駁船或依靠基礎(chǔ)自身的浮力將基礎(chǔ)運至現(xiàn)場。
[0039]S4、定位后，經(jīng)灌水通道向沉箱底座空腔內(nèi)部灌水沉放基礎(chǔ)，使基礎(chǔ)準確坐落于基床25之上。
[0040]S5、通過頂蓋預(yù)留的回填孔24或大直徑鋼管14向沉箱底座11腔內(nèi)灌砂或碎石。
[0041]S6、通過鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)頂部的基礎(chǔ)環(huán)15安裝海上風電機組的塔筒。
[0042]其中，在步驟S4之后，S5之前，如有需要，可通過底板上設(shè)置的基床灌漿孔20利用預(yù)留灌漿管對基床25進行壓力灌漿。
[0043]上面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他類似方式來實施，因此，不能理解為對本實用新型保護--圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:包括沉箱底座(11)和上部的鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)，所述沉箱底座(11)為重力式鋼筋砼空腔結(jié)構(gòu)，所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)固定于沉箱底座(11)之上，鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)頂端設(shè)置有與風機塔筒連接的基礎(chǔ)環(huán)(15)，所述沉箱底座(11)和/或鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)上設(shè)置有連通至所述沉箱底座(11)的空腔的灌水通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)為導(dǎo)管架(13)，沉箱底座(11)上設(shè)置有與導(dǎo)管架(13)的支腿(16)相對應(yīng)的支腿固定底座(17)，所述支腿(16)固定在支腿固定支座(17)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述支腿(16)的下端埋設(shè)于支腿固定底座(17)的內(nèi)部，或，所述支腿(16)與支腿固定底座(17)上部的預(yù)埋鋼構(gòu)件焊接連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述灌水通道由設(shè)置在所述沉箱底座(11)的壁上的灌水管(18)和支腿(16)的內(nèi)孔構(gòu)成，所述灌水管(18) —端與空腔連通，另一端與支腿(16)的內(nèi)孔下端連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述鋼質(zhì)支承結(jié)構(gòu)為單根大直徑鋼管(14)，沉箱底座(11)的頂蓋(21)中央設(shè)置有鋼管固定底座(26)，所述大直徑鋼管(14)的下端埋設(shè)于鋼管固定底座(26)內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述灌水通道由所述大直徑鋼管(14)的內(nèi)孔構(gòu)成，大直徑鋼管(14)的內(nèi)孔下端與所述沉箱底座(11)的空腔連通。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述沉箱底座(11)為圓形或正多邊形沉箱結(jié)構(gòu)，其頂蓋(21)為錐形斜面或球形曲面。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述沉箱底座(11)上設(shè)置有加強肋(19)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述沉箱底座(11)的底板(23)設(shè)置有可封閉或拆開的基床灌漿孔(20)。10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于海上風電的鋼砼-鋼構(gòu)混合重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述沉箱底座(11)的頂蓋(21)設(shè)置有可封閉或拆開的回填孔(24)。
【文檔編號】E02D27-52GK204282390SQ201420673962
【發(fā)明者】熊翱, 張銳, 溫文峰, 潘曉亮, 尤毅, 嚴志娟 [申請人]熊翱