本發(fā)明涉及海上風(fēng)電領(lǐng)域，特別涉及一種裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、海上風(fēng)電作為主流的海洋可再生能源發(fā)展迅速，目前國(guó)內(nèi)外的海上風(fēng)電主要以固定式為主，包括單樁、吸力桶、導(dǎo)管架等結(jié)構(gòu)形式，主要適用于水深小于70m的海域。當(dāng)水深超過70m后，漂浮式風(fēng)電將更有優(yōu)勢(shì)，目前尚處于示范階段，目前各技術(shù)路線百家爭(zhēng)鳴，都在創(chuàng)新漂浮式平臺(tái)形式來進(jìn)行降本增效，目前已落地的結(jié)構(gòu)形式包括半潛式為主流，但也有spar立柱式、駁船式、tlp張力腿式；材料基本以鋼結(jié)構(gòu)為主，也有采用混凝土的。

2、目前鋼結(jié)構(gòu)的漂浮式平臺(tái)制作工藝成熟，主要存在造價(jià)高、使用壽命短(25年)、不適應(yīng)大風(fēng)電機(jī)組等不足。

3、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性較好，也比較適合未來大功率機(jī)組，目前已有spar立柱式在挪威hywind?tampen應(yīng)用，駁船式在法國(guó)floatgen應(yīng)用，但半潛式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)尚未有應(yīng)用的先例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，提供一種裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)及其施工方法。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)，包括：混凝土浮箱、支撐聯(lián)結(jié)組件、系泊錨鏈和若干個(gè)混凝土浮筒；

3、所述混凝土浮箱為模塊化預(yù)制件；

4、每個(gè)所述混凝土浮筒分別為模塊化預(yù)制件；每個(gè)所述混凝土浮筒分別通過預(yù)應(yīng)力筋錨固連接于所述混凝土浮箱的上方，其中上錨頭位于所述混凝土浮筒的上表面，下錨頭位于所述混凝土浮箱頂板的下表面；

5、所述支撐聯(lián)結(jié)組件為模塊化預(yù)制件；所述支撐聯(lián)結(jié)組件與所述混凝土浮箱、所述混凝土浮筒裝配式連接；

6、所述系泊錨鏈用于系泊所述海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)。

7、優(yōu)選地，所述混凝土浮筒的數(shù)量為三個(gè)，三個(gè)所述混凝土浮筒形成三角形排布；或，所述混凝土浮筒的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)所述混凝土浮筒形成四邊形排布；或，所述混凝土浮筒的數(shù)量為五個(gè)，五個(gè)所述混凝土浮筒形成五邊形排布。

8、優(yōu)選地，所述混凝土浮箱的頂板、所述混凝土浮筒預(yù)留有預(yù)應(yīng)力孔道，所述預(yù)應(yīng)力筋穿過所述預(yù)應(yīng)力孔道。

9、優(yōu)選地，所述混凝土浮箱內(nèi)由浮箱橫隔墻、豎隔墻分成多個(gè)隔倉(cāng)，所述混凝土浮箱的浮箱側(cè)墻、浮箱頂板、浮箱底板均設(shè)置有水平預(yù)應(yīng)力筋。

10、優(yōu)選地，所述混凝土浮筒包括第一混凝土浮筒，所述支撐聯(lián)結(jié)組件為第一斜支撐、第二斜支撐，

11、所述第一混凝土浮筒用于連接風(fēng)機(jī)塔筒，所述第一混凝土浮筒設(shè)置有內(nèi)隔墻，所述內(nèi)隔墻包括第一內(nèi)隔墻、第二內(nèi)隔墻，

12、所述第一斜支撐的兩端分別與所述第一混凝土浮筒、所述混凝土浮箱裝配連接，且所述第一斜支撐和所述第一內(nèi)隔墻共面設(shè)置；所述第二斜支撐的兩端分別與所述第一混凝土浮筒、所述混凝土浮箱裝配連接，且所述第二斜支撐和所述第二內(nèi)隔墻共面設(shè)置。

13、優(yōu)選地，所述第一內(nèi)隔墻的中心線和所述第一斜支撐的中心線共面設(shè)置，所述第二內(nèi)隔墻的中心線和所述第二斜支撐的中心線共面設(shè)置。

14、優(yōu)選地，所述第一內(nèi)隔墻在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線、所述第一斜支撐在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線共線設(shè)置，所述第二內(nèi)隔墻在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線、所述第二斜支撐在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線共線設(shè)置。

15、優(yōu)選地，所述第一混凝土浮筒、所述混凝土浮箱均預(yù)埋有牛腿，所述第一斜支撐、所述第二斜支撐的兩端分別與所述牛腿焊縫或螺栓連接。

16、優(yōu)選地，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻交叉布置并向上延伸；或，所述內(nèi)隔墻還包括第三內(nèi)隔墻，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻和所述第三內(nèi)隔墻呈y字形布置并向上延伸，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻分別為所述y字形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)分叉結(jié)構(gòu)；或，所述內(nèi)隔墻還包括第三內(nèi)隔墻、第四內(nèi)隔墻、第五內(nèi)隔墻，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻、所述第三內(nèi)隔墻、所述第四內(nèi)隔墻和所述第五內(nèi)隔墻呈放射形布置。

17、優(yōu)選地，所述第一混凝土浮筒之外的其余混凝土浮筒不設(shè)置所述內(nèi)隔墻。

18、優(yōu)選地，每個(gè)所述混凝土浮筒均設(shè)置有內(nèi)隔墻，每個(gè)所述內(nèi)隔墻分別包括第一內(nèi)隔墻、第二內(nèi)隔墻，

19、所述支撐聯(lián)結(jié)組件包括若干組側(cè)面支撐聯(lián)結(jié)組件和一組頂面支撐聯(lián)結(jié)組件，每組所述側(cè)面支撐聯(lián)結(jié)組件包括水平聯(lián)結(jié)梁、第一斜撐和第二斜撐，所述水平聯(lián)結(jié)梁的兩端分別連接相鄰兩個(gè)所述混凝土浮筒，所述第一斜撐、所述第二斜撐的兩端分別連接所述水平聯(lián)結(jié)梁、所述混凝土浮筒，每組所述側(cè)面支撐聯(lián)結(jié)組件與所述第一內(nèi)隔墻或所述第二內(nèi)隔墻共面設(shè)置，所述頂面支撐聯(lián)結(jié)組件用于連接所述水平聯(lián)結(jié)梁。

20、優(yōu)選地，所述側(cè)面支撐聯(lián)結(jié)組件在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線、所述第一內(nèi)隔墻在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線共線設(shè)置，或，所述側(cè)面支撐聯(lián)結(jié)組件在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線、所述第二內(nèi)隔墻在所述混凝土浮箱上表面的投影的中心線共線設(shè)置。

21、優(yōu)選地，所述混凝土浮筒、所述混凝土浮箱均預(yù)埋有牛腿，所述側(cè)面支撐聯(lián)結(jié)組件分別與所述牛腿焊縫或螺栓連接。

22、優(yōu)選地，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻交叉布置并向上延伸；或，所述內(nèi)隔墻還包括第三內(nèi)隔墻，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻和所述第三內(nèi)隔墻呈y字形布置并向上延伸，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻分別為所述y字形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)分叉結(jié)構(gòu)；或，所述內(nèi)隔墻還包括第三內(nèi)隔墻、第四內(nèi)隔墻、第五內(nèi)隔墻，所述第一內(nèi)隔墻、所述第二內(nèi)隔墻、所述第三內(nèi)隔墻、所述第四內(nèi)隔墻和所述第五內(nèi)隔墻呈放射形布置。

23、優(yōu)選地，所述混凝土浮筒包括第一混凝土浮筒，所述第一混凝土浮筒用于連接風(fēng)機(jī)塔筒，所述第一混凝土浮筒與所述風(fēng)機(jī)塔筒通過法蘭螺栓連接。

24、優(yōu)選地，所述系泊錨鏈設(shè)置于所述第一混凝土浮筒與所述風(fēng)機(jī)塔筒的連接法蘭，或，所述系泊錨鏈設(shè)置于所述混凝土浮箱的外表面。

25、在第二方面，本發(fā)明提供一種裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)的施工方法，用于施工任一所述的一種裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)，包括以下步驟：

26、s1：分別模塊化預(yù)制混凝土浮箱、支撐聯(lián)結(jié)組件和若干個(gè)混凝土浮筒；

27、s2：分別吊裝若干個(gè)所述混凝土浮筒至所述混凝土浮箱的上方，通過預(yù)應(yīng)力筋分別錨固連接預(yù)制所述混凝土浮箱和所述混凝土浮筒，其中上錨頭位于所述混凝土浮筒的上表面，下錨頭位于所述混凝土浮箱頂板的下表面，錨固之后向孔道內(nèi)灌注水泥漿；

28、s3：將所述支撐聯(lián)結(jié)組件與所述混凝土浮箱、所述混凝土浮筒裝配式連接；

29、s4：將所述s3裝配形成的結(jié)構(gòu)下水；

30、s5：將第一混凝土浮筒與風(fēng)機(jī)塔筒通過法蘭螺栓連接，并安裝風(fēng)機(jī)葉輪；

31、s6：:設(shè)置海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)的系泊錨鏈。

32、優(yōu)選地，所述s1中，還包括在所述混凝土浮箱的浮箱側(cè)墻、浮箱頂板、浮箱底板均設(shè)置水平預(yù)應(yīng)力孔道，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，兩端用錨頭進(jìn)行錨固，并向孔道內(nèi)灌注水泥漿。

33、優(yōu)選地，所述s2中，先對(duì)齊所述混凝土浮箱的頂板、所述混凝土浮筒預(yù)留的預(yù)應(yīng)力孔道，再將所述預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道，然后進(jìn)行張拉，兩端用錨頭進(jìn)行錨固，并向孔道內(nèi)灌注水泥漿。

34、優(yōu)選地，所述s3中，在所述混凝土浮箱、所述混凝土浮筒預(yù)埋牛腿，將所述支撐聯(lián)結(jié)組件與牛腿焊縫或螺栓連接。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

36、1.本發(fā)明提供的裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)，通過模塊化預(yù)制+裝配式組裝，能夠大大提高混凝土預(yù)制及施工效率。通過對(duì)混凝土浮箱和混凝土浮筒進(jìn)行預(yù)應(yīng)力連接，將上錨頭設(shè)置在混凝土浮筒的上表面，下錨頭設(shè)置在混凝土浮箱頂板的下表面，使得預(yù)應(yīng)力連接更加直接，整體結(jié)構(gòu)的受力、傳力性能更好。通過設(shè)置模塊化的支撐聯(lián)結(jié)組件能夠進(jìn)一步提高混凝土浮箱和混凝土浮筒之間的受力、傳力性能。采用半潛式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)，水動(dòng)力特性更好，更適應(yīng)于大的風(fēng)電機(jī)組。

37、2.本發(fā)明提供的裝配式混凝土海上風(fēng)電漂浮式平臺(tái)的施工方法，先分別模塊化預(yù)制混凝土浮箱、支撐聯(lián)結(jié)組件和若干個(gè)混凝土浮筒，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝、預(yù)應(yīng)力施工，能夠大大提高混凝土預(yù)制及平臺(tái)施工效率。