本發(fā)明涉及海洋工程，尤其涉及一種海上半淺式基礎(chǔ)及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

1、漂浮式基礎(chǔ)是走向深遠海的必然選擇，半潛式基礎(chǔ)是適用于50m以上水深較為成熟的方案。半潛式基礎(chǔ)主要用于支撐海上風(fēng)電場、石油鉆井平臺等海上結(jié)構(gòu)。這種基礎(chǔ)形式的部分結(jié)構(gòu)潛入海底，部分結(jié)構(gòu)漂浮在水面上，旨在結(jié)合兩者的優(yōu)點，以適應(yīng)特定的海洋環(huán)境和經(jīng)濟需求。然而，相關(guān)技術(shù)中的半潛式基礎(chǔ)型式較多，百花齊放，但很多都是為了刻意追求不同而給出的型式，根據(jù)實際條件所做的設(shè)計優(yōu)化欠缺考慮，無法確保結(jié)構(gòu)在各種海洋環(huán)境下的穩(wěn)定性和安全性，不能同時滿足經(jīng)濟、環(huán)保、合規(guī)和長期運營的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

2、為此，本發(fā)明的實施例提出一種正向設(shè)計與定制化優(yōu)化的海上半淺式基礎(chǔ)。

3、本發(fā)明實施例的海上半淺式基礎(chǔ)包括下浮體，所述下浮體呈三角環(huán)形，所述下浮體的邊緣倒圓角，所述下浮體的三個角處分別設(shè)有立柱，三個所述立柱的尺寸相同，所述立柱的橫截面形狀為圓形，任意兩個所述立柱之間設(shè)有連桿，所述連桿水平設(shè)置，所述連桿與所述立柱的連接處倒斜角。

4、本發(fā)明實施例的海上半淺式基礎(chǔ)，確保結(jié)構(gòu)在各種海洋環(huán)境下的穩(wěn)定性和安全性，同時滿足經(jīng)濟、環(huán)保、合規(guī)和長期運營的需求。

5、本發(fā)明的實施例還提出一種海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法。

6、本發(fā)明實施例的設(shè)計方法用于上述任一項實施例中所述的海上半淺式基礎(chǔ)，所述設(shè)計方法包括：

7、確定所述海上半淺式基礎(chǔ)預(yù)設(shè)場址的邊界條件；

8、根據(jù)邊界條件，確定所述立柱的數(shù)量；

9、根據(jù)邊界條件和所述立柱的數(shù)量，確定所述下浮體的型式；

10、根據(jù)邊界條件，確定所述立柱之間的直徑關(guān)系，確定所述立柱的橫截面形狀，確定所述下浮體的邊緣形狀；

11、根據(jù)邊界條件，確定所述立柱之間的連接結(jié)構(gòu)。

12、在一些實施例中，所述立柱數(shù)量為三根或四根，分別對應(yīng)三立柱浮體基礎(chǔ)和四立柱浮體基礎(chǔ)，在靜水剛度一致和/或排水量一致的條件下，綜合判斷選擇三立柱浮體基礎(chǔ)或四立柱浮體基礎(chǔ)。

13、在一些實施例中，四立柱浮體基礎(chǔ)的邊立柱直徑與三立柱浮體基礎(chǔ)的立柱直徑相同，保持兩者的靜水剛度一致，比較兩者的頻域響應(yīng)特性。

14、在一些實施例中，四立柱浮體基礎(chǔ)的邊立柱直徑大于三立柱浮體基礎(chǔ)的立柱直徑，保持兩者的排水量一致，比較兩者的頻域響應(yīng)特性。

15、在一些實施例中，四立柱浮體基礎(chǔ)的邊立柱直徑與三立柱浮體基礎(chǔ)的立柱直徑相同，且通過增加四立柱浮體基礎(chǔ)的下浮體尺寸，保持兩者的靜水剛度和排水量均一致，比較兩者的頻域響應(yīng)特性。

16、在一些實施例中，所述下浮體的型式為環(huán)形旁通或撐桿型，分別對應(yīng)環(huán)形旁通浮體基礎(chǔ)和撐桿型浮體基礎(chǔ)，在靜水剛度一致和/或排水量一致的條件下，綜合判斷選擇環(huán)形旁通浮體基礎(chǔ)或撐桿型浮體基礎(chǔ)。

17、在一些實施例中，當(dāng)海況不佳、風(fēng)浪耦合效應(yīng)顯著時，所述立柱之間的直徑相同；

18、當(dāng)海況良好時，塔筒所在的所述立柱的直徑為d1，其它所述立柱的直徑為d2，且滿足關(guān)系式：d1＝(1.1～1.2)d2。

19、在一些實施例中，所述立柱的橫截面形狀為圓形或多邊形，分別對應(yīng)圓形立柱浮體基礎(chǔ)和多邊形立柱浮體基礎(chǔ)，在排水量一致的條件下，判斷選擇圓形立柱浮體基礎(chǔ)或多邊形立柱浮體基礎(chǔ)。

20、在一些實施例中，所述下浮體的邊緣形狀為弧形或方形，分別對應(yīng)倒圓角浮體基礎(chǔ)和直角浮體基礎(chǔ)，在排水量一致的條件下，判斷選擇倒圓角浮體基礎(chǔ)或直角浮體基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

1.一種海上半淺式基礎(chǔ)，其特征在于，包括下浮體，所述下浮體呈三角環(huán)形，所述下浮體的邊緣倒圓角，所述下浮體的三個角處分別設(shè)有立柱，三個所述立柱的尺寸相同，所述立柱的橫截面形狀為圓形，任意兩個所述立柱之間設(shè)有連桿，所述連桿水平設(shè)置，所述連桿與所述立柱的連接處倒斜角。

2.一種海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，所述設(shè)計方法用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上半淺式基礎(chǔ)，所述設(shè)計方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，所述立柱數(shù)量為三根或四根，分別對應(yīng)三立柱浮體基礎(chǔ)和四立柱浮體基礎(chǔ)，在靜水剛度一致和/或排水量一致的條件下，綜合判斷選擇三立柱浮體基礎(chǔ)或四立柱浮體基礎(chǔ)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，四立柱浮體基礎(chǔ)的邊立柱直徑與三立柱浮體基礎(chǔ)的立柱直徑相同，保持兩者的靜水剛度一致，比較兩者的頻域響應(yīng)特性。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，四立柱浮體基礎(chǔ)的邊立柱直徑大于三立柱浮體基礎(chǔ)的立柱直徑，保持兩者的排水量一致，比較兩者的頻域響應(yīng)特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，四立柱浮體基礎(chǔ)的邊立柱直徑與三立柱浮體基礎(chǔ)的立柱直徑相同，且通過增加四立柱浮體基礎(chǔ)的下浮體尺寸，保持兩者的靜水剛度和排水量均一致，比較兩者的頻域響應(yīng)特性。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，所述下浮體的型式為環(huán)形旁通或撐桿型，分別對應(yīng)環(huán)形旁通浮體基礎(chǔ)和撐桿型浮體基礎(chǔ)，在靜水剛度一致和/或排水量一致的條件下，綜合判斷選擇環(huán)形旁通浮體基礎(chǔ)或撐桿型浮體基礎(chǔ)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，當(dāng)海況不佳、風(fēng)浪耦合效應(yīng)顯著時，所述立柱之間的直徑相同；

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，所述立柱的橫截面形狀為圓形或多邊形，分別對應(yīng)圓形立柱浮體基礎(chǔ)和多邊形立柱浮體基礎(chǔ)，在排水量一致的條件下，判斷選擇圓形立柱浮體基礎(chǔ)或多邊形立柱浮體基礎(chǔ)。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上半淺式基礎(chǔ)的設(shè)計方法，其特征在于，所述下浮體的邊緣形狀為弧形或方形，分別對應(yīng)倒圓角浮體基礎(chǔ)和直角浮體基礎(chǔ)，在排水量一致的條件下，判斷選擇倒圓角浮體基礎(chǔ)或直角浮體基礎(chǔ)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種海上半淺式基礎(chǔ)及其設(shè)計方法，所述海上半淺式基礎(chǔ)包括下浮體，所述下浮體呈三角環(huán)形，所述下浮體的邊緣倒圓角，所述下浮體的三個角處分別設(shè)有立柱，三個所述立柱的尺寸相同，所述立柱的橫截面形狀為圓形，任意兩個所述立柱之間設(shè)有連桿，所述連桿水平設(shè)置，所述連桿與所述立柱的連接處倒斜角。本發(fā)明的海上半淺式基礎(chǔ)，確保結(jié)構(gòu)在各種海洋環(huán)境下的穩(wěn)定性和安全性，同時滿足經(jīng)濟、環(huán)保、合規(guī)和長期運營的需求。

技術(shù)研發(fā)人員：周昳鳴,畢成,溫棟斌,馮雪嬌,李衛(wèi)東,陳建軍
受保護的技術(shù)使用者：中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10