專利名稱：海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種海上結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式，特別是針對海上風(fēng)電機(jī)組基 礎(chǔ)的一種結(jié)構(gòu)形式。
技術(shù)背景我國近海海床大多為深厚軟土，這種地基上建造海上風(fēng)電機(jī)組對基礎(chǔ)的選擇提出 了很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)海上風(fēng)電機(jī)組的型式有單樁基礎(chǔ)和群樁基礎(chǔ)。對于單樁基礎(chǔ)，由于其 本身水平和抗壓承載力較低，為了滿足承載力要求，樁基需要打入至承載條件較好的持力 層，因而樁長往往較長，造價較高，對地質(zhì)條件要求高，且需專門的大型打樁船只進(jìn)行施工， 打樁困難，進(jìn)一步增加了施工費用。對于群樁基礎(chǔ)的海上混凝土承臺施工時還需搭設(shè)臨時 施工平臺和模板，施工過程復(fù)雜。另外，海上風(fēng)電機(jī)組正逐漸向較大水深條件(15 40m) 發(fā)展，傳統(tǒng)基礎(chǔ)形式難以滿足這一要求，因而需尋求新的抵抗上部結(jié)構(gòu)傾覆荷載能力強(qiáng)、施 工方便、造價較低的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可降低造價的海上風(fēng)電機(jī)組的空間 桁架式多桶基礎(chǔ)。本實用新型的構(gòu)思是海洋軟土中，吸力式桶形基礎(chǔ)的豎向下壓和上拔承載性能 均較好，且采用負(fù)壓施工在海上也較為方便。本實用新型利用支撐柱和空間桁架結(jié)構(gòu)的支 持構(gòu)件使得上部結(jié)構(gòu)的大部分傾覆荷載轉(zhuǎn)化為作用在吸力式桶形基礎(chǔ)上的豎向下壓和上 拔荷載，使它們作為一個整體作為風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)。本實用新型的基礎(chǔ)型式無需專門的打 樁船只，降低了基礎(chǔ)造價。整個結(jié)構(gòu)受力合理，適合于抵抗上部結(jié)構(gòu)的巨大傾覆荷載，尤其 適用于我國深厚軟土海床上、較大水深條件下的大型風(fēng)電機(jī)組，施工難度低。本實用新型采用的技術(shù)方案如下該海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)主要包 括連接筒、呈三角形布置的三只吸力式桶或呈四邊形布置的四只吸力式桶、與所述吸力式 桶數(shù)量相同的支撐柱，各吸力式桶通過相應(yīng)的支撐柱與連接筒固定聯(lián)接，各支撐柱之間聯(lián) 接有桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件。進(jìn)一步地，本實用新型所述支撐柱為中空結(jié)構(gòu)，該支撐柱的空腔內(nèi)灌注有填充物。進(jìn)一步地，本實用新型所述吸力式桶的桶蓋頂部設(shè)有空腔，該桶蓋的空腔與支撐 柱的空腔密封連通，所述桶蓋的空腔內(nèi)灌注有填充物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是(1)由于吸力式桶利用負(fù)壓方式進(jìn)行沉 貫，避免了傳統(tǒng)單樁基礎(chǔ)和群樁基礎(chǔ)海上施工復(fù)雜的問題，并降低了工程造價。(2)本實用 新型由支撐柱、桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件以及多只吸力式桶組成一個整體結(jié)構(gòu)，有效解決了海 上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)、施工復(fù)雜的難題。(3)利用吸力式桶承受豎向荷載的優(yōu)勢，通過支撐柱和 桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件將風(fēng)力發(fā)動機(jī)等上部結(jié)構(gòu)作用在連接筒上的大部分傾覆荷載轉(zhuǎn)化為 吸力式桶上的豎向下壓和上拔荷載，使結(jié)構(gòu)受力合理。(4)在吸力式桶的桶蓋頂部及中空支撐柱的空腔內(nèi)灌注混凝土等填充物，可增大本實用新型空間桁架式多桶基礎(chǔ)的豎向壓力，從而可有效減小單個吸力式桶的上拔力，進(jìn)一步提高空間桁架式多桶基礎(chǔ)的整體抗傾覆承 載力。

圖1是本實用新型的三桶基礎(chǔ)在海底安裝完畢后的狀態(tài)示意圖(灌注混凝土后)。圖2是本實用新型的四桶基礎(chǔ)在海底安裝完畢后的狀態(tài)示意圖(灌注混凝土后)。圖3是三桶基礎(chǔ)的桶形基礎(chǔ)平面布置示意圖。圖4是四桶基礎(chǔ)的桶形基礎(chǔ)平面布置示意圖。圖中1、吸力式桶，2、支撐柱，3、桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件，4、連接筒，5、填充物，6、海 面，7、海床，8.支撐架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實用新型。參見圖1和圖3，本實施方式中的海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)設(shè)有三只 吸力式桶1，這三只吸力式桶1呈平面三角形布置，可使整體桶形基礎(chǔ)具有較好的穩(wěn)定性。 若三只吸力式桶1呈正三角形布置，則可進(jìn)一步保證整體桶形基礎(chǔ)在不同方向受傾覆荷載 時有穩(wěn)定的承載力，從而具有更好的穩(wěn)定性。如圖1和圖3所示，與吸力式桶1的數(shù)量相同，有三根支撐柱2。連接筒4的外壁 固定安裝有一支撐架8。每個吸力式桶1通過一根支撐柱2與連接筒4的支撐架8固定聯(lián) 接；各支撐柱2之間聯(lián)接有桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件3，以保證整體桶形基礎(chǔ)有足夠的剛度和穩(wěn) 定性。連接筒4用于連接上部風(fēng)電機(jī)組的塔筒。支撐柱2可為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的空腔可用于灌注混凝土、砂石等填充物。相應(yīng) 地，各吸力式桶1的桶蓋頂部也設(shè)有空腔以用于灌注混凝土、砂石等填充物。各吸力式桶1 的桶蓋頂部的空腔與相應(yīng)的支撐柱2的空腔連通，以使填充物可經(jīng)由支撐柱2的空腔灌入 吸力式桶1的桶蓋頂部的空腔內(nèi)。另需要對兩者的連接處作密封處理，從而防止海水灌入 吸力式桶1的桶蓋頂部的空腔以及支撐柱2的空腔內(nèi)。如圖1所示，各支撐柱2的頂部露出海面6以避免海水灌入支撐柱2內(nèi)。支撐柱 2可以是中空的鋼管。本實用新型利用吸力式桶1承受豎向荷載的優(yōu)勢，通過支撐柱2和桁架結(jié)構(gòu)的支 撐構(gòu)件3將風(fēng)力發(fā)動機(jī)等上部結(jié)構(gòu)作用在連接筒4上的大部分傾覆荷載轉(zhuǎn)化為吸力式桶1 上的豎向下壓和上拔荷載，使結(jié)構(gòu)受力合理。在吸力式桶1的桶蓋頂部及中空的支撐柱2 內(nèi)灌注混凝土或砂等填充物5，可增大本實用新型空間桁架式多桶基礎(chǔ)的豎向壓力，從而可 有效減小吸力式桶1的上拔力，進(jìn)一步提高提高整體基礎(chǔ)的抗傾覆承載力。作為本實用新型的另一種實施方式，本實用新型也可如圖2所示設(shè)有四只吸力式 桶1，該四只吸力式桶1呈四邊形布置。與前述同理，若四只吸力式桶1布置成正四邊形，可 進(jìn)一步增強(qiáng)整體桶形基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)，其特征是包括連接筒、呈三角形布置的三只吸力式桶或呈四邊形布置的四只吸力式桶、與所述吸力式桶數(shù)量相同的支撐柱，各吸力式桶通過相應(yīng)的支撐柱與連接筒固定聯(lián)接，各支撐柱之間聯(lián)接有桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)，其特征是所述三角 形為正三角形，所述四邊形為正四邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)，其特征是所述 支撐柱為中空結(jié)構(gòu)，該支撐柱的空腔內(nèi)灌注有填充物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)，其特征是所述吸力 式桶的桶蓋頂部設(shè)有空腔，該桶蓋的空腔與支撐柱的空腔密封連通，所述桶蓋的空腔內(nèi)灌 注有填充物。
專利摘要本實用新型公開了一種海上風(fēng)電機(jī)組的空間桁架式多桶基礎(chǔ)，主要包括連接筒、呈三角形布置的三只吸力式桶或呈四邊形布置的四只吸力式桶、與所述吸力式桶數(shù)量相同的支撐柱，各吸力式桶通過相應(yīng)的支撐柱與連接筒固定聯(lián)接，各支撐柱之間聯(lián)接有桁架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件。本實用新型由空間桁架體系與多只吸力式桶形基礎(chǔ)組成一個整體結(jié)構(gòu)，將整體基礎(chǔ)所承受的傾覆荷載通過支撐柱和空間桁架轉(zhuǎn)化為單個桶形基礎(chǔ)上的豎向下壓和上拔荷載，充分利用了桶形基礎(chǔ)承受豎向荷載的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)受力合理，并可有效解決海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)造價高、施工復(fù)雜的難題。
文檔編號E02D27/44GK201593193SQ200920294688
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者孔德瓊, 朱斌, 朱瑞燕, 李琪, 童建國, 郭俊科, 陳云敏, 陳仁朋 申請人:浙江大學(xué);浙江省電力設(shè)計院