具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)。本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，以提高海上風(fēng)電大直徑單樁基礎(chǔ)抗冰能力。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，具有鋼管式大直徑單樁，其特征在于：所述單樁外圍、海冰作用區(qū)域內(nèi)設(shè)置若干抗冰結(jié)構(gòu)，抗冰結(jié)構(gòu)布置成上、下兩圈；所述抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭盤(pán)安裝于單樁外側(cè)，抗冰結(jié)構(gòu)外側(cè)具有傾斜布置的外側(cè)斜管，上、下兩圈抗冰結(jié)構(gòu)的外側(cè)斜管形成與海冰接觸的抗冰錐形構(gòu)造。本實(shí)用新型適用于海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)。
【專利說(shuō)明】具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單粧基礎(chǔ)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)。適用于海上風(fēng)力 發(fā)電行業(yè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 單立柱單樁基礎(chǔ)（以下稱單樁基礎(chǔ)）通常由單根直徑4m以上鋼管構(gòu)成，單樁基礎(chǔ) 下部深入土中，提供承載力；中部浸于水中承受波浪、海流、潮汐等長(zhǎng)期循環(huán)作用；上部通 過(guò)灌漿連接段或直接采用法蘭與風(fēng)機(jī)塔筒相連。作為構(gòu)造最為簡(jiǎn)單的一種海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型 式，單樁基礎(chǔ)目前是歐洲海上風(fēng)電場(chǎng)的主導(dǎo)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。隨著國(guó)內(nèi)制樁工藝、打樁設(shè)備、 沉樁能力的提高，單樁基礎(chǔ)在我國(guó)近海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中的應(yīng)用也將日趨廣泛。
[0003] 海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要承受風(fēng)、浪、流等復(fù)雜環(huán)境荷載的聯(lián)合作用，在應(yīng)用到有海 冰出現(xiàn)的場(chǎng)區(qū)時(shí)，關(guān)鍵是抗冰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。海洋石油行業(yè)的采油平臺(tái)導(dǎo)管架的抗冰錐破冰錐 結(jié)構(gòu)通常設(shè)計(jì)為一個(gè)錐形結(jié)構(gòu)，對(duì)于海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁而言，由于直徑較大，若仿效采油 平臺(tái)設(shè)計(jì)成單個(gè)錐形抗冰結(jié)構(gòu)則工程量較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本 相對(duì)較低的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，以提高海上風(fēng)電大直徑單樁基礎(chǔ)抗 冰能力。
[0005] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基 礎(chǔ)，具有鋼管式大直徑單樁，其特征在于：所述單樁外圍、海冰作用區(qū)域內(nèi)設(shè)置若干抗冰結(jié) 構(gòu)，抗冰結(jié)構(gòu)布置成上、下兩圈；所述抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭盤(pán)安裝于單樁外側(cè)，抗冰結(jié)構(gòu)外側(cè) 具有傾斜布置的外側(cè)斜管，上、下兩圈抗冰結(jié)構(gòu)的外側(cè)斜管形成與海冰接觸的抗冰錐形構(gòu) 造。
[0006] 所述抗冰結(jié)構(gòu)包括短水平撐管、長(zhǎng)水平撐管、所述外側(cè)斜管和所述法蘭盤(pán)，短水平 撐管與長(zhǎng)水平撐管上下平行布置，兩水平撐管內(nèi)側(cè)端均制有所述法蘭盤(pán)，外側(cè)端共同焊接 固定所述外側(cè)斜管。
[0007] 所述長(zhǎng)水平撐管與外側(cè)斜管之間焊接斜撐管。
[0008] 所述抗冰結(jié)構(gòu)包括短水平撐管、長(zhǎng)水平撐管、水平連桿、支撐管、所述外側(cè)斜管和 所述法蘭盤(pán)，兩外側(cè)斜管和一水平連桿焊接成三角形斜管組件；短水平撐管與長(zhǎng)水平撐管 上下平行布置，兩水平撐管內(nèi)側(cè)端均制有所述法蘭盤(pán)，外側(cè)端通過(guò)支撐管與三角形斜管組 件的兩外側(cè)斜管焊接固定。
[0009] 所述短水平撐管與長(zhǎng)水平撐管之間焊接有斜撐管。
[0010] 在三角形斜管組件的兩外側(cè)斜管之間區(qū)域設(shè)置鋼板。
[0011] 所述抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)插銷(xiāo)安裝于單樁外側(cè)。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在大直徑單樁外圍布置抗冰結(jié)構(gòu)，該抗冰 結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭盤(pán)或插銷(xiāo)與大直徑單樁主體上的連接件相連，拆裝更換方便；抗冰結(jié)構(gòu)外側(cè) 斜管或三角形斜管組件呈一定坡角布置，海冰撞擊時(shí)，有利于海冰的折斷以降低海冰對(duì)于 結(jié)構(gòu)主體的作用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為實(shí)施例1的立面示意圖。
[0014] 圖2為實(shí)施例1的橫截面圖。
[0015] 圖3為實(shí)施例1中抗冰結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0016] 圖4為實(shí)施例1中抗冰結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0017] 圖5為實(shí)施例2的橫截面圖。
[0018] 圖6為實(shí)施例2中抗冰結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0019] 圖7為實(shí)施例2中抗冰結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0020] 圖8為實(shí)施例2中抗冰結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0021] 圖9為實(shí)施例3中抗冰結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0022] 圖10為實(shí)施例4中抗冰結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0023] 圖11為實(shí)施例5中抗冰結(jié)構(gòu)的正視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施例1 :如圖圖4所示，本實(shí)施例包括鋼管式大直徑單樁1以及布置在其外 側(cè)的抗冰結(jié)構(gòu)，抗冰結(jié)構(gòu)需覆蓋海冰作用的高程范圍（H)，抗冰結(jié)構(gòu)布置成上、下兩圈，每個(gè) 位置相對(duì)水平面呈鏡像安裝一對(duì)。本例中抗冰結(jié)構(gòu)包括短水平撐管2、長(zhǎng)水平撐管3、外側(cè) 斜管4和法蘭盤(pán)5,短水平撐管2與長(zhǎng)水平撐管3上下平行布置，兩水平撐管內(nèi)側(cè)端均制有 法蘭盤(pán)5,兩水平撐管的外側(cè)端共同焊接固定外側(cè)斜管4,長(zhǎng)水平撐管3與外側(cè)斜管4之間 焊接斜撐管6。外側(cè)斜管4傾斜布置，與鋼管式大直徑單樁1呈一定坡角，上、下兩圈抗冰結(jié) 構(gòu)的外側(cè)斜管4形成與海冰接觸的抗冰錐體。抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭盤(pán)5與鋼管式大直徑單樁 1主體上的連接件相連。
[0025] 本實(shí)施例在施工過(guò)程中，先進(jìn)行鋼管式大直徑單樁1的沉樁，再通過(guò)法蘭盤(pán)5采用 螺栓連接的方式將抗冰結(jié)構(gòu)與鋼管式大直徑單樁1相連。
[0026] 實(shí)施例2 :如圖5~圖8所示，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于 本例中抗冰結(jié)構(gòu)由短水平撐管2、長(zhǎng)水平撐管3、水平連桿7、支撐管8、外側(cè)斜管4和法蘭盤(pán) 5組成，其中兩根外側(cè)斜管4和一根水平連桿7焊接成三角形斜管組件；短水平撐管2與長(zhǎng) 水平撐管3上下平行布置，短水平撐管2與長(zhǎng)水平撐管3之間焊接有斜撐管6。短水平撐 管2與長(zhǎng)水平撐管3內(nèi)側(cè)端均制有法蘭盤(pán)5,長(zhǎng)水平撐管3外側(cè)端通過(guò)支撐管8連接三角形 斜管組件內(nèi)兩外側(cè)斜管4夾角端附近，短水平撐管2外側(cè)端通過(guò)支撐管8連接三角形斜管 組件內(nèi)兩外側(cè)斜管4與水平連桿7的連接端附近(三角形斜管組件傾斜布置，與鋼管式大直 徑單樁1呈一定坡角，上、下兩圈抗冰結(jié)構(gòu)的三角形斜管組件形成與海冰接觸的抗冰椎體)。 抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭盤(pán)5與鋼管式大直徑單樁1主體上的連接件相連。
[0027] 實(shí)施例3 :如圖9所示，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2基本相同，不同之處僅在于本實(shí) 施例中在三角形斜管組件的兩外側(cè)斜管4之間區(qū)域設(shè)置鋼板9,有助于海冰沿抗冰結(jié)構(gòu)外 側(cè)坡度區(qū)域的爬升折斷。本例中水平連桿7起到內(nèi)側(cè)肋板的作用，輔助支撐鋼板8,水平連 桿7的數(shù)目根據(jù)需要設(shè)置。
[0028] 實(shí)施例4 :圖10所示，對(duì)于實(shí)施例2或例3而言，由于兩外側(cè)斜管4呈一定角度， 對(duì)于單樁環(huán)向相鄰兩個(gè)抗冰構(gòu)造之間會(huì)有一定的空間，在遭遇海冰情況下，這些空間可能 被海冰"塞滿"，對(duì)結(jié)構(gòu)承受冰載不利，為盡量減小該空間，可考慮將實(shí)施例1與實(shí)施例2或 例3組合成交錯(cuò)式的型式。
[0029] 實(shí)施例5 :圖11所示，還以將實(shí)施例2 (或例3)自組合交錯(cuò)式的型式。其中，外側(cè) 抗冰構(gòu)造的角度均是上、下兩個(gè)抗冰構(gòu)造近端向遠(yuǎn)端角度漸緩，即保證上、下兩組抗冰構(gòu)造 呈錐形。具體使用哪種實(shí)施例型式，根據(jù)所處海冰區(qū)域的冰情綜合判定。
[0030] 此外，本實(shí)用新型中的抗冰結(jié)構(gòu)與鋼管式大直徑單樁1的連接除了通過(guò)法蘭之外 還可以采用插銷(xiāo)式的構(gòu)件或其它連接方式，由于這些連接結(jié)構(gòu)都是成熟、常規(guī)的結(jié)構(gòu)，此處 不再展開(kāi)說(shuō)明。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，具有鋼管式大直徑單樁（1 )，其特 征在于：所述單樁（1)外圍、海冰作用區(qū)域內(nèi)設(shè)置若干抗冰結(jié)構(gòu)，抗冰結(jié)構(gòu)布置成上、下兩 圈；所述抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)法蘭盤(pán)（5)安裝于單樁（1)外側(cè)，抗冰結(jié)構(gòu)外側(cè)具有傾斜布置的外側(cè) 斜管（4)，上、下兩圈抗冰結(jié)構(gòu)的外側(cè)斜管（4)形成與海冰接觸的抗冰錐形構(gòu)造。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，其特征在于：所 述抗冰結(jié)構(gòu)包括短水平撐管（2)、長(zhǎng)水平撐管（3)、所述外側(cè)斜管（4)和所述法蘭盤(pán)（5)，短 水平撐管與長(zhǎng)水平撐管上下平行布置，兩水平撐管內(nèi)側(cè)端均制有所述法蘭盤(pán)（5)，外側(cè)端共 同焊接固定所述外側(cè)斜管（4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，其特征在于：所 述長(zhǎng)水平撐管（3 )與外側(cè)斜管（4)之間焊接斜撐管（6 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，其特征在于：所 述抗冰結(jié)構(gòu)包括短水平撐管（2)、長(zhǎng)水平撐管（3)、水平連桿（7)、支撐管（8)、所述外側(cè)斜管 (4)和所述法蘭盤(pán)（5)，兩外側(cè)斜管（4)和一水平連桿（7)焊接成三角形斜管組件；短水平撐 管（2)與長(zhǎng)水平撐管（3)上下平行布置，兩水平撐管內(nèi)側(cè)端均制有所述法蘭盤(pán)（5)，外側(cè)端 通過(guò)支撐管（8)與三角形斜管組件的兩外側(cè)斜管（4)焊接固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，其特征在于：所 述短水平撐管（2 )與長(zhǎng)水平撐管（3 )之間焊接有斜撐管（6 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，其特征在于：在 三角形斜管組件的兩外側(cè)斜管（4)之間區(qū)域設(shè)置鋼板（9)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3、5、6所述的具有抗冰結(jié)構(gòu)的海上風(fēng)機(jī)大直徑單樁基礎(chǔ)，其特征在 于：所述抗冰結(jié)構(gòu)通過(guò)插銷(xiāo)安裝于單樁（1)外側(cè)。
【文檔編號(hào)】E02D27/52GK203866868SQ201420217954
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】李煒, 趙生校, 周永, 徐江, 陳法波, 熊根, 張純永 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司