[實用新型]海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020200021.5
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN201713827U
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林毅峰;陸忠民;李彬;張開華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海勘測設(shè)計研究院;上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司
• 主分類號: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44;E02D27/12;E02D27/14;E01F15/14
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 雷紹寧

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種海上風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

風(fēng)電場按建設(shè)場地可分為陸上及海上。與陸上風(fēng)電場相比，海上風(fēng)電場具有風(fēng)速大、有效發(fā)電時間長和不占用陸地等優(yōu)點。我國海上風(fēng)電場建設(shè)正處于起步階段，即將迎來快速發(fā)展階段。風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計和施工是海上風(fēng)電場建設(shè)的關(guān)鍵工作，也是影響海上風(fēng)電場投資的關(guān)鍵因素。受海洋潮汐、波浪、水流影響，以及風(fēng)電機(jī)組安裝和運行期間的特殊要求，海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計和施工難度高，運行期間通航區(qū)域附近風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)容易遭受船舶撞擊等影響。因此，海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計需要考慮海洋環(huán)境下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工便利、風(fēng)機(jī)安裝方便、基礎(chǔ)防撞性能好、造價合理等因素。

目前，已建海上風(fēng)電場的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式主要有3種：

1、單樁基礎(chǔ)

在海床中直接打入一根大直徑鋼管樁作為風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)。目前已建成的海上風(fēng)電場中絕大部分都采用單樁基礎(chǔ)。單樁基礎(chǔ)的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)型式簡單、施工方便。主要缺點是適應(yīng)性不強(qiáng)：隨著風(fēng)電機(jī)組制造技術(shù)的快速發(fā)展，單機(jī)容量不斷增大，需要的單樁直徑越來越大，樁基施工難度也隨之增大；單樁基礎(chǔ)水平剛度相對比較低，在海床地質(zhì)條件比較差的地方難以滿足風(fēng)機(jī)對水平變形的要求。

2、多樁導(dǎo)管架平臺基礎(chǔ)

采用與海洋石油導(dǎo)管架平臺類似的結(jié)構(gòu)，先在海床中放置一個由鋼構(gòu)件組成的鋼結(jié)構(gòu)平臺，然后通過平臺上的樁腿套管打入鋼管樁。多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)是為了適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增大對基礎(chǔ)剛度更高的要求而采用的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，其優(yōu)點是水平剛度大。主要缺點是由于采用鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)致造價昂貴，后期運行維護(hù)費用高；由于采用先放置導(dǎo)管架后打樁的方式，在打樁之前和打樁過程中，導(dǎo)管架受波浪水流作用難以精確調(diào)平定位，難以滿足上部風(fēng)機(jī)高聳結(jié)構(gòu)吊裝對基礎(chǔ)提出的嚴(yán)格的平整度要求，需要采用附加的連接件進(jìn)行二次調(diào)平，增加了施工難度和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

3.混凝土重力式基礎(chǔ)

在海床上直接放置一個大體積的混凝土結(jié)構(gòu)作為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，依靠基礎(chǔ)自重在海床基礎(chǔ)面產(chǎn)生的摩擦力來抵抗水平荷載，維持基礎(chǔ)穩(wěn)定。混凝土重力式基礎(chǔ)的適應(yīng)性比較差，其應(yīng)用的水深有限，而且要求海床地基條件好，能夠承受巨大的基底壓力。另一方面，混凝土疲勞強(qiáng)度比較低，完全依靠混凝土承擔(dān)上部風(fēng)電機(jī)組長期循環(huán)荷載需要的結(jié)構(gòu)截面比較大。

綜上所述，由于海上風(fēng)電場建設(shè)的復(fù)雜性，目前已提出的幾種海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式都存在不同的缺陷，為適應(yīng)我國大規(guī)模海上風(fēng)電場建設(shè)要求，需要提出一種對風(fēng)機(jī)單機(jī)容量和海床地基適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠、施工難度低、容易滿足風(fēng)機(jī)安裝特殊要求以及經(jīng)濟(jì)性合理的海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種對風(fēng)機(jī)單機(jī)容量和海床地基適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠、施工難度低、造價經(jīng)濟(jì)合理的海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括多根樁基礎(chǔ)，所述樁基礎(chǔ)的上端連接一個鋼筋混凝土承臺，鋼筋混凝土承臺的上面固定安裝一個過渡段，鋼筋混凝土承臺與過渡段之間設(shè)有緩沖墊。

優(yōu)選地，所述過渡段的下端埋設(shè)在鋼筋混凝土承臺內(nèi)。

優(yōu)選地，所述樁基礎(chǔ)的數(shù)量為八根。

優(yōu)選地，所述過渡段的下端通過鋼連接件與樁基礎(chǔ)的上端固定連接。

優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的上面還設(shè)有工作平臺。

優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的底部外沿設(shè)有向下延伸的防撞挑板。

優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的下面還設(shè)有封底混凝土。

優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的側(cè)面設(shè)有防撞護(hù)舷。

優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的側(cè)面設(shè)有靠泊設(shè)施。

本實用新型的優(yōu)點在于：

(1)鋼筋混凝土承臺的設(shè)計高程根據(jù)可能發(fā)生的船舶撞擊位置確定，承臺將多根樁基礎(chǔ)聯(lián)合形成整體，提高了船舶撞擊時基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的防撞能力。

(2)鋼筋混凝土承臺底部外沿設(shè)置向下延伸的防撞挑板結(jié)構(gòu)，起到防止低水位時小型船舶由于干舷高度低而可能進(jìn)入承臺底部撞擊樁基的作用。為降低在低水位時防撞挑板的施工難度，防撞挑板可采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。

(3)如果在樁基礎(chǔ)上先澆筑封底混凝土平臺，形成一個牢固的支撐結(jié)構(gòu)面，為過渡段的固定和調(diào)平提供一個可靠的支撐結(jié)構(gòu)，容易滿足風(fēng)機(jī)塔筒安裝對過渡段頂面水平度的要求。

(4)設(shè)置在過渡段與樁基礎(chǔ)之間的鋼連接件增強(qiáng)了承臺的抗拉和抗疲勞能力，提高了海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的安全可靠性。