[發(fā)明專利]筒型結(jié)構(gòu)與群樁組合式海上風力機地基基礎(chǔ)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210547707.5
• 申請日: 2012-12-16
• 公開（公告）號: CN102995655A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 練繼建;王海軍;丁紅巖;燕翔
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44;E02D27/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海上風電基礎(chǔ)型式，是在傳統(tǒng)的單樁、多樁基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，將復合筒型結(jié)構(gòu)與群樁相結(jié)合的一種新型的海上風力機地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。

背景技術(shù)

現(xiàn)今全球能源日趨緊張，風能作為綠色清潔可再生能源已受到各國能源開發(fā)者的青睞。據(jù)統(tǒng)計全球可開發(fā)風能總量約為200億kW，是水電可開發(fā)總量的十倍。近年來風電發(fā)展迅猛，其市場每年都以40%的速度在增長，預(yù)計到2020年，世界風電總裝機容量將達到12.6億kW，占世界總需求量的12%。較之內(nèi)陸而言海上風電具有風流態(tài)好、不占用土地、年利用小時高等優(yōu)點。就我國而言，近海風能資源預(yù)計可達7.5億kW，是陸上風能資源的3倍，海上風電開發(fā)勢必成為我國未來電力開發(fā)的重點。

由于海上環(huán)境復雜，以及風力機地基基礎(chǔ)主要承受巨大的彎矩荷載，導致海上風力機地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)復雜和建造費用居高不下。目前來說，海上風力機地基基礎(chǔ)主要有三種型式，分別如下：單樁基礎(chǔ)、多樁基礎(chǔ)和重力式基礎(chǔ)。多樁基礎(chǔ)中常見的有高樁承臺基礎(chǔ)、三腳架基礎(chǔ)等。近年來，天津大學提出了一種新型的海上風力機地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，稱之為復合筒型基礎(chǔ)，并在江蘇啟東海域成功建造了樣機，運行狀況良好。

隨著風力機制造技術(shù)的進步，海上風力機容量越來越大。目前應(yīng)用最多的是單樁基礎(chǔ)，隨容量增加，單樁的直徑越來越大，3MW風力機單樁基礎(chǔ)樁直徑已經(jīng)到達了4.5m，甚至更大。樁直徑的增大，對于海上打樁設(shè)備以及海上施工都提出了更高的要求。高樁承臺基礎(chǔ)在我國東海大橋海上風電場已有應(yīng)用，但其海上澆筑混凝土所帶來的較長的海上施工工期目前無有效的辦法克服。較長的施工工期將會推高海上施工的費用，以及增加整個工程的建設(shè)工期。三腳架基礎(chǔ)，屬于導管架基礎(chǔ)的一種，通常建造費用都比較高昂。重力式基礎(chǔ)，通常建造在巖基上，對地基的承載力要求高，因此其適用范圍較小。復合筒型基礎(chǔ)對軟土地基的適用性較強。由于其屬于淺基礎(chǔ)類型，在低地震烈度區(qū)域，該類型基礎(chǔ)比較適用，但在高地震烈度區(qū)域，地震液化可能對其安全性帶來影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種筒型結(jié)構(gòu)與群樁組合式海上風力機地基基礎(chǔ)。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種筒型結(jié)構(gòu)與群樁組合式風力機地基基礎(chǔ)，包括筒型鋼壁和設(shè)置在其頂部的混凝土頂蓋，所述混凝土頂蓋上澆筑有多個沿其徑向設(shè)置的預(yù)應(yīng)力梁、多個聯(lián)系梁和預(yù)應(yīng)力連接段，所述預(yù)應(yīng)力連接段垂直設(shè)置在所述混凝土頂蓋的中心處，多個所述預(yù)應(yīng)力梁沿所述預(yù)應(yīng)力連接段的周向均布在其外圍，在相鄰的兩個所述預(yù)應(yīng)力梁之間均設(shè)有所述聯(lián)系梁，每個所述聯(lián)系梁的中部均預(yù)埋有導管，所述導管內(nèi)設(shè)有打入地基的鋼管樁，所述鋼管樁和所述導管之間灌注有高強砂漿。

所述筒型鋼壁內(nèi)設(shè)有多個分艙板，所有所述分艙板以蜂窩狀布置在所述筒型鋼壁內(nèi)部。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：既具有筒型基礎(chǔ)抗水平力、豎向力強的優(yōu)勢，也具備了樁基礎(chǔ)抗地基液化好的優(yōu)勢。同時，結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)陸上批量預(yù)制、筒型結(jié)構(gòu)海上浮運，降低了海上施工時間、以及施工的難度。因此該種風力機地基基礎(chǔ)具有很高的經(jīng)濟性。本發(fā)明解決了樁直徑過大、海上混凝土澆筑導致施工工期較長、導管架基礎(chǔ)價格高昂、高地震烈度區(qū)域地基液化等問題，并且具有海上施工簡單、鋼材用量少、經(jīng)濟效益高的特點，適用于地基表層有一定厚度的軟土地基。且單機機組容量越大，優(yōu)勢越明顯。

附圖說明

圖1筒型結(jié)構(gòu)與群樁組合式海上風力機地基基礎(chǔ)縱剖面圖。

圖2筒型結(jié)構(gòu)與群樁組合式海上風力機地基基礎(chǔ)俯視圖。

圖中：1、筒型鋼壁；2、分艙板；3、混凝土蓋板；4、預(yù)應(yīng)力梁；5、聯(lián)系梁；6、導管；7、鋼管樁；8、預(yù)應(yīng)力連接段；9、法蘭；10、高強砂漿；11、風機塔筒。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：