[發明專利]預制混凝土導管架式海上風機基礎

無效

• 申請號: 201310589645.9
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103556651A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 張佩良;劉鳳松;陳強;米劉芳;丁文智;李德剛;李格平;楊慶明;張振山;何福渤
• 申請（專利權）人: 天津港航工程有限公司
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/44
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊紅

技術領域

本發明屬于預制混凝土基礎，尤其涉及一種預制混凝土導管架式海上風機基礎。

背景技術

海上風電場風機基礎是將風機穩固在海上的重要建筑物，風機基礎處在海洋環境，不僅要承受結構自重、風荷載，還要承受波浪、水流力等；同時，風機本身對基礎剛度、基礎傾角和振動頻率等均有非常嚴格的要求。目前，很多國家在探索經濟安全的海上風電基礎形式，這對于我國的海上風電發展很有借鑒意義。

由于強風荷載、波浪沖擊荷載、流荷載、海水腐蝕等因素的共同作用，海上風機基礎建造遠比陸地上的技術難度大，結構復雜，成本高。目前海上風機基礎類型主要有：單樁式基礎、三腳架式基礎、導管架式基礎、多樁承臺式基礎。

單樁式基礎：該類型基礎由一根直徑3～5m的大直徑鋼管樁構成，在沉好樁后，樁頂固定好過渡段，將塔架安裝其上。優點是施工工序簡單，無需整理海床。缺點是需考慮基礎的沖刷防護，另外由于單樁重量大，需要超大型沉樁設備進行施工，一般適用于小于25m的中淺水域；

三腳架式基礎：該類型基礎采用三根中等直徑的鋼管樁定位于海底，三根樁成等邊三角形均勻布設，樁頂通過鋼套管支撐上部三腳桁架結構，構成組合式基礎。該基礎采用鋼結構，強度高，適用于大型風機。但該結構復雜，造價昂貴；受海浪作用，容易疲勞失效；大型基礎海上安裝受天氣影響較大。適用于大于25m的水域；

導管架式基礎：該結構包括導管架和樁，莊志成全部荷載并固定結構。樁數、長度和樁徑由海底地質條件及荷載決定。該類型基礎為鋼結構，特點與三腳架式基礎相似，強度高，適用于大型風機，但是造價昂貴，需要大量鋼材，施工受天氣影響較大。

多樁承臺式基礎：該結構是海岸碼頭和橋墩基礎的常見結構，由基樁和上部承臺組成。施工時先施作圍堰，排出海水后進行基樁及上部承臺施工。由于需進行圍堰施工，且上部承臺為現澆混凝土結構，所以該類型基礎施工工序多，工期長，需多種船機設備，造價較高。

綜上，海上風機基礎施工受天氣、海浪等因素影響較大，可施工時間較短，施工難度大，應根據我國近海條件、建造能力、施工水平，確定經濟可行符合我國國情的海上風機基礎型式，為我國海上風電產業的持續發展提供支持。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種預制混凝土導管架式海上風機基礎，采用陸地預制的較輕型鋼筋混凝土結構海上風機基礎，可以適用于各種地質條件、水深，建造和施工方便，無需做任何海床準備，尤其適合作為海上潮間帶大型風機基礎。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：一種預制混凝土導管架式海上風機基礎，其特征是：包括陸地預制的鋼筋混凝土框架、基樁和帽梁，所述陸地預制的鋼筋混凝土框架包括上下導梁、連系梁、立柱、核心筒，所述上下導梁上均布預留樁孔，所述預留樁孔中貫穿基樁，所述上下導梁之間均布若干根立柱，所述上下導梁中心部設有圓柱形的核心筒，所述核心筒通過放射狀的連系梁與上下導梁連接成整體結構，所述上導梁表面設有帽梁，所述帽梁與陸地預制的鋼筋混凝土框架和基樁構成整體預制混凝土基礎結構。

所述立柱為置于上下導梁之間對應預留樁孔位置的中空導管柱，所述基樁貫穿預留樁孔和導管柱中。

所述上下導梁外周邊表面設有側壁。

所述上導梁的連系梁之間通過頂板連接成整體。

所述陸地預制的鋼筋混凝土框架橫截面形狀呈圓形、方形、三角形、五邊形或六邊形。

所述基樁采用混凝土樁、預應力混凝土樁或鋼管樁，其橫截面形狀為圓形、方形或橢圓形；所述預留樁孔的形狀與基樁橫截面形狀匹配。

所述連系梁采用普通鋼筋或預應力筋，所述連系梁與核心筒的連接處設有三角形加強筋。

有益效果：與現有技術相比，改變海上重力式基礎均采用常規陸地混凝土基礎的傳統做法，本發明采用在陸地先預制較輕型的鋼筋混凝土結構框架，將其放入海岸線的海底后，再插入預制基樁，無需做任何海床準備，即可建成穩固、抗風浪的整體風機基礎。不但可以適用各種地質及水深條件的建造，而且建造成本可以大大降低，施工更加方便。同時克服了鋼結構基礎建造成本高，安裝需要專用設備，施工安裝費用較高的缺點。它具有地基適應性強，可承受較大的水平荷載及豎向荷載，構件均為預制鋼筋混凝土結構，施工快捷，工程成本低等優點。尤其適合做為海上潮間帶區域的風機基礎。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明隱去頂板及側壁的結構示意圖；

圖3是圖1中陸地預制的鋼筋混凝土框架的結構示意圖。