[實用新型]預制混凝土導管架式海上風機基礎(chǔ)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320738790.4
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN203613551U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于預制混凝土基礎(chǔ)，尤其涉及一種預制混凝土導管架式海上風機基礎(chǔ)。

背景技術(shù)

海上風電場風機基礎(chǔ)是將風機穩(wěn)固在海上的重要建筑物，風機基礎(chǔ)處在海洋環(huán)境，不僅要承受結(jié)構(gòu)自重、風荷載，還要承受波浪、水流力等；同時，風機本身對基礎(chǔ)剛度、基礎(chǔ)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(jīng)濟安全的海上風電基礎(chǔ)形式，這對于我國的海上風電發(fā)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(chǔ)建造遠比陸地上的技術(shù)難度大，結(jié)構(gòu)復雜，成本高。目前海上風機基礎(chǔ)類型主要有：單樁式基礎(chǔ)、三腳架式基礎(chǔ)、導管架式基礎(chǔ)、多樁承臺式基礎(chǔ)。

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

三腳架式基礎(chǔ)：該類型基礎(chǔ)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(shè)，樁頂通過鋼套管支撐上部三腳桁架結(jié)構(gòu)，構(gòu)成組合式基礎(chǔ)。該基礎(chǔ)采用鋼結(jié)構(gòu)，強度高，適用于大型風機。但該結(jié)構(gòu)復雜，造價昂貴；受海浪作用，容易疲勞失效；大型基礎(chǔ)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(chǔ)：該結(jié)構(gòu)包括導管架和樁，莊志成全部荷載并固定結(jié)構(gòu)。樁數(shù)、長度和樁徑由海底地質(zhì)條件及荷載決定。該類型基礎(chǔ)為鋼結(jié)構(gòu)，特點與三腳架式基礎(chǔ)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(chǔ)：該結(jié)構(gòu)是海岸碼頭和橋墩基礎(chǔ)的常見結(jié)構(gòu)，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(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，所以該類型基礎(chǔ)施工工序多，工期長，需多種船機設(shè)備，造價較高。

綜上，海上風機基礎(chǔ)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(jù)我國近海條件、建造能力、施工水平，確定經(jīng)濟可行符合我國國情的海上風機基礎(chǔ)型式，為我國海上風電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供支持。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種預制混凝土導管架式海上風機基礎(chǔ)，采用陸地預制的較輕型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)海上風機基礎(chǔ)，可以適用于各種地質(zhì)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(chǔ)。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種預制混凝土導管架式海上風機基礎(chǔ)，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(shè)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(jié)構(gòu)，所述上導梁表面設(shè)有帽梁，所述帽梁與陸地預制的鋼筋混凝土框架和基樁構(gòu)成整體預制混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

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(shè)有側(cè)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(shè)有三角形加強筋。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，改變海上重力式基礎(chǔ)均采用常規(guī)陸地混凝土基礎(chǔ)的傳統(tǒng)做法，本實用新型采用在陸地先預制較輕型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(wěn)固、抗風浪的整體風機基礎(chǔ)。不但可以適用各種地質(zhì)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)建造成本高，安裝需要專用設(shè)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(gòu)件均為預制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工快捷，工程成本低等優(yōu)點。尤其適合做為海上潮間帶區(qū)域的風機基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型隱去頂板及側(cè)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中陸地預制的鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)示意圖。