[發明專利]一種重力式海上風電機組基礎及其拖航與下沉方法

有效

• 申請號: 201410049408.8
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103758147A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 王海軍;練繼建;吳慕丹;燕翔
• 申請（專利權）人: 天津大學前沿技術研究院有限公司
• 主分類號: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44;E02D27/52
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及海上風電基礎的構筑，特別是一種重力式海上風電機組基礎及其拖航與下沉方法。

背景技術

目前，海上風電基礎的類型主要有單樁基礎、三腳架基礎、重力式基礎、筒形基礎以及漂浮式基礎，使用最多的是單樁基礎和重力式基礎。傳統的重力式基礎以其自身重量來維持結構穩定，體形簡單、設計容易，但其自身重量大，施工過程基本只能采用吊裝完成，施工成本高，施工難度大，危險性高，經濟性差。而采用拖航技術取代吊裝技術的施工方法能極大的提高施工效率，并顯著降低成本。因此，近年來可拖航的重力式基礎形式有了極大的發展。然而，現有可進行拖航的重力式基礎形式雖然可以實現拖航的能力，但在拖航及其下沉過程中的浮穩性仍存在諸多隱患。

該基礎型式可通過外置浮箱完成拖航工作。同時，因體形良好，該基礎結構在拖航運輸及下沉過程中都具有較高浮穩性。此外，該基礎結構體形輕便，靈活性強，經濟性好。

發明內容

本發明的目的旨在針對上述存在問題，提供一種重力式海上風電機組基礎及其拖航與下沉方法，該基礎具有良好的拖航能力，結構新穎、體型簡單，便于制造與施工，經濟效益良好。

本發明的技術方案：

一種可拖航的重力式海上風電機組基礎，由連接段、基礎主體、砂石堆載和浮箱構成，連接段為鋼筋混凝土圓筒；基礎主體位于水平面以下，由基礎底座和鋼筋混凝土錐筒組成，基礎底座為混凝土構件，包括底板和肋板，圓形底板的外緣設有底板圈梁，圓形底板通過灌漿與巖石地基固定，肋板圍繞鋼筋混凝土椎筒輻射狀垂直均布，肋板的數量為4-8塊，肋板的頂部設有1-3個肋板圈梁，肋板的底邊與底板連成一體，肋板的內側邊與鋼筋混凝土錐筒外壁連成一體，肋板的外側邊與底板圈梁和最外邊肋板圈梁的內側面連成一體；鋼筋混凝土錐筒底部位于基礎底座圓形底板的中心并與底板連接一體；鋼筋混凝土錐筒頂部的直徑與連接段鋼筋混凝土圓筒的直徑相同，鋼筋混凝土錐筒和鋼筋混凝土圓筒的筒壁內均設有預應力鋼筋并通過澆注混凝土連接一體，連接段鋼筋混凝土圓筒的頂部通過法蘭與風機塔筒連接，鋼筋混凝土錐筒內填加砂石堆載；浮箱為鋼材焊接的密閉箱體，浮箱的高度與底板圈梁和肋板頂部外圈梁之間卡槽的距離相等并可自由進出，浮箱的頂部和底部別設有排氣閥和排水閥；浮箱與外側肋板圈梁設置連接構件并通過銷釘連接用于浮箱固定或撤出。

一種所述可拖航的重力式海上風電機組基礎的拖航與下沉方法，步驟如下：

1）在船塢內預制完成基礎主體和密閉氣浮箱，浮箱內充氣后關閉排氣閥和排水閥；

2）將氣浮箱置于基礎主體的卡槽內并通過銷釘連接與基礎主體固定；

3）船塢注水，基礎主體隨水體升高而逐漸漂浮，當船塢水體與外水體水位相同時，打開船塢閘門，駛入拖航船只，將基礎主體與船只連接，開始拖航作業，當基礎拖航到指定位置后，基礎主體與船只斷開連接，進行下沉作業；

4）打開浮箱排氣閥與排水閥，將浮箱內部氣體置換成水，同時在基礎主體內部注水，隨著質量增加，基礎主體與浮箱同步下沉；

5）基礎主體定位后，拆卸銷釘撤出浮箱，再次通過浮箱的排氣閥與排水閥，將浮箱內部水置換為氣體，浮箱上浮回收，完成下沉工作；

6）最后在鋼筋混凝土錐筒的空腔內和基礎主體的卡槽內加入砂石堆載以進一步提高結構的穩定性。

本發明的有益效果是：

該重力式海上風電機組基礎重心低，在拖航運輸與下沉過程中具有良好穩定性與安全性；用于拖航及下沉的氣浮箱及其連接構件拆卸方便，可回收再利用；該基礎材料用量少、預制安裝方便快捷，施工周期短、施工成本低，具有良好的經濟性，有利于推廣應用。

附圖說明

圖1為該重力式海上風電機組基礎立體結構示意圖。

圖2為該重力式海上風電機組基礎剖視結構示意圖。

圖3為該重力式海上風電機組基礎俯視結構示意圖。

圖中：1.連接段???2.基礎主體???3.砂石堆載???4.浮箱???5.底板?

6.肋板???7.底板圈梁???8.肋板圈梁???9.預應力鋼筋???10.排氣閥??

11.排水閥???12.連接構件???13.銷釘。

具體實施方式

實施例：