[發(fā)明專(zhuān)利]一種筒邊樁式海上風(fēng)電基礎(chǔ)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910586228.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110397070A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海軍;蘇媛媛;練繼建
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02D27/42
• 分類(lèi)號(hào): E02D27/42;E02D27/52;E02D27/14;F03D13/25
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

本發(fā)明公開(kāi)一種筒邊樁式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，包括筒型結(jié)構(gòu)和樁結(jié)構(gòu)兩部分；筒型結(jié)構(gòu)由筒裙、筒頂蓋、分艙板、主梁、圈梁、混凝土頂蓋、支撐桿和加勁肋組成；筒裙與筒頂蓋組成一開(kāi)口向下的半封閉筒型結(jié)構(gòu)；筒頂蓋上沿徑向均勻布置有3～12根主梁，沿環(huán)向布置有3～6根圈梁；主梁和圈梁上均設(shè)有加勁肋，分艙板布置于半封閉筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)并處于主梁和圈梁的正下方，分艙板使半封閉筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)的中心位置形成有正多邊形半封閉結(jié)構(gòu)；在正多邊形半封閉結(jié)構(gòu)外側(cè)通過(guò)分艙板形成有3～12個(gè)半封閉結(jié)構(gòu)；筒頂蓋上設(shè)有混凝土頂蓋；樁結(jié)構(gòu)由立樁構(gòu)成，在主梁外側(cè)端部環(huán)向均勻布置有3～12個(gè)立樁；立樁下端超出筒裙的高度5～30m；立樁上端與主梁上端面齊平且主梁穿過(guò)立樁上端與立樁相連。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種采用筒型結(jié)構(gòu)和樁結(jié)構(gòu)組合而成的海上風(fēng)電基礎(chǔ)。

背景技術(shù)

風(fēng)能是可再生能源的重要組成部分，積極地開(kāi)發(fā)風(fēng)能對(duì)于改善能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、緩解能源危機(jī)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有深遠(yuǎn)意義。隨著風(fēng)電技術(shù)逐漸由陸上延伸到海上，海上風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為世界可再生能源發(fā)展領(lǐng)域的焦點(diǎn)。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛，逐漸成為我國(guó)應(yīng)對(duì)能源供應(yīng)和能源安全問(wèn)題的一項(xiàng)重要舉措，海上風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段。

海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處于復(fù)雜的海洋環(huán)境中，極易受到各種海洋環(huán)境荷載的災(zāi)害性作用，從而影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性。因此，根據(jù)海域地質(zhì)、海洋環(huán)境等因素選擇不同的基礎(chǔ)形式就成了風(fēng)電工程設(shè)計(jì)中極為重要的一項(xiàng)任務(wù)。

創(chuàng)新基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，保證風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全是海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)形式有鋼管樁基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)、多樁承臺(tái)基礎(chǔ)、筒型基礎(chǔ)和浮式基礎(chǔ)等。其中，鋼管樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)的施工工藝復(fù)雜，運(yùn)輸安裝需要大型設(shè)備配合運(yùn)輸及吊裝，成本高。重力式基礎(chǔ)整體依靠結(jié)構(gòu)自重以及填料和壓載抵抗環(huán)境荷載，從而維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。其施工簡(jiǎn)單，填料及壓載材料成本低，但其對(duì)地基的地質(zhì)要求較高。

筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，運(yùn)輸安裝方便，承載能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)一步式安裝，同時(shí)筒裙抗滑移穩(wěn)定性較高，適應(yīng)范圍較廣。針對(duì)深水大容量風(fēng)機(jī)時(shí)，由于彎矩荷載的增加，導(dǎo)致筒裙的直徑不斷增加，使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力條件惡化，安裝的難度增大；針對(duì)表層有較厚淤泥質(zhì)地基時(shí)，筒裙高度需要做的比較大或筒直徑做的比較大，才能有效的控制整個(gè)基礎(chǔ)的不均勻沉降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種筒邊樁式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，在降低基礎(chǔ)建造費(fèi)用情況下，保證整個(gè)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變形要求。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種筒邊樁式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，包括筒型結(jié)構(gòu)和樁結(jié)構(gòu)兩部分；所述筒型結(jié)構(gòu)由筒裙、筒頂蓋、分艙板、主梁、圈梁、混凝土頂蓋、支撐桿和加勁肋組成；筒裙與筒頂蓋組成一開(kāi)口向下的半封閉筒型結(jié)構(gòu)；筒頂蓋上沿徑向均勻布置有3～12根主梁，沿環(huán)向布置有3～6根圈梁；所述主梁和圈梁上均設(shè)有所述加勁肋，所述分艙板布置于上述半封閉筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)并處于主梁和圈梁的下方，分艙板使半封閉筒型結(jié)構(gòu)內(nèi)的中心位置形成有由3～12個(gè)邊組成的正多邊形半封閉結(jié)構(gòu)；在正多邊形半封閉結(jié)構(gòu)各豎直邊位置的外側(cè)通過(guò)所述分艙板形成有3～12個(gè)半封閉結(jié)構(gòu)；所述筒頂蓋上設(shè)有所述混凝土頂蓋；

所述樁結(jié)構(gòu)由立樁構(gòu)成，在主梁外側(cè)端部環(huán)向均勻布置有3～12個(gè)立樁；立樁下端超出筒裙的高度5～30m；立樁上端與主梁上端面齊平且主梁穿過(guò)立樁上端與立樁相連；立樁與筒裙、筒頂蓋、混凝土頂蓋相交；相交部分立樁樁身內(nèi)不設(shè)置筒裙，立樁樁頂不設(shè)置筒頂蓋和混凝土頂蓋以保持立樁內(nèi)部上下貫通。

進(jìn)一步的，所述主梁、圈梁均由工字鋼構(gòu)成。

進(jìn)一步的，筒裙、筒頂蓋、分艙板、主梁、圈梁、加勁肋均為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過(guò)焊接連接為一整體；混凝土頂蓋澆筑于筒頂蓋上，并將主梁、圈梁和加勁肋埋入混凝土中。

進(jìn)一步的，所述立樁為兩端開(kāi)口的鋼制管狀結(jié)構(gòu)。