[實用新型]一種耗能式海上風機樁與套筒灌漿連接結構

有效

• 申請號: 201920633400.4
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN209989831U
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 張亞楠;管友海;曹孔
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52;E02D27/34;E02D15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種耗能式海上風機樁與套筒灌漿連接結構，屬于海上工程及風力發電領域，包括鋼管樁、套筒、灌漿灌注裝置和耗能裝置，其特征在于：所述鋼管樁設有一圈牛腿，所述套筒套于鋼管樁外并擱置于牛腿上，鋼管樁與套筒同軸套設形成環形區域，環形區域內部設置剪力圈，通過灌漿灌注裝置填充灌漿材料，所述耗能裝置為雙排波浪形阻尼器。本實用新型與傳統灌漿連接段相比，設置了雙排波浪形阻尼器耗能裝置，可在地震、風浪等振動作用下有效耗能，實現振動控制，防治灌漿連接處應力集中過大，造成結構疲勞失效。

技術領域

本實用新型屬于海上工程及風力發電領域，涉及一種用于海上風機耗能式樁與套筒灌漿連接結構。

背景技術

近年來全球海上風電行業發展迅速，我國海上風電行業也快速起步。目前，投入在建、擬建的海上風電場逐年增多，但就整體而言，我國海上風力發電技術仍處于發展初期，未來海上風力發電發展具有巨大潛力，必將成為未來新能源的重要組成部分。

海上風電基礎結構多采用灌漿連接，如導管架基礎部分通過樁與套筒的灌漿連接。在實際施工中，套筒連接導管架與樁，套筒與樁之間的環形施工區域，注入灌漿材料，通過灌漿材料自身強度及鋼材表面設有的剪力圈增大咬合力，實現樁與導管架的連接，共同承受上部結構傳遞來的各種應力。

海上風電機組工作環境復雜，不僅受波浪荷載、風荷載的作用，地震作用對結構有著嚴重的影響，灌漿連接處由于循環振動作用，容易出現應力集中，灌漿體疲勞性能降低，套筒與樁通過灌漿材料連接，粘結力難以達到保障而發生相對滑動，進而發生破壞。

軟鋼具有明顯的屈服點，是建筑節點阻尼器理想耗能材料之一，當發生振動作用時，能有效吸收節點能量，發揮耗能效果。

記憶合金在外力作用下產生變形，當外力作用撤去，在一定溫度下，記憶合金能依靠“記憶”恢復至原來形狀，同時還具有無毒、無磁、耐久性強等優點，是一種優質的減震材料。

目前國內海上風機灌漿連接結構如預制構件的灌漿連接結構(如授權公開號CN204626693 U)，設置剪力鍵的灌漿連接結構(如授權公開號CN 201506979 U)等實用新型專利，這些實用新型通過灌漿材料自身密實度或設置剪力鍵來提高灌漿連接結構的承載力性能，無法有效在地震等循環振動作用下耗能，容易導致結構應力集中或疲勞，從而結構性能降低乃至失效。

發明內容

為了克服現有技術存在上述不足，本實用新型提出一種耗能式海上風機樁與套筒灌漿連接結構，在海上風電基礎正常工作時能控制結構振動，阻尼器通過自身彎曲變形或者剪切耗能，灌漿連接段具有良好的抗風浪、振動控制及抗震能力。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種用于海上風機的耗能式樁與套筒灌漿連接結構，包括鋼管樁、套筒、灌漿灌注裝置和耗能裝置，所述鋼管樁設有一圈牛腿，所述套筒套于鋼管樁外并擱置于牛腿上，鋼管樁與套筒同軸套設形成環形區域，環形區域內部設置剪力圈，通過灌漿灌注裝置填充灌漿材料，所述耗能裝置為雙排波浪形阻尼器。

本實用新型具有以下優點和效果：

1、套筒頂部設置耗能裝置，耗能裝置為雙排波浪形阻尼器，具有一定的彈性變形能力，有良好的振動控制效果。

2、當海上風電基礎正常工作過程中受到波浪、地震等作用時，雙排波浪形阻尼器的波浪板及外側波浪板夾層彎曲或剪切進行耗能，當達到極限狀態時，可依靠所設置的記憶合金絲拉伸或壓縮變形實現二次耗能，進一步提高耗能效果。

3、鋼管樁外側的下部設置牛腿，用于擱置外部套筒，并且可以承擔上部結構傳來的豎向承載力，減緩應力集中，減緩材料疲勞帶來的影響。