[發(fā)明專利]后裝配式抗冰型鋼海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010983090.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112049145A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳立;高俊松;劉建平;田會(huì)元;宋礎(chǔ);戴雙慶;王忠亮;胡德芳;徐海濱;曹光磊;王博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司;中國(guó)三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司;三峽新能源大連發(fā)電有限公司;上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E02D27/42
• 分類號(hào): E02D27/42;E02D27/52;E02B17/00;H05B3/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 葉綺玲

本發(fā)明屬于海上風(fēng)電工程技術(shù)領(lǐng)域的后裝配式抗冰型鋼海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法。技術(shù)方案為：多個(gè)下壓式抗冰構(gòu)件環(huán)向均勻間隔布置在集成式套籠的圈梁上，形成離散的倒錐體破冰結(jié)構(gòu)；帶有下壓式抗冰構(gòu)件的集成式套籠安裝在已經(jīng)打入海床的單樁基礎(chǔ)上，單個(gè)下壓式抗冰構(gòu)件包括上支撐鋼管、下支撐鋼管和下壓式連接構(gòu)件；上支撐鋼管的長(zhǎng)度大于下支撐鋼管，上支撐鋼管和下支撐鋼管的一端分別固定在圈梁上，下壓式連接構(gòu)件的兩端分別與上支撐鋼管和下支撐鋼管的懸挑端連接。本發(fā)明充分利用海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的集成式套籠，在保證海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)抗冰消浪效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)后裝配式抗冰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便高效的安裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海上風(fēng)電工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗冰型鋼海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中，單樁基礎(chǔ)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但對(duì)于寒區(qū)中的單樁風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)兼具面臨強(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)冰兩大挑戰(zhàn)：環(huán)境因素的分布具有很大的關(guān)聯(lián)性，基礎(chǔ)往往會(huì)面臨著強(qiáng)風(fēng)與強(qiáng)冰的共同作用，這對(duì)結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力提出了更高的要求。眾所周知，風(fēng)電結(jié)構(gòu)作為一種高聳柔性結(jié)構(gòu)，強(qiáng)冰作用下冰激振動(dòng)對(duì)高聳柔性結(jié)構(gòu)的影響應(yīng)給予更加充分的考慮。

一般情況下，可在潮差范圍內(nèi)設(shè)計(jì)安裝抗冰錐體結(jié)構(gòu)以減小冰壓力、削弱冰激振動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)的影響，但是抗冰錐體結(jié)構(gòu)由于其外直徑較大，往往會(huì)導(dǎo)致非冰期波浪載荷的增加。由于天然海冰的擠壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其彎曲強(qiáng)度,若將抗冰構(gòu)件設(shè)置成下壓式，使得冰排在結(jié)構(gòu)前擠壓破壞模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢茐?，將能有效抑制?dòng)冰載荷。

目前常用的抗冰方法主要分為主動(dòng)破冰和被動(dòng)破冰兩大類。破冰船破冰、沖冰融冰為主動(dòng)破冰；導(dǎo)管架抗冰錐、沉箱平臺(tái)、移動(dòng)破冰錐屬于被動(dòng)破冰。若能將多種破冰方式有效結(jié)合，可進(jìn)一步保證抗冰效果。

對(duì)于外加抗冰結(jié)構(gòu)的施工，目前海洋工程行業(yè)通常將抗冰構(gòu)件先安裝在導(dǎo)管架樁腿上，隨導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)一起放入水中，這種做法即為“先裝法”施工，對(duì)于海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)來(lái)說(shuō),尤其是無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ),抗冰構(gòu)件如果采用“先裝法”施工,在單樁基礎(chǔ)沉樁施工時(shí)巨大的激振力反復(fù)作用于單樁結(jié)構(gòu),抗冰構(gòu)件與樁體連接部位反復(fù)承受樁錘錘擊作用,抗冰構(gòu)件易與樁體連接部位出現(xiàn)損傷，甚至發(fā)生脫開(kāi),造成抗冰構(gòu)件破壞。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種后裝配式抗冰型鋼海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其施工方法。本發(fā)明充分利用海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的集成式套籠，在保證海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)抗冰消浪效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)后裝配式抗冰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便高效的安裝。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種后裝配式抗冰型鋼海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括已打入海床的單樁基礎(chǔ)，多個(gè)下壓式抗冰構(gòu)件環(huán)向均勻間隔布置在集成式套籠的圈梁上，形成離散的倒錐體破冰結(jié)構(gòu)；帶有下壓式抗冰構(gòu)件的集成式套籠安裝在單樁基礎(chǔ)上，單個(gè)下壓式抗冰構(gòu)件包括上支撐鋼管、下支撐鋼管和下壓式連接構(gòu)件；上支撐鋼管的長(zhǎng)度大于下支撐鋼管，上支撐鋼管和下支撐鋼管的一端分別固定在圈梁上，下壓式連接構(gòu)件的兩端分別與上支撐鋼管和下支撐鋼管的懸挑端連接。

基于上述技術(shù)特征：下壓式連接構(gòu)件與水平面的夾角為50°至70°。

基于上述技術(shù)特征：下壓式連接構(gòu)件為條狀的鋼板或型鋼。

基于上述技術(shù)特征：下壓式抗冰構(gòu)件沿集成式套籠上下設(shè)置為單層或雙層。

基于上述技術(shù)特征：上支撐鋼管內(nèi)埋設(shè)電纜線，下壓式連接構(gòu)件內(nèi)設(shè)置電熱絲，電纜線、電熱絲及供電電源組成熱融冰裝置。

一種后裝配式抗冰型鋼海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法為：

步驟一：上支撐鋼管內(nèi)埋設(shè)電纜線，下壓式連接構(gòu)件內(nèi)設(shè)置電熱絲。

步驟二：在陸地上將上支撐鋼管、下支撐鋼管和下壓式連接構(gòu)件焊接組裝成下壓式抗冰構(gòu)件。

步驟三：在陸地上將下壓式抗冰構(gòu)件的上支撐鋼管和下支撐鋼管焊接在集成式套籠的圈梁上。