[發明專利]一種含裙邊帶肋的海上風電機單樁基礎及其施工方法

有效

• 申請號: 202011024292.4
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112177030B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 楊昊慶;張璐璐;魏鑫
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52;E02D31/06
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;趙楠

本發明提供一種含裙邊帶肋的海上風電機單樁基礎及其施工方法，柱體，柱體為空心圓柱體；肋板為直角梯形肋板，肋板設置于管樁的外側壁，直角梯形肋板的下底邊與柱體的外側壁連接，直角梯形肋板的銳角端朝向下設置，直角梯形肋板沿柱體的外側壁向外呈放射狀分布，直角梯形肋板的銳角端形成位于柱體的外側壁的錐形部；圓筒部件，套于直角梯形肋板的外側，圓筒部件與柱體之間通過直角梯形肋板連接，其中，圓筒部件的內壁與直角梯形肋板的上底邊連接，且圓筒部件的長度與直角梯形肋板的上底邊的長度相同。本發明結構簡單，整體性強，顯著提高鋼樁的水平承載力和防沖刷效果，針對海上風電機復雜的海洋環境，具有多重功效，在海洋風電中應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，具體地，涉及一種含裙邊帶肋的海上風電機單樁基礎及其施工方法。

背景技術

能源是現代社會和經濟發展的基礎，然而隨著人口數量的增長和社會經濟的日益發展，對能源的消耗也同樣飛速的增長，能源危機漸漸顯現。開發清潔高效的可再生能源是世界各國大力發展的戰略目標，風能作為一種可再生能源，是各國重點發展的新能源之一。海上風能發電作為風能利用的一種，在近些年來得到飛速的發展，其具有陸上風能發電的絕大部分優點，且具有發電量大、使用限制少、不占用陸上土地等優勢。

海上風電機組基礎結構是海上風電建設的關鍵結構。但是目前在海上風電項目的索賠事件中，單樁基礎相關問題占到了35%，其中絕大多數都發生在深水海域。這一定程度上是因為施工方中過于自信，為降低成本仍采用基本的單樁基礎，而忽略了其可靠性和適用性?？梢?，傳統的單樁基礎結構無法適用于深水海域。

大直徑單樁基礎是海上風電基礎的主流，施工方便且經濟效益較好，但單樁基礎一般適用水深小于25m的海域，而隨著近海風電資源的逐漸開發，深水海域風電開發是大勢所趨，制約單樁基礎向深水海域應用的主要存在以下因素：單樁基礎需具備較大的承載力和抗滑抗傾覆穩定性；施工船舶在沉樁施工時受波浪、海風等影響，難以控制單樁垂直度；樁周土體受海洋沖刷嚴重，會降低穩定性并促使樁傾斜發生事故。

現有技術中，也有不少人對傳統單樁進行了改進，比如，申請號為201910633302.5的中國發明專利，其公開了一種海上風電機組加強復合式單樁基礎及施工方法，又如，申請號為201810001208.3的中國發明專利，其公開一種海上風電復合式單樁基礎及其施工方法。這些專利技術均對單樁基礎做了一些改進，能夠帶來一定的效果，但是其總體的承載力、抗滑抗傾覆的穩定性以及抗沖刷等性能還需進一步提高。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種含裙邊帶肋的海上風電機單樁基礎及其施工方法。

本發明提供一種含裙邊帶肋的海上風電機單樁基礎，包括：

管樁，為第一鋼質空心圓柱體；

肋板，所述肋板設置于所述管樁的外側壁，所述肋板為直角梯形肋板鋼質肋板，其中，所述直角梯形肋板的下底邊與所述管樁的外側壁焊接，所述直角梯形肋板的銳角端朝向下設置，所述直角梯形肋板沿所述管樁的外側壁向外呈放射狀分布，所述直角梯形肋板的銳角端形成位于所述管樁的外側壁的錐形部；

圓筒部件，為第二鋼質空心圓柱體，所述圓筒部件與所述管樁之間通過所述直角梯形肋板連接，其中，所述圓筒部件的內壁與所述直角梯形肋板的上底邊焊接，且所述圓筒部件的長度與所述直角梯形肋板的上底邊的長度相同。

優選地，含裙邊帶肋的海上風電機單樁基礎包括：用于分散水流沖擊的錐狀罩體，所述錐狀罩體位于所述圓筒部件的上方，所述錐狀罩體的小端連接在所述管樁的外側壁上，所述錐狀罩體的大端與所述圓筒部件的上端連接；且所述錐狀罩體、所述圓筒部件和所述管樁之間的連接為圓滑過渡。

優選地，所述錐狀罩體、所述圓筒部件和所述管樁之間形成一空腔，所述直角梯形肋板的直角端位于該空腔內，所述直角梯形肋板的銳角端位于該空腔的下方。