[發明專利]具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構及施工方法

有效

• 申請號: 202110255800.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113073672B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 沈侃敏;王濱;俞劍;高山;黃茂松;潘志杰;陳法波;姜貞強;梁寧
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/44;E02D5/74
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構，該基礎結構包括由上至下依次連接的風機塔筒、過渡段塔筒、斜腿支撐和裙式吸力桶，其特征在于：在裙式吸力桶上環向布置有若干均勻分布且嵌入巖石層的錨桿，并通過安裝在裙式吸力桶上的錨固張拉裝置向錨桿施加預應力，以防止裙式吸力桶傾斜；所述風機塔筒上安裝有加速度傳感器和主控設備，其中加速度傳感器用于記錄風機塔筒的加速度，并將該信號傳遞給主控設備，主控設備接收信號后通過控制錨固張拉裝置從而調整錨桿的預張力，確保基礎結構的整體穩定性；

所述各錨桿在嵌入巖石層內的端部注漿形成嵌巖錨固端；

沿風機塔筒高度方向間隔布置多個加速度傳感器。

2.根據權利要求1所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構，其特征在于：所述裙式吸力桶頂部對稱設置有負壓電磁閥門，通過安裝駁船施加負壓，將裙式吸力桶貫入軟土層中。

3.根據權利要求1所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構，其特征在于：所述各錨桿以裙式吸力桶的中心點呈中心對稱布置，并且錨桿與所述裙式吸力桶之間呈固定夾角。

4.根據權利要求1所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構，其特征在于：所述各錨桿與斜腿支撐一一對應設置，且對應設置的錨桿與斜腿支撐在水平面上的投影在一條直線上。

5.根據權利要求1所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構，其特征在于：所述錨固張拉裝置包括用于連接錨桿的錨具、用于調節錨桿預應力的張拉裝置，錨固張拉裝置受主控設備控制，用于調整錨桿預張力。

6.根據權利要求1所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構，其特征在于：所述過渡段塔筒與所述風機塔筒之間通過基礎頂法蘭固定連接。

7.一種如權利要求1~6任一項所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步驟：

裙式吸力桶自重下沉：安裝駁船將裙式吸力桶吊裝至規定位置的海床平面，連接負壓電磁閥門與駁船的真空泵，打開負壓電磁閥門，依靠裙式吸力桶自重貫入軟土層；

裙式吸力桶負壓貫入：裙式吸力桶自重貫入穩定后，開啟真空泵施加負壓，逐步增加裙式吸力桶內的負壓，并維持負壓一段時間，使裙式吸力桶貫入至規定深度，關閉負壓電磁閥門；

鉆孔注漿和錨桿植入：通過鉆孔設備對巖石層進行鉆孔，在鉆孔部位植入錨桿，嵌入具備較高承載力的深層基巖，隨后注入高強灌漿材料填充空隙，使其形成嵌巖錨固端；

錨桿連接和預應力施加：嵌巖錨固端和裙式吸力桶安裝完成后，將錨桿通過錨固張拉裝置，固定安裝在裙式吸力桶上，調整兩者相對位置，利用對稱分布的錨固張拉裝置施加錨桿的預應力，保證裙式吸力桶水平受力平衡；

風機吊裝和固定：使用駁船吊裝海上風機的塔筒，將其與過渡段塔筒對中，基礎頂法蘭將過渡段塔筒和風機塔筒通過錨栓固定在一起；

風機主動控制：通過加速度傳感器對風電場的風浪荷載和風機工作頻率進行監測，確定合適的基礎剛度和自振頻率，通過主控設備對裙式吸力桶頂部的錨固張拉裝置進行主動控制調節，保證整體結構的穩定性。

8.根據權利要求7所述的具有主動控制系統的海上風機復合裙式基礎結構的施工方法，其特征在于：在裙式吸力桶頂部增加配重，以增大裙式吸力桶自重下沉過程中的貫入速度和深度。