[發明專利]一種海上風電單筒導管架基礎結構

在審

• 申請號: 202110659091.X
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113356257A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李濤;熊根;沈侃敏;張權;何奔;郇彩云;陳法波;王新峰;張杰;許光明
• 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;E02D27/52
• 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

本發明提供了一種海上風電單筒導管架基礎結構，包括筒體結構，筒體結構的上方連接導管架結構，導管架結構頂部連接風機塔筒，所述筒體結構內部設置多塊周向間隔布置的分艙板，所述導管架結構具有數量與分艙板一致的弦桿，多根所述弦桿通過連接結構與分艙板一一對應連接。本發明適用于30m以上的深海區域，可推進單筒基礎一步式安裝技術在深海區域的規模化應用。

技術領域

本發明涉及海洋工程技術領域，具體涉及一種海上風電單筒導管架基礎結構。

背景技術

海上風電單筒基礎是一種通過抽出筒內水和氣形成的內外壓差使筒體插入海床的海上風機基礎結構。海上風電常用的樁基礎陸上制造簡單，但海上施工工序較多，需要在海上依次進行沉樁、附屬構件安裝和風機吊裝。而單筒基礎可以進行海上整機一步式安裝，基礎建造、風機吊裝與整機調試等均在碼頭前組裝，基礎和風機組裝完成后運輸至現場安裝。相對于樁基礎而言，單筒基礎及一步式安裝技術可降低單臺風機基礎建造成本以及縮短建設周期，具有安全、高效、經濟、環保等優勢。

目前海上風電常用的單筒基礎運用水深為0～30m，泥面以上的結構主要由大直徑單根鋼管(主筒體)和斜撐組成。隨著水深的增加，主筒體的長度和直徑隨之變大，同時基礎所受的波浪荷載逐漸加劇、整機剛度變小。而導管架結構通過鋼管構件的焊接，能合理利用鋼管組裝成體型尺寸合適的空間結構以滿足水深條件；作為空間結構的導管架剛度更高，在深水風電場中能夠更好地滿足大兆瓦風機的頻率要求；另外，由于組成的鋼管直徑相對較小，在深水條件下導管架受到的波浪力相對更小，結構受力更好。

因此，為了解決目前海上風電單筒基礎在深水區域的整機剛度低、所受波浪荷載大的問題，提出一種海上風電單筒導管架基礎結構成為業界亟待解決的問題之一。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種海上風電單筒導管架基礎結構。本發明適用于30m以上的深海區域，可推進單筒基礎一步式安裝技術在深海區域的規模化應用。

為解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案實現：

一種海上風電單筒導管架基礎結構，其特征在于：包括筒體結構，筒體結構的上方連接導管架結構，導管架結構頂部連接風機塔筒，所述筒體結構內部設置多塊周向間隔布置的分艙板，所述導管架結構具有數量與分艙板一致的弦桿，多根所述弦桿通過連接結構與分艙板一一對應連接。

進一步的：所述筒體結構具有外筒板，外筒板的上方設置筒體頂板，外筒板內部中心位置設置內艙板，內艙板呈筒型設置，內艙板的外壁與內筒板的內壁之間設置所述分艙板。

進一步的：所述導管架結構具有多根周向布置的弦桿，弦桿的頂部通過過渡段連接風機塔筒，相鄰兩根所述弦桿之間交叉連接多根撐桿。

進一步的：所述弦桿和分艙板之間設置連接鋼管，連接鋼管的周邊設置肋板，肋板底部與筒體結構上表面相固定。

進一步的：所述連接鋼管的下部開設槽口，連接鋼管通過槽口與分艙板連接。

進一步的：所述導管架結構與筒體結構的連接端至外筒板之間的距離在2m及以上。

進一步的：所述連接鋼管的內部設置封板。

進一步的：所述筒體頂板與海床面齊平。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

本發明的基礎結構采用導管架結構與單筒的組合結構，基礎結構剛度大，結構固有頻率高，更容易滿足風機廠家的結構頻率要求；位于海水中結構主要為導管架結構，阻水面積小，所承受的波流荷載小；該基礎結構擴大了單筒基礎的適用水深范圍，可以適用30m水深以上的海上風電場；本發明連接結構與分艙板一一對應設置，可將風機荷載與波流荷載作用在導管架上的內力，通過連接結構傳遞至分艙板，最終傳遞至周圍土體中。本發明的結構可采用一步式安裝技術，即在陸上建造基礎、碼頭前吊裝風機、整機(風機和基礎)浮運和負壓下沉安裝。