[實用新型]一種海上風電單樁復合帶翼新型筒形基礎

有效

• 申請號: 202120872798.4
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN215053185U
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 劉潤;李天亮;李成鳳
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/52;E02D27/12;E02D5/34
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本實用新型公開了一種海上風電單樁復合帶翼新型筒形基礎，該筒形基礎包括帶有翼板的筒型基礎和單樁，本實用新型通過高強混凝土灌漿材料將單樁和帶有翼板的筒型基礎連接，能夠充分發揮海床淺層土的抗力，增強風電基礎整體抵抗橫向荷載、彎矩和傾覆荷載及由非共面荷載產生的扭矩的能力。翼板和筒體能夠有效減小泥面處的樁身位移，從而達到減小樁的直徑和厚度的目的，進而在增強基礎整體穩定性的同時減少了針對大直徑單樁的打樁成本。豎向荷載主要由單樁承擔，帶有翼板的筒型基礎能夠分擔部分荷載；風浪流等產生的水平荷載和彎矩荷載主要由帶有翼板的筒型基礎承擔，單樁也起到了一定的作用。

技術領域

本實用新型涉及海上風電基礎結構領域，具體來說涉及一種海上風電單樁復合帶翼新型筒形基礎。

背景技術

能源問題是制約人類社會發展，經濟進步的重大問題。風能作為一種可再生生清潔能源，引起了世界各國的重視。海上風資源與路上風資源相比，具有噪聲小、風速較高、對環境影響小且湍流強度小等有點，故風電產業的發展逐漸趨于上海風電場。海上風電建設過程中，風機基礎的建設尤為重要。

海上風電基礎的結構形式多樣，目前海上風機基礎的形式通常為單樁基礎，高樁承臺基礎、三腳架基礎、導管架基礎、重力式基礎、浮式基礎、筒型基礎等基礎型式。

目前采用較為廣泛的為單樁基礎和筒形基礎，單樁基礎通常由單根大直徑鋼管構成，下部插入土中，能夠提供較大的豎向承載力。由于其結構簡單，承載機理研究相對成熟，因此得到了廣泛的應用。對于單樁基礎來說，在承受波浪流等較大的橫向荷載和彎矩作用時，其抵抗橫向荷載的能力及抗傾覆能力相對較弱，泥面處容易發生較大變形，導致樁頭即機組處位移過大，發生失穩破壞。若在更加復雜的海洋環境中依舊采用單樁基礎時，需增大樁的直徑和壁厚，由此會大幅度增加樁的成本和施工難度。

筒形基礎屬于短粗的鋼性樁，是開口形的圓筒，靠自重及負壓下沉，能夠有效抵抗波浪、海流等產生的水平荷載，同時具有較好的抗傾覆能力，施工費用較小。如果在復雜的海洋環境條件下，筒形基礎需承受較大的豎向、水平及傾覆荷載作用時，通常需要增大筒形基礎的直徑或筒體深度，由此引發了兩個方面的問題，第一個方面：筒形基礎尺寸的增大會產生高昂的基礎建造成本和施工成本；第二個方面：筒形基礎在海洋中承受由非共面荷載產生的扭矩時，其尺寸越大，結構發生扭轉破壞的可能性越大。對于因風電基礎承受由非共面荷載過大發生的扭轉破壞，在基礎設計方面尚未得到合理的解決方案。

因此，為解決海上風電基礎豎向、水平和彎矩承載力問題及克服現有基礎的抗扭轉不足，本實用新型提出一種四周帶有翼板的新型筒形基礎和單樁基礎組合的結構形式。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種海上風電單樁復合帶翼新型筒形基礎。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種海上風電單樁復合帶翼新型筒形基礎，包括帶有翼板的筒型基礎和單樁；

所述帶有翼板的筒型基礎包括筒裙、頂蓋、護筒和翼板，所述筒裙上端連接頂蓋，頂蓋中心處形成一圓孔，圓孔上部設置與頂蓋連接的護筒，所述筒裙外壁輻呈射狀等間距設置翼板；

所述單樁于所述頂蓋的圓孔處貫穿設置于所述帶有翼板的筒型基礎的中心處，所述單樁與所述護筒之間通過高強灌漿材料連接固定。

在上述技術方案中，所述單樁的上端通過法蘭盤與風力機塔筒的底部連接。

在上述技術方案中，所述單樁的直徑為3～10m，長度為40～80m，壁厚為60～80mm。

在上述技術方案中，所述翼板的頂部與筒型基礎的頂板下表面平行，下部與筒裙底面齊平。

在上述技術方案中，所述翼板的數量為3～12個。

在上述技術方案中，所述翼板的寬度為1-3米，厚度為10-30mm。