[發(fā)明專利]一種滑動式海底裙式吸力桶及其施工方法

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• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115045331A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 程星磊;邢建宇;鹿群;劉中憲;劉舉;周亞東;孫曉涵
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: E02D27/52
• 分類號: E02D27/52;E02D27/42
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

本發(fā)明公開了一種滑動式海底裙式吸力桶，包括吸力主桶以及套裝在吸力主桶外部的裙桶，其中吸力主桶及裙桶的底部開口，且吸力主桶及裙桶的頂部均開設有排水孔；裙桶頂面插接吸力主桶的內孔中周向固裝有軸承座，該軸承座內設有多組轉動貼合在吸力主桶弧面外壁上的軸承輪，且軸承座與吸力主桶上周向均布開設有多組配合插接定位螺栓的螺孔。本發(fā)明的一種滑動式海底裙式吸力桶的施工方法，可使得裙桶可沿吸力主桶桶壁滑動，避免傳統(tǒng)裙式吸力桶由于吸力主桶與裙桶完全固定且頂面平齊在沉貫過程中經常遇到的土塞現象。確保裙桶沉貫不產生土塞，減少裙桶制作鋼材的浪費，顯著提高裙式吸力桶基礎整體承載能力與抗沖刷能力。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋結構工程技術領域，具體為一種滑動式海底裙式吸力桶及其施工方法。

背景技術

近年來，中國開發(fā)了以海上風力資源為重點的清潔可再生能源。海上風電技術是發(fā)展和利用海洋風能的重要途徑，吸力桶基礎在海上風電或浮式平臺結構中應用較多，吸力桶基礎具有安裝速度快、施工噪音少、土層適應性強、可回收利用等優(yōu)點，因此在海上風電行業(yè)中正逐步推廣應用。在工程中應用最為廣泛的是單桶吸力桶基礎，近年來為增強單桶基礎的承載能力及抗沖刷能力，相關技術人員設計了裙式吸力桶基礎，通過裙式結構增強吸力桶基礎的承載能力及抗沖刷能力。

對于傳統(tǒng)的裙式吸力桶基礎，裙式結構頂部與吸力主桶頂部齊平并完全固定在一起，在負壓沉貫過程中，往往會因海床土體的向上隆起而產生土塞現象，這不但會造成制作材料的浪費，還會降低吸力桶的承載能力。如何有效的避免土塞問題，就成為吸力桶基礎設計與施工的關鍵之一。

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種可滑動式海底裙式吸力桶基礎。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種滑動式海底裙式吸力桶及其施工方法，使得裙桶可沿吸力主桶桶壁滑動，避免傳統(tǒng)裙式吸力桶由于吸力主桶與裙桶完全固定且頂面平齊在沉貫過程中經常遇到的土塞現象。確保裙桶沉貫不產生土塞，減少裙桶制作鋼材的浪費，顯著提高裙式吸力桶基礎整體承載能力與抗沖刷能力。

一種滑動式海底裙式吸力桶，包括吸力主桶以及套裝在吸力主桶外部的裙桶，其中吸力主桶及裙桶的底部開口，且吸力主桶及裙桶的頂部均開設有排水孔；裙桶頂面插接吸力主桶的內孔中周向固裝有軸承座，該軸承座內設有多組轉動貼合在吸力主桶弧面外壁上的軸承輪，且軸承座與吸力主桶上周向均布開設有多組配合插接定位螺栓的螺孔。

而且，軸承座上的螺孔徑向設置在軸承座的側壁上；吸力主桶周向外壁上的螺孔為盲孔；且軸承座及吸力主桶上的兩個相鄰螺孔的圓心角夾角為30°。

而且，軸承座的內圈與吸力主桶的外圈處留設有密封間隙，該密封間隙處夾裝固定有截面為楔形的密封環(huán)套。

一種滑動式海底裙式吸力桶的施工方法，包括以下步驟：

步驟一：準備階段，工程船到達預定位置后，進行吸力桶安裝前的準備工作，此時需用螺栓依次連接軸承座及吸力主桶上的螺孔，使裙桶連接固定在吸力主桶，此時吸力主桶與裙桶底面平齊，并開啟吸力主桶及裙桶頂部的排水孔，準備起吊下沉；

步驟二：裙桶與吸力主桶組合體自重下沉階段，將固定在一起的吸力桶吸力主桶及裙桶一起沉入海底預定位置，此時兩者底部與海底泥面平齊，而后依靠自重作用將兩者一起垂直貫入到泥面以下一定深度；

步驟三：裙桶與吸力主桶組合體負壓下沉階段，當吸力主桶和裙桶只通過自重無法再繼續(xù)下沉時，將抽水泵的抽水管連接在吸力主桶及裙桶頂部的排水孔處并進行抽水；當裙桶頂部與泥面接觸時停止裙桶的排水孔抽水并拆除螺孔內的螺栓；

步驟四：吸力主桶單獨下沉階段，繼續(xù)經排水孔抽取吸力主桶內的水，使吸力主桶繼續(xù)下沉至吸力主桶頂部與泥面接觸；