[發(fā)明專利]海上風電負壓桶防沖刷和水平度調(diào)整裝置及其運作方法

有效

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• 申請日: 2022-08-08
• 公開（公告）號: CN115404918B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 施興華;劉博;張婧
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;E02D31/06;E02D35/00;E02D1/08;E02D27/42;E02D27/52;E02D27/24;F03D13/25
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 袁姝

本發(fā)明公開了海上風電負壓桶防沖刷和水平度調(diào)整裝置，包括一負壓桶，負壓桶內(nèi)分為7個隔艙，包括6個扇形隔艙和一個圓形隔艙，每個隔艙都有與抽氣泵對接抽氣的對接孔；一外部套桶，外部套桶側壁上有諸多圓形小孔，在負壓桶扇形艙段內(nèi)均設有圓平板，板的四周由轉動桿連接液壓桿，液壓桿與后面支撐架之間設有一橫撐，還包括連接桿；外部套桶與負壓桶之間填充級配相同的砂子，在沉放后抵抗側向荷載，防沖刷，外部套桶上的若干小孔，可以增強樁的側向摩阻力，提高樁的承載能力；艙內(nèi)圓平板在桶沉放后桶頂水平度不滿足要求時，可通過對液壓裝置進行液壓，即圓平板與土體的相互作用來調(diào)整負壓桶的傾斜度，該裝置可以在使用過程中實時檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及海上風電技術領域，尤其是涉及海上風電負壓桶防沖刷和水平度調(diào)整裝置及其運作方法。

背景技術

海上風能資源豐富，海上風機的發(fā)展也得到大力支持,負壓桶基礎在國內(nèi)外海上工程中廣為利用。

負壓桶基礎可事先在陸地上預制好基礎，再拖到安裝海域，該基礎不需要打樁，施工速度快，有效利用海上施工作業(yè)窗口期。

負壓桶基礎安裝時抽氣下沉，故對桶體的下沉控制要求較高。在負壓下沉過程中，桶內(nèi)外將產(chǎn)生水壓差，引起土體滲流，但過大的滲流會導致桶內(nèi)土體液化或者流動，從而發(fā)生結構傾斜。在一些海域，水流沖刷對負壓桶的影響很大，也有可能發(fā)生結構傾斜。

某沿海海域，在海上風機負壓桶沉放結束后，由于受到水流的沖刷以及施工過程中存在的誤差的影響，其負壓桶桶頂水平度偏差不符合樁頂水平度允許偏差，采用諸多補救措施也沒能達到樁頂水平度允許偏差，使吸力桶基礎始終承受較大的偏心荷載，最后致使在該海域有兩臺海上風機發(fā)生倒塌，造成嚴重損失。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種海上風電負壓桶防沖刷和水平度調(diào)整裝置，解決水流沖刷和施工過程中負壓桶發(fā)生傾斜等問題，避免倒塌事故再次發(fā)生。并提供了其運作方法。

技術方案：一種海上風電負壓桶防沖刷和水平度調(diào)整裝置，包括負壓桶、下沉傾斜檢測機構、防水流沖刷機構、水平度調(diào)整機構、控制系統(tǒng)、塔筒、對接管，下沉傾斜檢測機構安裝于負壓桶內(nèi)部并將其內(nèi)部劃分為多個獨立隔艙，兩者構成的整體置于防水流沖刷機構內(nèi)部，三者同軸設置，塔筒封蓋三者上方并固定，控制系統(tǒng)安裝于塔筒上，負壓桶的外壁與防水流沖刷機構固定，負壓桶內(nèi)部的每個隔艙中分別設有一個水平度調(diào)整機構，每個水平度調(diào)整機構分別與下沉傾斜檢測機構連接，每個隔艙匹配有一個對接管，對接管垂直間隔穿設安裝于塔筒上并通向對應的隔艙，每個對接管分別連接抽氣泵，抽氣泵、下沉傾斜檢測機構、水平度調(diào)整機構分別與控制系統(tǒng)信號連接。

本裝置能夠在負壓桶下沉過程中防止傾斜，提高施工精度；負壓桶下沉后受到水流沖刷時能夠抵抗側向荷載，減少水流沖刷的危害；負壓桶傾斜后桶頂水平度不滿足要求時能夠用有效方法來解決問題，進行糾正。

進一步的，下沉傾斜檢測機構包括支撐組件、矩形隔艙板、圓形隔艙板、橫撐、梯形臺、土體位移檢測件，圓形隔艙板置于負壓桶中部，其底端與負壓桶同軸固定，將負壓桶中部劃為一個圓形的獨立隔艙，矩形隔艙板在圓形隔艙板與負壓桶之間間隔設有六塊，將兩者之間的環(huán)形墻體等分為六個扇形的獨立隔艙，矩形隔艙板的兩側邊分別與圓形隔艙板外壁、負壓桶內(nèi)壁固定，每個隔艙中設有一個支撐組件，支撐組件由六塊矩形鋼板依次焊接構成的六邊形筒狀結構，其外周壁分別與矩形隔艙板、圓形隔艙板外壁、負壓桶內(nèi)壁固定，每個矩形鋼板朝內(nèi)側的上部設有一個梯形臺，土體位移檢測件通過橫撐安裝于梯形臺上，水平度調(diào)整機構設置于支撐組件內(nèi)并與六個梯形臺依次連接。

進一步的，土體位移檢測件包括激光發(fā)射器、激光接收器，分別安裝于插片的一端上，橫撐固定于梯形臺內(nèi)，其上設有凹槽，凹槽的其中一內(nèi)側面上通過多個上鎖緊彈簧間隔安裝有多個卡塊一，另一內(nèi)側面上通過多個下鎖緊彈簧間隔安裝有多個卡塊二，插片的相對兩側分別對應設有多個缺口，插片插入凹槽中并通過卡塊一、卡塊二卡接于橫撐上，激光發(fā)射器、激光接收器分別與控制系統(tǒng)信號連接。