一種單樁-重力式聯合海上風電基礎的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海上風電基礎，特別是一種單粧-重力式聯合海上風電基礎。
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【背景技術】
[0003]當前能源危機越來越嚴重，作為主要能源的煤和石油，不僅資源有限，而且會對環(huán)境造成比較嚴重的污染。我國海岸線長，海上風能資源十分豐富，海上風電場具有風速大、有效發(fā)電時間長、不占用陸地、距離負荷中心近等優(yōu)點，具有很好的可開發(fā)前景。海上環(huán)境復雜多變，基礎結構的安全性、經濟性與適應性是制約海上風電開發(fā)的關鍵因素。
[0004]海上風電場風機基礎的結構型式可分為重力式基礎、單粧基礎、多柱基礎、吸力式基礎等。風機基礎的結構選型，需從基礎結構特點、自然地質條件、海上施工技術與經驗以及經濟性方面進行分析比較。
[0005]單粧基礎一般指單根鋼管粧基礎，其結構特點是施工方便快捷，經濟性好。單粧基礎由一根鋼管粧構成，其埋入深度由水深和地質條件決定。單粧基礎因為成本低、施工方便而在國外獲得了廣泛應用，在歐洲采用單粧基礎的比例達70%以上。單粧基礎主要承受風、浪等水平荷載作用，其水平承載性能是其適用與否的關鍵。由于整體剛度相對較小，粧身位移往往較大，在波浪、風荷載作用下的結構動力響應較大，容易產生疲勞損傷甚至失效。隨著海上風電規(guī)?；拈_發(fā)，風力機組單機容量越來越大，5MW及以上的機組已研發(fā)成功并投入使用，采用傳統(tǒng)的單粧型式，粧的直徑和壁厚將會顯著增加，既增加了成本，也增加了施工難度。
[0006]重力式基礎是最早應用于海上風電場的基礎型式，靠其自重固定風機，常用的有混凝土重力式基礎和鋼沉箱基礎兩種。該基礎型式適用于水深小于1m的海域，在大于1m水深時為保證足夠重量抵抗外荷載，其尺寸和造價隨水深的增加而迅速增大。這種基礎結構簡單、造價低、受海床沙礫影響不大，抗風暴和風浪性能好。其缺點在于:需要預先海床準備，海上施工周期較長；由于其體積大、重量大，使得安裝起來不方便且運輸費用較大；適用水深范圍較小，隨著水深的增加，其經濟性不僅得不到體現，造價反而比其它類型基礎要尚O
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【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足之處，而提供一種可在無需大幅增大單根鋼管粧直徑或厚度的，又能保證水平承載性能的單粧-重力式聯合海上風電基礎。
[0009]一種單粧-重力式聯合海上風電基礎，包括有單根鋼管粧及重力式基礎，在重力式基礎的中間部位設置有大于單根鋼管粧的空心圓孔，單根鋼管粧穿過重力式基礎的空心圓孔并插入到海床中，在單根鋼管粧與重力式基礎之間的空隙中灌入混凝士。
[0010]本發(fā)明的單粧-重力式聯合海上風電基礎由單粧、重力式基礎聯合組成，單粧與重力式基礎之間通過混凝土灌漿連為一體，增強了結構整體剛度及水平承載力，減小了粧身水平位移，提高了基礎抗傾覆能力，降低了基礎結構的動力響應，擴大了單粧及重力式基礎的適用范圍，具有很好的應用價值。
[0011 ] 所述重力式基礎為預制混凝土結構或鋼沉箱結構。
[0012]所述的重力式基礎的中空圓孔直徑比鋼管粧大0.2?0.6m。
[0013]所述的單根鋼管粧的直徑為2?8m，長20?100m。
[0014]綜上所述的，本發(fā)明相比現有技術如下優(yōu)點:
本發(fā)明技術方案給出了一種新型的海上風電場風機基礎型式。所述基礎由單粧、重力式基礎聯合組成，單粧與重力式基礎之間通過混凝土灌漿連為一體，增強了結構整體剛度及水平承載力，減小了粧身水平位移，提高了基礎抗傾覆能力，降低了基礎結構的動力響應，擴大了單粧及重力式基礎的適用范圍，相對于單粧基礎增大直徑或厚度，重力式基礎增大尺寸或重量具有更好的經濟效益。因此，本發(fā)明具很高的應用價值。
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【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明單粧-重力式聯合海上風電基礎結構示意圖。
[0017]圖2為圖1的俯視圖。
[0018]圖中I單粧；2重力式基礎；3過渡段；4風機塔筒。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例對本發(fā)明進行更詳細的描述。
[0020]實施例1
如附圖1和2所示，一種單粧-重力式聯合海上風電基礎，包括單根鋼管粧1、重力式基礎2、過渡段3和風機塔筒4。
[0021]重力式基礎為預制混凝土結構，圓形，中間為空心圓孔，圓孔與鋼管粧同圓心，直徑比鋼管粧大0.2m。
[0022]所述鋼管粧通過穿過式基礎中間空心圓孔打入海床，直徑選擇2_8m，長度選擇30_80mo
[0023]本發(fā)明實施過程如下:
(1)對基礎海域海床進行清淤、整平處理；
(2)將預制好的重力式基礎2運至相應位置，并安放好；
(3)清理重力式基礎中間空心圓孔內雜質，將鋼管粧I打入海床；
(4)對鋼管粧I與重力式基礎2間空隙進行灌漿；
(5)將過渡段3與鋼管粧I連接，在過渡段3的上端安裝風機塔筒4。
[0024]本實施例未述部分與現有技術相同。
【主權項】
1.一種單粧-重力式聯合海上風電基礎，其特征在于:包括有單根鋼管粧及重力式基礎，在重力式基礎的中間部位設置有大于單根鋼管粧的空心圓孔，單根鋼管粧穿過重力式基礎的空心圓孔并插入海床中，在單根鋼管粧與重力式基礎之間的空隙中灌入混凝士。
2.根據權利要求1所述的單粧-重力式聯合海上風電基礎，其特征在于:所述重力式基礎為預制混凝土結構或鋼沉箱結構。
3.根據權利要求2所述的單粧-重力式聯合海上風電基礎，其特征在于:所述的重力式基礎的中空圓孔直徑比單根鋼管粧大0.2?0.6m。
4.根據權利要求3所述的單粧-重力式聯合海上風電基礎，其特征在于:所述的單根鋼管粧的直徑為2?8m，長20?100m。
5.根據權利要求1所述的單粧-重力式聯合海上風電基礎，其特征在于:(I)在實施時單粧-重力式聯合海上風電基礎時先對基礎海域海床進行清淤、整平處理； (2)將預制好的重力式基礎運至相應位置，并安放好； (3)清理重力式基礎中間空心圓孔內雜質，將單根鋼管粧打入海床； (4)對單根鋼管粧與重力式基礎間空隙進行灌漿； (5)將過渡段與單根鋼管粧連接，在過渡段的上端安裝風機塔筒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由單樁與重力式聯合的海上風電場風機基礎，它包括豎直插入海床中的鋼管樁，鋼管樁的上端與過渡段連接，過渡段的上端與風機塔筒連接，鋼管樁的下端穿過重力式基礎錨固于海床上。本發(fā)明技術方案給出了由單樁、重力式聯合組成的新型基礎型式，該基礎通過在鋼管樁靠近海床面的位置附加中空重力式基礎，增強了靠近海床面處的單樁基礎剛度，結合了兩種基礎的優(yōu)勢，擴大了單樁基礎的使用范圍。此方案增強了單樁基礎抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，實現了減少鋼管樁直徑和厚度的目的。
【IPC分類】E02D27-42, E02D27-20, E02D27-52
【公開號】CN104818727
【申請?zhí)枴緾N201510221582
【發(fā)明人】宋啟明, 陳強, 王磊, 賴東璧, 吳昀, 吳軼群, 喬常貴
【申請人】福建永福工程顧問有限公司, 福建永福鐵塔技術開發(fā)有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月5日