專利名稱：多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于海上風電機組快速安裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，尤其是一種多樁鋼構(gòu)架
海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，屬于海上風力發(fā)電行業(yè)土木工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國，風力發(fā)電行業(yè)是一個新興的行業(yè)。上世紀八十年代起，我國引進國外技術(shù) 逐步在國內(nèi)建設(shè)風力發(fā)電場，2000年以后，由于國家鼓勵對可再生能源的開發(fā)和利用，使國 內(nèi)風力發(fā)電行業(yè)得到迅速發(fā)展。 到目前為止，我國已經(jīng)在內(nèi)蒙古、新疆、河北及東部沿海地區(qū)建成了一大批陸上風 電場。但隨著風電產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，土地資源緊張、與當?shù)仄渌a(chǎn)業(yè)的予盾等問題已日漸 顯現(xiàn)，而我國擁有漫長的海岸線，海域蘊藏有豐富的風能資源，近年來，海上風電得到快速 的發(fā)展。 由于海上自然環(huán)境的特殊性，普通的陸上施工機械和施工方法將不能使用，陸上 常規(guī)的風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于用在海上。海上的風電機組基礎(chǔ)要解決防潮水、防海浪、軟 弱地基、海水腐蝕、快速施工等一系列問題。因為目前缺乏海上風電場的建設(shè)經(jīng)驗，尚沒有 找到一種廉價、可靠的基礎(chǔ)解決方案，常規(guī)的混凝土承臺澆筑方式海上施工作業(yè)量大，受天 氣影響大，施工周期長。尤其對于東南沿海潮間帶海域，傳統(tǒng)的陸上和海上設(shè)備較難進場， 海床面潮汐漲落頻繁，可供施工作業(yè)的時間更短。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是基于我國沿海的近海及潮間帶環(huán)境條件，提供 一種適合于近海及潮間帶海域的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具有廉價、可靠、施工 快速、簡便的特點。 本實用新型所采用的技術(shù)方案是多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為3 6樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括豎直的鋼套管，其內(nèi)是與鋼套管固結(jié)的 鋼管樁，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；鋼套管通過上、下部的鋼管與連接段鋼管相 連，上部鋼管為斜向，下部鋼管設(shè)置斜向或水平向，此外，鋼套管之間在水平方向連有水平 鋼管，下部鋼管和上部鋼管的里端均與中間豎直的連接段鋼管固定，連接段鋼管的上端通 過法蘭與塔筒固定連接。
所述鋼套管與鋼管樁之間由灌漿材料粘結(jié)固定。 所述連接段鋼管為大直徑鋼管，其頂面高于最高潮位。連接段鋼管的頂部設(shè)置檢 修平臺。所述鋼管樁的直徑為0 800 2500mm ;上部鋼管的直徑為0 600 1800mm :下部 鋼管的直徑為0 500 1400mm ;水平鋼管(5)的直徑為0 400 1200mm。 本實用新型的有益效果是(l)鋼構(gòu)架在工廠預(yù)制，質(zhì)量易保證，并采用整體安 裝，海上作業(yè)量小、作業(yè)時間短；(2)單個基礎(chǔ)打入3 6根鋼管樁，利用國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備沉樁，施工工藝成熟；(3)鋼構(gòu)架均為圓形鋼管組成，波浪力較小，尤其對近海海域，鋼構(gòu)架位 于水下，波浪荷載較大的區(qū)域僅為單根鋼管，可較大限度的減少浪壓力的作用；(4)鋼管樁 與連接段間采用灌漿材料連接，施工簡便，并且可以適應(yīng)現(xiàn)場施工誤差；(5)基礎(chǔ)為全鋼結(jié) 構(gòu)，結(jié)合犧牲陽極的陰極保護與涂層防護的防腐蝕措施，施工工藝成熟，質(zhì)量易保證。

圖1是本實用新型應(yīng)用于近?；虺遍g帶海域的立面圖。 圖2是本實用新型實施例1 (3樁)應(yīng)用于近?；虺遍g帶海域的平面圖。 圖3是本實用新型實施例2(4樁)應(yīng)用于近?；虺遍g帶海域的平面圖。 圖4是本實用新型實施例3(5樁)應(yīng)用于近海或潮間帶海域的平面圖。 圖5是本實用新型實施例4(6樁)應(yīng)用于近海或潮間帶海域的平面圖。
具體實施方式
(1)實施例1 : 如圖1、圖2所示，本例為應(yīng)用于海上風電機組的3樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包括 3根豎直的鋼套管2，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁l，相鄰樁間距為 18000mm，鋼管樁1的直徑為0 2100mm，鋼管樁下端打入至海床以下持力層，樁長需根據(jù)風電 機組基礎(chǔ)所處的地質(zhì)與水文條件、風電機組的大小而定。鋼套管2與連接段鋼管6之間，焊 有3根直徑為0 1600mm的上部鋼管3，并焊有3根直徑為0 1300mm的下部鋼管4，下部鋼管 4可根據(jù)需要設(shè)置為斜撐或水平向，本例按水平向設(shè)計。此外，鋼套管2之間有3根直徑為 0 1000mm的水平鋼管5焊接相連。下部鋼管4和上部鋼管3的里端均與中間豎直的連接 段鋼管6焊接固定，連接段鋼管的上端通過法蘭與塔筒8固定連接。 所述連接段鋼管6為大直徑鋼管，可按等管徑或變管徑設(shè)計，圖1即是按變管徑設(shè) 計的，可以減少鋼材量并減少浪壓力。連接段鋼管6的頂面應(yīng)高于最高潮位，以保證風電機 組的電氣設(shè)備不受海浪影響。連接段鋼管的頂部設(shè)置檢修平臺7，檢修平臺用于運行期維護 和檢修。 本實施例的鋼構(gòu)架及鋼管樁1分別在工廠整體加工制作，運到現(xiàn)場后鋼構(gòu)架由起 重設(shè)備整體安裝，鋼管樁由打樁船打樁。根據(jù)水深情況，可先安裝鋼構(gòu)架，調(diào)平完畢后，沿鋼 套管位置進行打樁；也可先打樁，之后將鋼構(gòu)架整體套接在鋼管樁上，再進行調(diào)平。鋼套管 與鋼管樁間的間隙采用灌注灌漿材料，灌漿材料固化后即鋼管樁和連接筒牢固的粘接在一 起。
(2)實施例2 : 如圖1、圖3所示，本例為應(yīng)用于海上風電機組的4樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包括 4根豎直的鋼套管2，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁l，相鄰樁間距為 15000mm，鋼管樁1的直徑為0 1700mm，鋼管樁下端打入至海床以下持力層。鋼套管2與連 接段鋼管6之間，焊有4根直徑為0 1400mm的上部鋼管3，并焊有4根直徑為0 1200mm的 下部鋼管4。鋼套管2之間有4根直徑為0 800mm的水平鋼管5焊接相連。 其余結(jié)構(gòu)及施工方式和例1相同，不再重復(fù)描述。 (3)實施例3 :
4[0024] 如圖1、圖4所示，本例為應(yīng)用于海上風電機組的5樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包括 5根豎直的鋼套管2，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁l，相鄰樁間距為 12000mm，鋼管樁1的直徑為0 1300mm，鋼管樁下端打入至海床以下持力層。鋼套管2與連 接段鋼管6之間，焊有5根直徑為0 1200mm的上部鋼管3，并焊有5根直徑為0 1000mm的 下部鋼管4。鋼套管2之間有5根直徑為0 700mm的水平鋼管5焊接相連。 其余結(jié)構(gòu)及施工方式和例1相同，不再重復(fù)描述。 (4)實施例4 如圖1、圖5所示，本例為應(yīng)用于海上風電機組的6樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包括 6根豎直的鋼套管2，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁l，相鄰樁間距為 10000mm，鋼管樁1的直徑為0 1100mm，鋼管樁下端打入至海床以下持力層。鋼套管2與連 接段鋼管6之間，焊有6根直徑為0 900mm的上部鋼管3，并焊有6根直徑為0 700mm的下 部鋼管4。鋼套管2之間有6根直徑為0 600mm的水平鋼管5焊接相連。 其余結(jié)構(gòu)及施工方式和例1相同，不再重復(fù)描述。 本實用新型用于單機容量為1. 5 5麗的海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，上述四個實施 例重點針對1. 5麗 2. 0麗風電機組荷載情況提出，其相關(guān)尺寸還可根據(jù)實際海床地質(zhì)、海 洋水文條件、施工能力等有所調(diào)整。采用本結(jié)構(gòu)后，風電機組基礎(chǔ)可適應(yīng)O 30m深度的海 上環(huán)境，基礎(chǔ)不均勻沉降和水平位移都可以得到有效控制，且海上施工作業(yè)量小，受天氣影 響小，施工質(zhì)量易保證，造價較低，施工工期較短。
權(quán)利要求一種多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為3～6樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括豎直的鋼套管(2)，其內(nèi)是與鋼套管固結(jié)的鋼管樁(1)，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；鋼套管(2)通過上下部的鋼管與連接段鋼管(6)相連，上部鋼管(3)為斜向，下部鋼管(4)為水平向，此外，鋼套管(2)之間在水平方向連有水平鋼管(5)，下部鋼管(4)和上部鋼管(3)的里端均與中間豎直的連接段鋼管(6)固定，連接段鋼管的上端通過法蘭與塔筒(8)固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼套管(2)與鋼管樁(1)之間由灌漿材料粘結(jié)固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述連接段鋼管(6)為大直徑鋼管，其頂面高于最高潮位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述連接段鋼管(6)的頂部設(shè)置檢修平臺(7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼管樁(1)的直徑為0800 2500 mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上部鋼管(3)的直徑為06OO 18OOmm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述下部鋼管(4)的直徑為05OO 14OOmm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水平鋼管(5)的直徑為0400 1200 mm。
專利摘要本實用新型涉及一種多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合于近海及潮間帶海域的多樁鋼構(gòu)架海上風電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具有廉價、可靠、施工快速、簡便的特點。解決該問題的技術(shù)方案是所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為3～6樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括豎直的鋼套管，其內(nèi)是與鋼套管固結(jié)的鋼管樁，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；鋼套管通過上、下部的鋼管與連接段鋼管相連，上部鋼管為斜向，下部鋼管設(shè)置斜向或水平向，此外，鋼套管之間在水平方向連有水平鋼管，下部鋼管和上部鋼管的里端均與中間豎直的連接段鋼管固定，連接段鋼管的上端通過法蘭與塔筒固定連接。本實用新型適用于海上風電機組快速安裝。
文檔編號F03D11/04GK201513303SQ200920197518
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者俞華鋒, 周永, 姜貞強, 孫杏建, 張春生, 方滔, 羅金平, 賈獻林, 郇彩云, 鄭永明, 高禮洪 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設(shè)計研究院