專利名稱：重力式海上風電機組的基礎結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種海上風電機組基礎結構，特別是涉及一種重力式海上風電機 組的基礎結構。
背景技術：
海上風電機組的基礎結構是海上風電場建設的關鍵結構，其成本占海上風電場總 投資的14 16%，遠遠大于陸地風電場3 5%的比例，因此，海上風電機組基礎結構的成 本是制約海上風電場發(fā)展的瓶頸，在某種程度上決定了海上風電場能否實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電并成 為傳統(tǒng)能源的替代能源。目前，海上風電機組的基礎結構主要有混凝土重力式結構、單樁結構、三角架結 構、導管架結構和浮式結構。其中，重力式結構適用的最大水深為10m，單樁結構的適用水 深為10 30m，三角架結構的適用水深為30 50m，導管架結構的適用水深為50以上，而 浮式結構的適用水深則為100m以上。上述幾種基礎結構的成本隨結構形式和水深兩個因 素增長，相同水深條件下，單樁結構的成本大于重力式結構，三角架結構的成本大于單樁結 構，導管架結構的成本大于三角架，而浮式結構的成本大于導管架結構。如圖1所示，單樁結構采用與風電機組塔架相同直徑的鋼樁2，通過液壓打樁錘貫 入海底，上端露出海面與塔架連接，并用樁帽1調整樁的垂直度，樁帽1與樁采用灌漿連接。 單樁結構對海底沖刷不敏感，主要是因為其水深范圍內的鋼立柱長度的變化對基礎結構的 影響僅僅為海洋環(huán)境荷載的增大，而結構本身的不穩(wěn)定性并沒有很大的變化，并且環(huán)境荷 載的增加可通過增加樁的入土深度來解決，而混凝土重力式結構的抗沖刷和防滑移能力較 差，只能應用于具有硬質海床土的海域。因此，雖然與重力式結構相比，單樁結構的成本較 高，海上施工周期較長，所需施工機具復雜，因而施工成本也較高，樁帽的灌漿工藝較復雜， 也增大了單樁結構的成本。但因其良好的抗沖刷性能，目前仍是淺海海上風電場的主要結 構形式。目前，國外大部分風電場采用了單樁基礎結構，而我國由于海上施工能力的限制， 東海大橋風電場則采用了八根樁加混凝土承臺結構，其成本不僅高于重力式結構，也高于 單樁結構和三角架結構。由于混凝土重力式結構的成本最低，因此國內外都投入了大量的人力和物力開展 混凝土重力式基礎結構的相關研究，發(fā)展低成本的海上風電機組基礎結構。目前，歐洲僅有 一座海上風電場采用了重力式結構，美國由于近海為軟基海底，尚沒有采用重力式基礎結 構的海上風電場。我國的渤海灣多為軟基海底，且大部分海域是沖淤質海底，因此，也不適 用傳統(tǒng)的重力式基礎結構?？梢姡炷林亓κ浇Y構的抗沖刷和防滑移能力較差是限制其應用的主要問題。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是解決重力式混凝土海上風電機組的基礎結構 不具有防沖刷能力的問題。[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是提供一種重力式海上風 電機組的基礎結構，包括混凝土基座和設置在該混凝土基座上的混凝土承臺，所述混凝土 基座上設有若干開口向上的空腔，空腔內填充碎石塊，混凝土基座的外形呈上小下大的棱 臺狀。上述方案中，所述混凝土基座呈正六棱臺狀。所述棱臺的側面與底面的夾角為45度 70度。本實用新型，由于混凝土基座呈上小下大的棱臺狀，從而使水在流經(jīng)基座時會沿 棱臺向上傾斜的側面繼續(xù)向上流動而不會形成直接的反射波，同時當水流沿斜面流到基座 上表面后，由于基座內充填的是石塊，起到消波作用而使水流的動能大大減小，從而使沿斜 面回流的水流的動能降低，避免對海底泥沙造成擾動而形成沖刷。這樣，本實用新型可以在 沖刷型海底替代單樁結構，從而降低了海上風電場的投資成本。

圖1為現(xiàn)有單樁結構海上風電機組的基礎結構示意圖；圖2為本發(fā)明重力式海上風電機組的基礎結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作出詳細的說明。如圖2所示，本實用新型包括混凝土基座10和設置在該混凝土基座10上的混凝 土承臺20，所述混凝土基座10上設有若干開口向上的空腔，空腔內填充碎石塊，混凝土基 座10的外形呈上小下大的正六棱臺狀，棱臺的側面與底面的夾角為45度 70度。本實用新型的技術方案中，混凝土基座10的外形不限于正六棱臺，也可以為正 五、八棱臺、十棱臺等多種形狀。其中棱臺側面與底面的夾角可根據(jù)海底的流速條件來確 定，即海底流速較大時，該夾角可根據(jù)施工和強度因素選擇較大的角度。本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本實用新型的啟示下 作出的結構變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保 護范圍之內。
權利要求重力式海上風電機組的基礎結構，包括混凝土基座和設置在該混凝土基座上的混凝土承臺，所述混凝土基座上設有若干開口向上的空腔，空腔內填充碎石塊，其特征在于所述混凝土基座的外形呈上小下大的棱臺狀。
2.如權利要求1所述的重力式海上風電機組的基礎結構，其特征在于所述混凝土基座 呈正六棱臺狀。
3.如權利要求2所述的重力式海上風電機組的基礎結構，其特征在于所述棱臺的側面 與底面的夾角為45度 70度。
專利摘要本實用新型涉及一種海上風電機組基礎結構，是一種重力式海上風電機組的基礎結構，包括混凝土基座和設置在該混凝土基座上的混凝土承臺，混凝土基座上設有若干開口向上的空腔，空腔內填充碎石塊，混凝土基座的外形呈上小下大的棱臺狀。本實用新型，由于混凝土基座呈上小下大的棱臺狀，從而使水在流經(jīng)基座時會沿棱臺向上傾斜的側面繼續(xù)向上流動而不會形成直接的反射波，同時當水流沿斜面流到基座上表面后，由于基座內充填的是石塊，起到消波作用而使水流的動能大大減小，從而使沿斜面回流的水流的動能降低，避免對海底泥沙造成擾動而形成沖刷。這樣，本實用新型可以在沖刷型海底替代單樁結構，從而降低了海上風電場的投資成本。
文檔編號F03D11/04GK201582062SQ20092027092
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權日2009年12月2日
發(fā)明者趙站華, 黃維平 申請人:中國海洋大學