專利名稱：無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，屬于海 上風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng) 電場。但隨著風(fēng)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(fēng)能資源，近年來，海上風(fēng)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(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于用在海上。海上的風(fēng)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(fēng)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無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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)方案是無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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4 7樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的外圍的鋼套 管和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中央的連接段鋼管，所述鋼套管內(nèi)固結(jié)鋼管樁，連接段鋼管底部也固結(jié)連接1 根鋼管樁，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；鋼套管通過斜撐的上部鋼管和水平的下部 鋼管與連接段鋼管固定連接，該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。所述連接段鋼管為等管徑或變管徑，直徑為0 4000 5000mm，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 2700mm ；上部鋼管的直徑為0 600 2200mm ；下部 鋼管的直徑為0 500 1600mm。本實用新型的有益效果是(1)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4 7根鋼管樁，具有外圍樁和中心樁， 受力均勻，穩(wěn)定性好，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)鋼管樁與鋼套管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 (4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(5樁)應(yīng)用于近海或潮間帶海域的平面圖。圖4是本實用新型實施例3(6樁)應(yīng)用于近?；虺遍g帶海域的平面圖。圖5是本實用新型實施例4(7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(fēng)電機組的4樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，4樁指的是 外圍的呈等三角形布置的3根樁和中央的1根樁。所述鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括3根豎直的鋼 套管2，相鄰套管間距為18000mm，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁1，基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)的中央為豎直的連接段鋼管5，其底部固定連接1根鋼管樁，連接方式有螺栓、灌漿或 焊接等。本例鋼管樁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(fēng)電機組基礎(chǔ)所處的地質(zhì)與水文條件、風(fēng)電機組的大小而定。鋼套管2與連接段鋼管5之 間，焊有3根直徑為0 1600mm的上部鋼管3，上部鋼管為斜撐，并焊有3根直徑為0 1300mm 的下部鋼管4，下部鋼管可根據(jù)需要設(shè)置為斜撐或水平向，本例按水平向設(shè)計。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5焊接固定，連接段鋼管的上端通過法蘭 與塔筒7固定連接。所述連接段鋼管5為大直徑鋼管，可按等管徑或變管徑設(shè)計，圖1即是按等管徑設(shè) 計的，直徑0 4300，當采用等徑大管徑鋼管時，與鋼管樁1的連接部位需設(shè)置加強和定位的 部件。連接段鋼管5的頂面應(yīng)高于最高潮位，以保證風(fēng)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6，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鋼套管牢固的粘接在一 起。(2)實施例 2 如圖1、圖3所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機組的5樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，5樁分別是 外圍的呈四方形的4根樁和中央的1根樁。所述鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有4根豎直的鋼套管2， 相鄰套管間距為15000mm，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁1，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的 中央為一豎直的連接段鋼管5，其底部也固定連接1根鋼管樁，鋼管樁的直徑為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5之間，焊有4根直徑為01400mm的斜撐的上部鋼管3，并焊有4根直徑為0 1200mm的水平的下部鋼管4。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 如圖1、圖4所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機組的6樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，6樁分別是 外圍的呈五角形狀的5根樁和中央的1根樁。所述鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有5根豎直的鋼套管 2，相鄰套管間距為12000mm，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁1，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 中央的連接段鋼管5底部也固結(jié)連接1根鋼管樁，鋼管樁的直徑為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5之間，斜向焊有5根直徑為0 1200mm的上 部鋼管3，并水平焊有5根直徑為0 IOOOmm的下部鋼管4。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(fēng)電機組的7樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，7樁分別是 外圍的呈六角形布置的6根樁和中央的1根樁。鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括6根豎直的鋼套管2， 相鄰套管間距為10000mm，其內(nèi)是與鋼套管通過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁1，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中 央的連接段鋼管5底部也固結(jié)連接1根鋼管樁，鋼管樁的直徑為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5之間，斜向焊有6根直徑為0 900mm的上部 鋼管3，并水平焊有6根直徑為0 700mm的下部鋼管4。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 6. OMW的海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，上述四個實 施例重點針對2. OMW風(fēng)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(fēng)電機組基礎(chǔ)可適應(yīng)0 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)利要求一種無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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4～7樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的外圍的鋼套管(2)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中央的連接段鋼管(5)，所述鋼套管(2)內(nèi)固結(jié)鋼管樁(1)，連接段鋼管(5)底部也固結(jié)連接1根鋼管樁(1)，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；鋼套管(2)通過斜撐的上部鋼管(3)和水平的下部鋼管(4)與連接段鋼管(5)固定連接，該連接段鋼管的上端通過法蘭與塔筒(7)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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所述的無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述連接段鋼管(5)為等管徑或變管徑，直徑為04000 5000mm，其頂面高于最高潮 位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述連接段鋼管(5)的頂部設(shè)置檢修平臺(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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0 800 2700mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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0 600 2200mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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0: 500 1600_。
專利摘要本實用新型涉及一種無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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無周邊連接管的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)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4～7樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的外圍的鋼套管和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中央的連接段鋼管，所述鋼套管內(nèi)固結(jié)鋼管樁，連接段鋼管底部也固結(jié)連接1根鋼管樁，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；鋼套管通過斜撐的上部鋼管和水平的下部鋼管與連接段鋼管固定連接，該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(fēng)力發(fā)電行業(yè)。
文檔編號F03D11/04GK201599157SQ20092029196
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9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