專(zhuān)利名稱(chēng)：具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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(guó)，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)。上世紀(jì)八十年代起，我國(guó)引進(jìn)國(guó)外技術(shù) 逐步在國(guó)內(nèi)建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，2000年以后，由于國(guó)家鼓勵(lì)對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用，使國(guó) 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(guó)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(chǎng)。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(dāng)?shù)仄渌a(chǎn)業(yè)的予盾等問(wèn)題已日漸 顯現(xiàn)，而我國(guó)擁有漫長(zhǎng)的海岸線，海域蘊(yùn)藏有豐富的風(fēng)能資源，近年來(lái)，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(jī)械和施工方法將不能使用，陸上 常規(guī)的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于用在海上。海上的風(fēng)電機(jī)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(wèn)題。因?yàn)槟壳叭狈Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，尚沒(méi)有 找到一種廉價(jià)、可靠的基礎(chǔ)解決方案，常規(guī)的混凝土承臺(tái)澆筑方式海上施工作業(yè)量大，受天 氣影響大，施工周期長(zhǎng)。尤其對(duì)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(jìn)場(chǎng)， 海床面潮汐漲落頻繁，可供施工作業(yè)的時(shí)間更短。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是基于我國(guó)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具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具有廉 價(jià)、可靠、施工快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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 和中央的連接段鋼管，所述鋼套管內(nèi)固結(jié)連接鋼管樁，連接段鋼管底部也固定連接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(guò)斜向的上部鋼管和水平向的下部鋼 管與連接段鋼管相連，此外，鋼套管之間在水平方向連有水平鋼管；所述連接段鋼管的上端 通過(guò)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。所述連接段鋼管可按等管徑或變管徑設(shè)計(jì)，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(tái)。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 ；水平鋼管的直徑為0 400 1400mm。本實(shí)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(shí)間短；(2)單個(gè)基礎(chǔ)打入4 7根鋼管樁，呈中央和外圍相結(jié)合布置，受力均勻，穩(wěn)定性好，并利用國(guó)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(duì)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(jiǎn) 便，并且可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工誤差；(5)基礎(chǔ)為全鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)合犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)與涂層防 護(hù)的防腐蝕措施，施工工藝成熟，質(zhì)量易保證。

圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用于近海或潮間帶海域的立面圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例2(5樁)應(yīng)用于近?；虺遍g帶海域的平面圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例4(7樁)應(yīng)用于近海或潮間帶海域的平面圖。
具體實(shí)施方式
(1)實(shí)施例 1 如圖1、圖2所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機(jī)組的4樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包括3 根豎直的鋼套管2，呈等邊三角形排列，相鄰套管間距為18000mm，其內(nèi)是與鋼套管通過(guò)灌 漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁1。該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的中央是一豎直設(shè)置的等管徑或變管徑的連接段 鋼管6，其底部也固定連接1根鋼管樁1，連接方式包括螺栓連接、灌漿連接或焊接等，如果 采用大直徑等管徑的連接段鋼管，則在連接位置還必須設(shè)置加強(qiáng)固定的部件。本例鋼管樁 1的直徑均為0 2100mm，鋼管樁下端打入至海床以下持力層，樁長(zhǎng)需根據(jù)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)所處 的地質(zhì)與水文條件、風(fēng)電機(jī)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的斜撐的上部鋼管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(jì)。此外，鋼套管2之間有3根直徑為0 IOOOmm 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(guò)法蘭與塔筒8固定連接。圖1是按等管徑設(shè)計(jì)的大直徑連接段管鋼6，直徑0 4300，連接段鋼管的頂面應(yīng)高 于最高潮位，以保證風(fēng)電機(jī)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(tái) 7，檢修平臺(tái)用于運(yùn)行期維護(hù)和檢修。本實(shí)施例的鋼構(gòu)架及鋼管樁1分別在工廠整體加工制作，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)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(jìn)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(shí)施例 2:如圖1、圖3所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機(jī)組的5樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包括4 根豎直的鋼套管2，呈正方形排列，相鄰套管間距為15000mm，外圍4根鋼套管內(nèi)通過(guò)灌漿 材料粘結(jié)固定鋼管樁1，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中央的連接段鋼管6底部也通過(guò)螺栓、灌漿或焊接等固定 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6之間，焊有4根直徑為0 1400mm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。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(shí)施例 3 如圖1、圖4所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機(jī)組的6樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，呈五邊形 排列，外圍有5根豎直的鋼套管2，相鄰套管間距為12000mm，每個(gè)鋼套管內(nèi)通過(guò)灌漿材料粘 結(jié)固定鋼管樁1，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中央的連接段鋼管6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 IOOOmm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(shí)施例 4 如圖1、圖5所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機(jī)組的7樁鋼構(gòu)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，呈六邊形 排列，外圍有6根豎直的鋼套管2，相鄰套管間距為10000mm，每根鋼套管通過(guò)灌漿材料粘結(jié) 固定鋼管樁1，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中央的連接段鋼管6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(shí)用新型用于單機(jī)容量為1. 5 6. OMW的海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，上述四個(gè)實(shí) 施例重點(diǎn)針對(duì)2. OMW風(fēng)電機(jī)組荷載情況提出，其相關(guān)尺寸還可根據(jù)實(shí)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(jī)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(jià)較低，施工工期較短。
權(quán)利要求一種具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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)和中央的連接段鋼管(6)，所述鋼套管(2)內(nèi)固結(jié)連接鋼管樁(1)，連接段鋼管(6)底部也固定連接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(guò)斜向的上部鋼管(3)和水平向的下部鋼管(4)與連接段鋼管(6)相連，此外，鋼套管(2)之間在水平方向連有水平鋼管(5)；所述連接段鋼管(6)的上端通過(guò)法蘭與塔筒(8)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在 于所述連接段鋼管(6)為等管徑或變管徑，直徑為0 4000 5000mm，其頂面高于最高潮 位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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(tái)(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)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_。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特 征在于所述水平鋼管(5)的直徑為0 400 1400mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適合于近海及潮間帶海域的具有中心樁的多樁鋼構(gòu)架海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具有廉價(jià)、可靠、施工快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。解決該問(wèn)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中央的連接段鋼管，所述鋼套管內(nèi)固結(jié)連接鋼管樁，連接段鋼管底部也固定連接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(guò)斜向的上部鋼管和水平向的下部鋼管與連接段鋼管相連，此外，鋼套管之間在水平方向連有水平鋼管；所述連接段鋼管的上端通過(guò)法蘭與塔筒固定連接。本實(shí)用新型可用于海上風(fēng)力發(fā)電。
文檔編號(hào)F03D11/04GK201599158SQ20092029196
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)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(qiáng), 孫杏建, 張春生, 方滔, 羅金平, 賈獻(xiàn)林, 郇彩云, 鄭永明, 高禮洪 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院