專利名稱：一種鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海上風電機組地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是一種新型鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電擊 組地基基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
目前，海上風電機組地基基礎(chǔ)采用的結(jié)構(gòu)型式通常為單樁基礎(chǔ)、多樁基礎(chǔ)或重力式基礎(chǔ)。重力式基礎(chǔ)一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土與壓載混合結(jié)構(gòu)，其對承載基礎(chǔ) 的要求高，同時還涉及到復(fù)雜的海上施工，受氣候的影響較大，成本較高。而單樁和多樁基 礎(chǔ)屬于打樁式的支承樁體，需要特殊防腐、強度和韌性要求，并且施工中需要價格昂貴的海 上打樁設(shè)備，從而導(dǎo)致海上風電機組地基基礎(chǔ)成本的增加。采用以上傳統(tǒng)的海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)構(gòu)建和海上施工費用高昂，致使海上風機 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的投資費用較陸上基礎(chǔ)大幅度增加，從而限制了海上風電的發(fā)展。對于筒型基礎(chǔ) 來說，目前國外已有采用全鋼筒型基礎(chǔ)，采用的結(jié)構(gòu)型式有單筒和多筒型式，但沒有采用鋼 筋混凝土筒型基礎(chǔ)與連接塔筒組合結(jié)構(gòu)型式，并且由于拉桿和支撐桿的使用，使得結(jié)構(gòu)受 力力臂增加，可以有效的提高結(jié)構(gòu)抵抗彎矩的能力，提高結(jié)構(gòu)的整體受力性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種新型鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組 地基基礎(chǔ)，該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)具有結(jié)構(gòu)簡單、可采取陸上預(yù)制、施工方便、工程量小、造價低和整體 受力好的特點，適合在軟土地基中使用。本發(fā)明的技術(shù)方案一種鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，由筒型基礎(chǔ)、連接塔筒、拉桿、支撐 桿和連接桿組成，筒型基礎(chǔ)為設(shè)有密封頂蓋的鋼筋混凝土筒型結(jié)構(gòu)，密封頂蓋上預(yù)埋有拉 桿連接鋼件和金屬環(huán)，拉桿連接鋼件位于密封頂蓋周邊，金屬環(huán)位于密封頂蓋中心，筒形基 礎(chǔ)的外筒壁與內(nèi)筒壁之間設(shè)有分倉隔板；連接塔筒為鋼制圓錐筒型結(jié)構(gòu)，連接塔筒與筒形 基礎(chǔ)通過金屬環(huán)連接固定，連接塔筒與風電機組塔筒通過法蘭連接固定；拉桿的一端與連 接塔筒頂部固定，另一端與筒形基礎(chǔ)頂蓋上的拉桿連接鋼件固定連接；支撐桿一端固定于 連接塔筒的底部，另一端與拉桿固定；連接桿固定于相鄰拉桿上的拉桿與支撐桿連接點之 間。所述筒形基礎(chǔ)的外筒壁與內(nèi)筒壁之間設(shè)有分倉隔板，將筒形基礎(chǔ)分隔成4 8個 相同的分倉。所述拉桿的根數(shù)為4 36根。所述拉桿與連接塔筒和拉桿連接鋼件、支撐桿與連接塔筒和拉桿以及連接桿與拉 桿的固定連接方法為焊接。本發(fā)明的工作原理通過筒形基礎(chǔ)邊壁充氣或水破土技術(shù)和筒形基礎(chǔ)負壓技術(shù)， 將鋼筋混凝土基礎(chǔ)沉入軟基礎(chǔ)中，直到筒頂下沉至泥面，使得筒頂和地基能聯(lián)合受力。上部風電機組、塔筒自重作用下的豎向承載，風荷載、波浪、水流、冰環(huán)境荷載作用到基礎(chǔ)上的綜 合水平力和彎矩作用由鋼筋混凝土筒型基礎(chǔ)承受。拉桿的存在將部分彎矩荷載傳遞到筒形 基礎(chǔ)邊壁，使得結(jié)構(gòu)整體受力。
本發(fā)明的有益效果是該種新型海上風電機組地基鋼混組合結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，一方面由 于筒型結(jié)構(gòu)有較大的空腔，通過分倉充氣可以在一定條件牽引氣浮拖航，從而可省去大型 的拖航機具，有效的降低了運輸費用；另一方面該結(jié)構(gòu)也不需大型起吊船吊裝放入海底，更 不需要在海上打樁施工，只需利用負壓加載和邊壁高壓充氣或水破土即可沉入地基。另外 筒型基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土加工而成，相對于鋼筒來說，可降低成本。


圖1為鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.筒型基礎(chǔ)2.筒型基礎(chǔ)外筒壁3.筒形基礎(chǔ)內(nèi)筒壁4.連接塔筒5.拉 桿連接鋼件6.金屬環(huán)7.法蘭8.拉桿9.支撐桿10.連接桿11.分倉隔板12.風 電機組塔筒
具體實施例方式一種鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，由筒型基礎(chǔ)1、連接塔筒4、拉桿8、 支撐桿9和連接桿10組成，筒型基礎(chǔ)1為設(shè)有密封頂蓋的鋼筋混凝土筒型結(jié)構(gòu)，密封頂蓋 上預(yù)埋有拉桿連接鋼件5和金屬環(huán)6，拉桿連接鋼件5位于密封頂蓋周邊，金屬環(huán)6位于密 封頂蓋中心，筒形基礎(chǔ)1的外筒壁2與內(nèi)筒壁3之間設(shè)有分倉隔板11，將筒形基礎(chǔ)1分隔成 八個相同的分倉；連接塔筒4為鋼制圓錐筒型結(jié)構(gòu)，連接塔筒4與筒形基礎(chǔ)1通過金屬環(huán)6 連接固定，連接塔筒4與風電機組塔筒12通過法蘭7連接固定；拉桿8的一端與連接塔筒 4頂部焊接固定，另一端與筒形基礎(chǔ)1頂蓋上的拉桿連接鋼件5焊接固定，拉桿8的根數(shù)為 八根；支撐桿9 一端焊接固定于連接塔筒4的底部，另一端與拉桿8焊接固定；連接桿10焊 接固定于相鄰拉桿8上的拉桿8與支撐桿9連接點之間。該實施例中鋼筋混凝土筒形基礎(chǔ)外筒直徑30m，內(nèi)筒直徑8m，壁厚0. 3m ；外筒壁 高度5m ；隔板將內(nèi)外兩筒之間空間分為8倉，隔板壁厚0. 3m ；筒頂蓋厚度最薄處為0. 4m,最 厚處2m ；連接鋼塔筒底部直徑8m，上部直徑4. lm，壁厚0. 5m，高度8m ；鋼拉桿為8根鋼管，直 徑10cm，壁厚Icm ；支撐桿為8根鋼管，直徑10cm，壁厚Icm ；連接桿為8根鋼管，直徑8cm， 壁厚lcm。具體的施工過程為1、基礎(chǔ)部分在陸地上預(yù)制完成；2結(jié)構(gòu)充氣浮運至安裝地點； 3、安裝地點定位；4、筒基破土或抽氣下沉并調(diào)平；5、抽真空預(yù)壓，并控制水平度；6風電機 組的吊裝。
權(quán)利要求
一種鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，其特征在于由筒型基礎(chǔ)、連接塔筒、拉桿、支撐桿和連接桿組成，筒型基礎(chǔ)為設(shè)有密封頂蓋的鋼筋混凝土筒型結(jié)構(gòu)，密封頂蓋上預(yù)埋有拉桿連接鋼件和金屬環(huán)，拉桿連接鋼件位于密封頂蓋周邊，金屬環(huán)位于密封頂蓋中心，筒形基礎(chǔ)的外筒壁與內(nèi)筒壁之間設(shè)有分倉隔板；連接塔筒為鋼制圓錐筒型結(jié)構(gòu)，連接塔筒與筒形基礎(chǔ)通過金屬環(huán)連接固定，連接塔筒與風電機組塔筒通過法蘭連接固定；拉桿的一端與連接塔筒頂部固定，另一端與筒形基礎(chǔ)頂蓋上的拉桿連接鋼件固定連接；支撐桿一端固定于連接塔筒的底部，另一端與拉桿固定；連接桿固定于相鄰拉桿上的拉桿與支撐桿連接點之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，其特征在于所述筒 形基礎(chǔ)的外筒壁與內(nèi)筒壁之間設(shè)有分倉隔板，將筒形基礎(chǔ)分隔成4 8個相同的分倉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，其特征在于所述拉 桿的根數(shù)為4 36根。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，其特征在于所述拉 桿與連接塔筒和拉桿連接鋼件、支撐桿與連接塔筒和拉桿以及連接桿與拉桿的固定連接方 法為焊接。
全文摘要
一種鋼混組合結(jié)構(gòu)的海上風電機組地基基礎(chǔ)，由筒型基礎(chǔ)、連接塔筒、拉桿、支撐桿和連接桿組成，筒型基礎(chǔ)為設(shè)有密封頂蓋的鋼筋混凝土筒型結(jié)構(gòu)并預(yù)埋有拉桿連接鋼件和金屬環(huán)，筒形基礎(chǔ)設(shè)有分倉隔板；連接塔筒為鋼制圓錐筒型結(jié)構(gòu)，連接塔筒與筒形基礎(chǔ)通過金屬環(huán)連接固定，連接塔筒與風電機組塔筒通過法蘭連接固定；拉桿、支撐桿和連接桿均用于筒型基礎(chǔ)與連接塔筒的連接固定。本發(fā)明的優(yōu)點是該鋼混組合結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，通過分倉充氣可實現(xiàn)牽引氣浮拖航，可省去大型的拖航機具，有效的降低運輸費用；施工中不需大型起吊船吊裝放入海底和在海上打樁施工，只需利用負壓加載和邊壁高壓充氣或水破土即可沉入地基；筒型基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土加工而成，可降低成本。
文檔編號E02D27/52GK101798815SQ20101010260
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者劉梅梅, 王海軍, 練繼建 申請人:道達(上海)風電投資有限公司