專利名稱：一種海上風電機組單樁基礎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風電機組地基，具體涉及一種用于海上風電機組地基的單樁式基石出。
背景技術(shù)：
如今全球的能源危機越來越嚴重，尤其是作為主要能源的煤和石油，不僅資源有限、不可再生，而且還會對環(huán)境造成嚴重污染，近年來溫室效應、全球變暖已成為全球矚目的環(huán)境危機。因此，清潔綠色能源必然成為未來趨勢。而風能就是其中之一。近幾年來，世界風能市場每年都以40%的速度增長，風力發(fā)電已成為技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源。與內(nèi)陸風電相比，海岸與海上風電具有高風速、低風切變、低湍流、高產(chǎn)出以及使用壽命長等優(yōu)勢。海上風電逐漸成為風電發(fā)展的一個新的亮點而備受世界眾多國家的重視。海上風電基礎類型主要有樁式基礎、重力式基礎、沉箱式基礎和漂浮式基礎四種。 目前應用最多的是傳統(tǒng)的樁基礎，這種基礎結(jié)構(gòu)樁徑一般為細，壁厚約為樁徑的1%，該基礎制造簡單，無需做任何海床準備，適用于海床較為堅硬、水深小于30m的水域，尤其適用于淺水域，其經(jīng)濟價值能得到很好的體現(xiàn)。但傳統(tǒng)的單樁基礎的應用中存在較大的問題，單樁風機結(jié)構(gòu)所受的豎向荷載由基礎及整個結(jié)構(gòu)的重力組成，單樁基礎的側(cè)摩阻力及面阻力比較大，其豎向承載力易滿足要求。相對于豎向荷載，單樁風機結(jié)構(gòu)所受的水平彎矩非常大，導致其水平變位較大。為了控制水平變位，傳統(tǒng)的單樁基礎只能采取增大樁徑的方法， 這種方法不僅造成了豎向承載力的巨大“浪費”，還給打樁施工提出了更高的要求，使得樁基礎的成本升高，施工難度加大，施工周期增長。因此，需要針對上述問題，提出了一種可以有效降低使用單樁基礎進行風電開發(fā)的成本的新型單樁基礎。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有海上風電機組單樁基礎容易水平變位的問題，提供一種具有較好水平承載力、安全可靠的海上風電機組單樁基礎，該單樁基礎無需增加樁徑， 具有構(gòu)造簡單、施工難度和施工成本低的特點。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種海上風電機組單樁基礎，包括上端通過法蘭盤與風機塔筒連接、下端插入到海底泥面以下的鋼管樁，所述鋼管樁泥面以下部分的外周面上呈鋼管樁徑向放射狀均勻固定有鋼質(zhì)裙板。所述鋼管柱面周邊上設有3-12塊相同的鋼質(zhì)裙板。所述鋼管樁的軸線與所述鋼質(zhì)裙板底面的夾角為銳角。所述鋼管樁的軸線與所述鋼質(zhì)裙板底面的夾角為15° 75°。所述鋼質(zhì)裙板的厚度自上而下逐漸變小。本實用新型海上風電機組單樁基礎的有益效果如下本實用新型在現(xiàn)有單樁基礎的鋼管樁外周面上呈鋼管樁徑向放射狀均勻固定有一定數(shù)量的鋼質(zhì)裙板，利用裙板加大單樁基礎的鋼管樁在泥面下方接觸面，達到提高單樁基礎的水平承載力的目的，從而避免了傳統(tǒng)單樁基礎為控制水平變位導致樁徑過于粗大的問題；本實用新型將鋼管樁的軸線與鋼質(zhì)裙板底面的角度設置為銳角，以及鋼質(zhì)裙板厚度自上而下逐漸變小，減小鋼質(zhì)裙板下端與海底泥面接觸面，使焊接有鋼質(zhì)裙板的鋼管樁沉樁施工過程更容易。本實用新型在同時滿足豎向承載力與水平承載力的前提下，不至于使樁徑過大，降低了建造和施工成本，提高了施工速度，縮短了施工周期。

圖1為連接有風機塔筒的本實用新型風電機組單樁基礎的縱剖視圖；圖2為本實用新型風電機組單樁基礎的俯視圖；圖3為連接有風機塔筒的本實用新型風電機組單樁基礎的側(cè)視圖。圖中，1鋼管樁，2鋼質(zhì)裙板，3法蘭盤，4風機塔筒
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細描述如圖1所示，本實用新型風電機組地基單樁基礎由鋼管樁1和鋼質(zhì)裙板2組成，如圖2俯視圖所示，四塊相同的鋼質(zhì)裙板2均勻焊接在鋼管樁1外周面上，并沿鋼管樁1徑向呈放射狀均勻分布，相鄰鋼質(zhì)裙板2間夾角相同；鋼質(zhì)裙板2的頂面高度與鋼管樁1上設計的泥面高度持平，鋼質(zhì)裙板2的底面與所述鋼管樁的軸線相交且夾角為60°。在本實用新型技術(shù)方案中，鋼管樁1外壁上焊接的鋼質(zhì)裙板2數(shù)量可根據(jù)設計要求進行調(diào)節(jié)，優(yōu)選 3-12塊；鋼質(zhì)裙板2的底面為斜面，且與鋼管樁軸線的夾角為銳角，優(yōu)選15° 75°，鋼質(zhì)裙板厚度自上而下逐漸變小，使本實用新型單樁基礎沉樁時接觸面積小，壓強相對大，易于沉樁。以細樁徑鋼管樁為例，本實用新型風電機組地基單樁基礎一實施例的鋼管樁樁長為 60m,壁厚km，鋼質(zhì)裙板長度為8m，寬度3m，上端部厚度為3cm，下端部厚度為1cm。使用時僅需將本實用新型風電機組地基單樁基礎沉樁定位，即將單樁基礎沉入海底，使鋼質(zhì)裙板2頂面與泥面高度持平或低于泥面高度即可。本實用新型的單樁基礎上端連接法蘭盤3，通過法蘭盤3與風機塔筒4連接。上述描述僅對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了示意性描述，本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種海上風電機組單樁基礎，包括上端通過法蘭盤與風機塔筒連接、下端插入到海底泥面以下的鋼管樁，其特征在于，在所述鋼管樁泥面以下部分的外周面上呈鋼管樁徑向放射狀均勻固定有鋼質(zhì)裙板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風電機組單樁基礎，其特征在于，所述鋼質(zhì)裙板設置有 3-12 塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風電機組單樁基礎，其特征在于，所述鋼管樁的軸線與所述鋼質(zhì)裙板底面的夾角為銳角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3述的海上風電機組單樁基礎，其特征在于，所述鋼管樁的軸線與所述鋼質(zhì)裙板底面的夾角為15° 75°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風電機組單樁基礎，其特征在于，所述鋼質(zhì)裙板的厚度自上而下逐漸變小。
專利摘要本實用新型公開了一種海上風電機組單樁基礎，包括上端通過法蘭盤與風機塔筒連接、下端插入到海底泥面以下的鋼管樁，鋼管樁泥面以下部分的外周面上呈鋼管樁徑向放射狀均勻固定有鋼質(zhì)裙板。其中所述鋼管樁外周邊上優(yōu)選設有3-12塊相同的鋼質(zhì)裙板，所述鋼管樁的軸線與鋼質(zhì)裙板底面的夾角為銳角；還包括所述鋼質(zhì)裙板的厚度自上而下逐漸變小。本實用新型海上風電機組單樁基礎僅需將鋼質(zhì)裙板焊接到現(xiàn)有單樁基礎上，制作簡單，施工成本低，且施工時容易操作。
文檔編號E02D27/42GK202265837SQ20112040540
公開日2012年6月6日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者于通順, 王海軍, 練繼建 申請人:天津大學