多筒基桁架式海上风电基础结构的制作方法

本实用新型涉及一种多筒基桁架式海上风电基础结构。适用于海上测风塔、海上风机、海上支撑平台等工程。

背景技术：

目前，在国内常见的海上测风塔、风电机组、支撑平台基础结构型式一般为桩基基础。桩基础包括打入土体段、水中段和上部连接塔架的桁架结构。一般施工工序为：采用浮吊+打桩锤方式将基础桩打入至设计高程，采用灌浆连接等方式连接管桩及上部桁架结构。由于桩基础需打桩，且管桩与上部桁架分体安装，投入施工设备多，施工工期长，施工费用较高。

然而，随着国内海上风电的大规模建设，特别在福建、广东近海海域，具有上部覆盖土层较薄，下部基岩层埋深较浅的岩性地基特点，常规桩式基础不适宜应用于该类型地基，需采用桩式嵌岩基础，但其对于沉桩和钻孔设备要求较高，施工难度大且海上作业时间长，建设费用昂贵。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、安装方便、适用于多种地质条件的多筒基桁架式海上风电基础结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种多筒基桁架式海上风电基础结构，包括支撑桁架，支撑桁架顶部接有操作平台和用于连接上部结构的安装法兰，其特征在于：所述支撑桁架下端均匀接有若干钢质吸力筒，该钢质吸力筒为顶盖与筒壁组成的半封闭结构，钢质吸力筒开口端向下、竖直布置，所述钢质吸力筒的顶盖上设有用于连接吸力泵阀的通水及通气孔。

所述支撑桁架具有若干桁架支撑柱，桁架支撑柱与钢质吸力筒一一对应设置，桁架支撑柱上端接所述操作平台和安装法兰，下端连接所述钢质吸力筒，桁架支撑柱之间经桁架斜撑和桁架水平撑相连。

所述桁架支撑柱下部还经筒基斜撑Ⅰ、筒基斜撑Ⅱ与所述吸力筒连接。

所述钢质吸力筒具有三个或四个。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用钢质吸力筒固定，通过抽水抽气下沉施工，相比较传统打入式桩基基础，投入施工设备少，周期短。本实用新型结构简单、施工方便，建造成本低，与传统桩基式海上风电基础结构相比，可以节约20％～30％的建设费用。并且由于本实用新型采用钢质吸力筒负压吸附固定，故可重复实现重复利用。

附图说明

图1是实施例的立面布置图。

图2是实施例的平面布置图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为一种多筒基桁架式海上风电基础结构，主要由钢质吸力筒1、支撑桁架2、操作平台3和用于连接上部结构的安装法兰4组成，其中操作平台3和安装法兰4接于支撑桁架2顶部，钢质吸力筒1接于支撑桁架2下端。

本实施例中钢质吸力筒1包括顶盖1-1和筒壁1-2，顶盖1-1封堵筒壁1-2一端开口，形成一个半封闭结构。顶盖1-1上开有连通钢质吸力筒1内外的通水及通气孔5，通水及通气孔5可用于连接吸力泵阀(吸力水泵及气泵)。本例中钢质吸力筒1具有三个，均竖直接于支撑桁架2下端，且任意两个钢质吸力筒1之间的间距相同。

本例中支撑桁架2具有三根桁架支撑柱2-1，桁架支撑柱与钢质吸力筒1一一对应设置，桁架支撑柱2-1上端接操作平台3和安装法兰4，下端接与之对应的钢质吸力筒1。桁架支撑柱2-1与桁架支撑柱2-1之间经桁架斜撑2-2和桁架水平撑2-3相连。本实施例中在桁架支撑柱2-1下部与钢质吸力筒1之间还经一根筒基斜撑Ⅰ2-4和两根筒基斜撑Ⅱ2-5相连，桁架支撑柱2-1、筒基斜撑Ⅰ2-4和两根筒基斜撑Ⅱ2-5均匀接于顶盖1-1上。

本实施例的工作原理如下：

在施工初期依靠基础结构自重将钢质吸力筒1嵌入土中，形成初期的封闭状态，然后依靠设置在钢质吸力筒1顶部的吸力水泵及气泵，向筒外抽水抽气，降低筒内压力，形成一定内外压差以克服筒壁测模阻力及筒端阻力，使得基础下沉至钢质吸力筒顶盖与海床面接触。下沉过程中通过调控各个钢质吸力筒1之间的抽水抽气速率，达到均匀缓慢下沉，控制基础水平度的目的。在运行期，钢质吸力筒1依靠筒壁摩阻力、端承力以及上拔瞬间的内外水压差来抵抗风荷载及波浪荷载作用在基础上的上拔及下压力作用。

当需回收移位使用时，只需打开充水及充气阀，向钢质吸力筒1筒内注水注气，以克服基础自重以及筒壁测模阻力，顶升基础脱离地基土。