本发明涉及海上风机基础系统领域，具体地说，特别涉及到一种具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础。
背景技术：
随着国际社会对能源安全，生态环境和气候变化等问题的关注，加速发展可再生能源已经成为国际社会的普遍共识和能源行动目标。风能作为一种绿色能源，其主要利用形式是风力发电。目前全球陆上风电和海上风电开发均有了一定的规模。与陆地风能相比，海洋风能具有优质、稳定及受干扰程度低的优势。然而因海洋环境的特殊性，海上风电的发展速度和规模相比陆上风电仍存在一定的差距，海上风电发展正在变得越来越重要。
作为海上风电的主要开发装备，海上风机的其中一项主要的投资是在其基础上，约占总花费的1/5.风机基础的选择直接决定了该海上风机的稳定性和经济性。根据海上风机的工作水深不同，风机基础选择不同。全球目前约75％的海上风机采用单桩基础。单桩基础一般为直径4-6m的大直径钢管桩,埋深依地质条件和水深等一般为20-40m。相比其它风机基础形式，单桩基础结构简单安装方便，工艺简单经济性好，因此得到广泛的应用。
但因其主要承受风浪水平荷载，抗弯刚度较小，单桩基础仍存在上部位移过大，动力响应较大等弱点。同时随着大型的大容量海上风机的产生，需要通过增加单桩基础的壁厚直径等来提高其承载能力及可靠性，势必会影响其经济性及适用水深。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供加多层张紧式锚泊系统的海上风电单桩基础，通过结合目前技术较为成熟的海上张紧式锚泊系统和海洋锚固基础，实现多种海洋基础的优势结合，来解决目前的单桩基础水平承载能力不足，水平位移大，抗弯能力差以及动力响应大的问题。该基础形式能够有效解决以上问题，同时施工简单经济可靠，也扩大了单桩基础的适用水深范围。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础，包括单桩基础，在所述单桩基础上设有张紧式锚泊系统，所述张紧式锚泊系统包括沿单桩基础上下分布的若干子单元，每个子单元包括固定在单桩基础上的环形连接件、以及分布在单桩基础周围海床上的若干锚固基础，所述环形连接件和锚固基础通过锚线2张紧连接。
所述环形连接件从单桩基础的上部到下部依次分段安装，环形连接件数目为2-5个，相邻环形连接件之间的距离从上至下逐渐增大，呈现非均布特征。
所述环形连接件上对称设置偶数个用于连接锚线的系缆点，上下相邻的环形连接件上的系缆点位置之间呈交错状态。
所述锚线为合成纤维锚线，锚线的一端连接系缆点，锚线的另一端连接海床上的锚固基础，锚线与水平面的构成的角度范围在30°-60°之间。
所述锚固基础包括吸力锚，吸力贯入式板锚，法向承力锚和动力贯入锚。
一种具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础的施工方法，包括如下步骤：
1)单桩基础(1)安装完毕后，在单桩基础上安装若干环形连接件；
2)在单桩基础周围海床上布置锚固基础，每两个锚固基础通过锚线与一个环形连接件连接构成一个张紧式锚泊系统的子单元；
3)由下而上依次所有张紧式锚泊系统的子单元的锚线收紧。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明是结合了深水锚泊系统，海洋锚固基础和单桩基础各自优势而形成的新型基础类型；采用了深水常用的锚泊系统作为辅助，增加单桩基础的可使用水深；同时解决因大容量海上风机的使用导致的所需采用的单桩基础壁厚直径增加而导致的成本升高问题。
2.本发明通过锚泊系统辅助，将单桩基础上收到的各向荷载传递给锚固基础，提高单桩基础的稳定性，增加了单桩基础的抗弯能力和承载能力，减小了单桩基础的水平位移和动力响应；
3.本发明使单桩基础可被用于水深超过40米海域的海上风机，为40米-60米水域海上风机基础形式提供了更为经济有效的选择；
4.因锚泊系统的安装及锚固基础的发展较为成熟，其安装技术较为成熟，本发明中采用的多层张紧式锚泊系统施工工艺简单，海上安装便捷，经济可靠。
附图说明
图1为本发明所述的具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础的主视图。
图2为本发明所述的具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1和图2，本发明所述的一种具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础，包括单桩基础1，在所述单桩基础1上设有张紧式锚泊系统，所述张紧式锚泊系统包括沿单桩基础1上下分布的若干子单元，每个子单元包括固定在单桩基础1上的环形连接件3、以及分布在单桩基础1周围海床上的若干锚固基础4，所述环形连接件3和锚固基础4通过锚线2张紧连接。
所述环形连接件3从单桩基础1的上部到下部依次分段安装，环形连接件3数目为2-5个，相邻环形连接件3之间的距离从上至下逐渐增大，呈现非均布特征。
所述环形连接件3上对称设置偶数个用于连接锚线2的系缆点，上下相邻的环形连接件上3的系缆点位置之间呈交错状态。
所述锚线2为合成纤维锚线，锚线2的一端连接系缆点，锚线2的另一端连接海床上的锚固基础4，锚线2与水平面的构成的角度范围在30°-60°之间。
所述锚固基础4包括吸力锚，吸力贯入式板锚，法向承力锚和动力贯入锚。
一种具有张紧式锚泊系统的海上风机单桩基础的施工方法，包括如下步骤：
1)单桩基础1安装完毕后，在单桩基础1上安装若干环形连接件3；
2)在单桩基础1周围海床上布置锚固基础4，每两个锚固基础4通过锚线2与一个环形连接件3连接构成一个张紧式锚泊系统的子单元；
3)由下而上依次所有张紧式锚泊系统的子单元的锚线2收紧。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。