一种内部设置有浮筒的海上风机单桩基础的制作方法

本发明涉及一种海上风机单桩基础，尤其涉及一种内部设置有浮筒的海上风机单桩基础。

背景技术：

风机基础作为风电机组的支撑体系，在海上风电建设中地位十分重要。国内外已建成的海上风电场主要采用了以下几种基础形式：单桩基础、重力式基础、三脚架基础、导管架基础、承台式基础、浮式基础和吸力筒式基础。其中，单桩基础结构形式简单，受力明确，在具备打桩和起吊设备能力的前提下，施工速度快，在国内外风电场中所占比例达65％以上。

目前，海上风电场单桩基础的施工通过座滩船或自升式支腿船进行吊装施工作业。单桩基础多采用大直径钢管桩，随着海上大功率风机机组的发展及海上风电场的场址区域水深的增加，单桩基础的钢管桩的直径增加，壁厚增加，重量变重，对海上运输设备特别是船舶吊装设备的要求变高，导致现有施工设备不能满足海上施工的要求。

这就需要起吊能力更高的船舶设备，或者选用其他类型的基础形式。前一种方法需要研发购买新型的施工船舶，周期长，投资大，不利于项目的快速推进；后一种方法由于采用了其他类型的基础形式，增加了施工难度及海上施工作业时间，增加了投资成本。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种内部设置有浮筒的海上风机单桩基础。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种内部设置有浮筒的海上风机单桩基础，包括单桩、浮筒、锁紧装置；单桩为右端开口且内部中空的柱形结构；单桩的内部插置有浮筒；浮筒与单桩之间的空腔中均匀设置有多个橡胶垫块，橡胶垫块固定设置于浮筒的外壁上；单桩的一侧开设有进水孔；

单桩的外壁上固定设置有柱形吊耳；柱形吊耳为两个，两个柱形吊耳分别设置于单桩的右侧上端、右侧下端；柱形吊耳的端部均焊接有圆形钢板，圆形钢板与柱形吊耳形成环形槽；

锁紧装置设置于单桩的外部，包括连接钩、锁紧绳、锁钩、固定板；固定板的左端与浮筒固定相接；

连接钩固定设置于固定板的右端；固定板的另一端分别与两条锁紧绳相连接；锁紧绳的左端均设置有锁钩，锁紧绳通过锁钩钩置于柱形吊耳的环形槽上。

单桩的桩柱直径不小于5000mm。

橡胶垫块在浮筒的外壁上沿水平方向呈多列圆周式分布，每列圆周上均匀设置有四个橡胶垫块。

本实用新型成本较低且安装简单，通过在单桩的内部设置浮筒，减小了施工过程中单桩基础的总重量，降低了单桩基础施工对海上运输设备及吊装船舶设备的要求，降低了海上施工作业难度，有利于项目的快速推进，节约投资成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面的示意图。

图3为图1的侧视图。

图4为本实用新型的海上运输过程示意图。

图5为本实用新型的海上扶正过程中倾斜状态示意图。

图6为本实用新型的海上扶正过程中竖直状态示意图。

图7为本实用新型的拆卸浮筒过程示意图。

图8为本实用新型的海上安装过程示意图。

图中：1、浮筒；2、单桩；3、进水孔；4、橡胶垫块；5、柱形吊耳；6、连接钩；7、锁紧绳；8、锁钩；9、固定板；10、拖船；11、拉绳；12、吊钩；13、吊绳；14、抱桩器；15、打桩锤；16、泥面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、2所示，一种内部设置有浮筒的海上风机单桩基础，包括单桩2、浮筒1、锁紧装置；单桩2为右端开口且内部中空的柱形结构，单桩2的桩柱直径不小于5000mm。

单桩2的内部插置有浮筒1，浮筒1是内部中空的密闭柱状结构；浮筒1与单桩2之间的空腔中均匀设置有多个橡胶垫块4，橡胶垫块4固定设置于浮筒1的外壁上，紧密贴合。橡胶垫块4在浮筒1的外壁上沿水平方向呈多列圆周式分布，每列圆周上均匀设置有四个橡胶垫块。

单桩2的一侧开设有进水孔3；进水孔3设置于单桩壁上并不得被橡胶垫块覆盖。

单桩2的外壁上固定设置有柱形吊耳5；柱形吊耳5为两个，两个柱形吊耳分别设置于单桩2的右侧上端、右侧下端；柱形吊耳的端部均焊接有圆形钢板，圆形钢板与柱形吊耳形成环形槽。

如图1、4所示锁紧装置设置于单桩2的外部，包括连接钩6、锁紧绳7、锁钩8、固定板9；固定板9的左端与浮筒1固定相接；

连接钩6固定设置于固定板9的右端；固定板9的另一端分别与两条锁紧绳7相连接；锁紧绳7的左端均设置有锁钩8，锁紧绳7通过锁钩8钩置于柱形吊耳5的环形槽上。连接钩6的右侧通过拉绳11与拖船10相连接。

本实用新型的具体使用方式为：通过拖船10运输单桩基础到达指定的施工位置，在单桩2被拖船10运输之前，在单桩2的内部安装浮筒1、锁紧装置，并进行锁紧，使浮筒1与单桩2连接成一个整体，依靠浮筒1的浮力作用减小单桩基础的水中下沉力。在拖船10运输单桩基础的过程中，单桩2在浮筒1浮力的作用下，处于漂浮状态，降低了拖船10运输过程中的能耗。

在单桩基础被运输到指定位置后，进行海上扶正、定位等施工，海上风电场单桩基础的施工一般通过自升式支腿船进行。施工流程如下：自升式支腿船就位、自升式支腿船的吊钩12进行起吊、单桩基础被扶正、打桩船的抱桩器14固定单桩基础、打桩船的打桩锤15打桩定位等。自升式支腿船吊机的吊钩12钩住单桩基础的连接钩6并对单桩2进行逐步扶正，由于单桩2一直处于水中且内部设置的浮筒1是密闭中空的，单桩2受到了很大的浮力，此时吊钩12所受到的拉力远小于吊装无浮筒1的单桩2时所受到的拉力。单桩基础被扶正后，将打桩船的抱桩器14与单桩2相连，固定单桩基础。

释放锁钩8与柱形吊耳5的连接，锁紧装置解锁。自升式支腿船吊机的吊钩12钩住单桩基础的连接钩6并向上提升，浮筒1缓慢地从单桩2的内部拉出，单桩2内开始通过进水孔3进水，单桩基础在自身重力的作用下下沉至泥面16以下；用抱桩器14固定单桩2，然后用打桩船的打桩锤15击打单桩2的顶端进行沉桩施工，完成单桩安装。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优势：

1)通过在单桩的内部设置浮筒，借助海水浮力进行海上施工，降低海上风电场单桩基础施工过程对海上运输设备以及吊装船舶设备的要求；

2)浮筒可以根据实际需求安装和拆卸，操作简单，故障率低；

3)浮筒可以重复利用，成本较低，使用寿命长，经济可靠；

4)降低了海上施工作业难度，有利于项目的快速推进，节约投资成本；

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。