一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构的制作方法

1.本发明涉及风电工程和港口工程领域，特别是一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构。


背景技术：

2.近年来，为了适应恶劣的海况条件、维护海洋生态环境、满足不同功能需求等，开发了各种结构形式防波堤，其中有适用软土地基的半圆形重力式防波堤、沉入式大圆筒防波堤、箱筒型基础防波堤等。其中，半圆形防波堤的堤身主要由半圆形拱圈和底板组成，堤身放置在抛石基床上。与传统的斜坡式、直立式、混合式等防波堤结构形式相比，半圆形防波堤施工便捷，工程成本低，产生的地应力分布均匀，受波浪力时可形成稳定力矩。
3.目前，随着可持续新能源的快速发展和土地资源的高效利用，促使人们对工程建设进行积极的探索。而防波堤在运用过程中对土地及空间利用不够充分，且在极端海况下，为了稳定防波堤的抗滑稳定性，需要在箱体内进行大量的填料填充，从而增加了成本，延长了工期，并且抛石基床需要石料，开采石料会对生态环境造成破坏。同时在近海岸地区建设风电场，由于海流对桩基周围冲刷严重，需要对桩基底部进行保护，常见的措施是抛石保护，这使得工程量增大，工期延长。并且在独立的工程建设中，对土地的空间利用不够，针对结构安全进行的工程建设增加了成本，对环境造成了破坏。


技术实现要素：

4.本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，能够提高海岸地区的土地利用率，降低工程造价，减少对环境的破坏。
5.本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，该组合结构由半圆形防波堤的堤身和单桩风电基础构成，所述半圆形防波堤的堤身由多个半圆形沉箱构成，每个所述半圆形沉箱采用至少两根定位桩固定在地基上；所述单桩风电基础贯穿对接的两个半圆形沉箱打入地基，所述单桩风电基础与该对接的两个半圆形沉箱轴线垂直相交。
6.所述半圆形沉箱采用钢混结构，是预制构件，被同一根所述单桩风电基础贯穿的两个半圆形沉箱设有与所述单桩风电基础适配的卡口。
7.所述卡口与所述单桩风电基础固定连接。
8.所述半圆形沉箱设有卡口的端部内侧设有加固肋。
9.所述半圆形沉箱设有半圆形拱圈和底板，所述半圆形拱圈固定在所述底板上，在所述底板和所述半圆形拱圈之间设有三叉支撑，在所述底板上设有至少两个间隔设置的定位桩插孔。
10.本发明具有的优点和积极效果是：通过采用将单桩风电基础设置在半圆形防波堤上的结构，单桩风电基础和半圆形防波堤互相融合，利用单桩风电基础稳固半圆形防波堤，利用半圆形防波堤保护单桩风电基础，使其免受冲刷，单桩风电基础和半圆形防波堤有机
结合、协同作用，避免了石料的使用，可以减少对环境的破坏，减少工程量，缩短工期，提高土地和空间利用率。
附图说明
11.图1为本发明的主视图；
12.图2为本发明的立体图；
13.图3为本发明的桩位图；
14.图4为本发明的俯视图。
15.图中：11、底板；12、半圆形拱圈；13、加固肋；14、三叉支撑；2、单桩风电基础；3、定位桩。
具体实施方式
16.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
17.请参阅图1～图4，一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，该组合结构由半圆形防波堤的堤身和单桩风电基础2构成，所述半圆形防波堤的堤身由多个半圆形沉箱构成，每个所述半圆形沉箱采用至少两根定位桩3固定在地基上；所述单桩风电基础贯穿对接的两个半圆形沉箱打入地基，所述单桩风电基础与该对接的两个半圆形沉箱轴线垂直相交。
18.半圆形防波堤利用定位桩3和单桩风电基础2进行固定，稳定可靠，单桩风电基础2的底部利用半圆形防波堤进行防护，减少了冲刷作用，结构安全，单桩风电基础和半圆形防波堤协同作用，互相补充，稳定性好，整体性好。
19.在本实施例中，所述半圆形沉箱采用钢混结构，是预制构件，被同一根所述单桩风电基础2贯穿的两个半圆形沉箱设有与所述单桩风电基础适配的卡口，两个对接的半圆形沉箱的卡口对接形成单桩风电基础2的插孔。所述卡口与所述单桩风电基础2固定连接，例如在现场在插孔与单桩风电基础2之间灌注沥青，使卡口与所述单桩风电基础2固定在一起，保证单桩风电基2与半圆形防波堤形成整体，进而提高组合结构的整体稳定性。所述半圆形沉箱设有卡口的端部内侧设有加固肋13，可以防止端部受损。所述半圆形沉箱设有半圆形拱圈12和底板11，所述半圆形拱圈12固定在所述底板11上，在所述底板11和所述半圆形拱圈12之间设有三叉支撑14，在所述底板11上设有至少两个间隔设置的定位桩插孔。三叉支撑14用于将波浪、海流、海冰等作用到拱圈上的外荷载传递至底板和地基。
20.本发明的施工方法：
21.半圆形沉箱采用钢混结构，现场安装前在工厂预制，整体浇筑，定位桩插孔是采用套管构成的，套管预埋在底板上。
22.现场安装时，首先打入定位桩3，然后沉入半圆形沉箱，在定位桩插孔内浇注水泥浆进行连接，最后采用静压沉桩的施工工艺沉入单桩风电基础，单桩风电基础穿过对接的两个半圆形沉箱，在两个半圆形沉箱的卡口内灌注沥青，将半圆形沉箱和单桩风电基础固定连接在一起。采用静压沉桩的方法施工单桩风电基础，可以减小对地基土壤的扰动，避免对沉箱造成破环。
23.本发明的优点是：
24.1)将单桩风电基础和半圆形防波堤进行组合，可以使得海岸空间资源得到更加充分的利用，进而提高了海岸地区的土地利用率。
25.2)防波堤建设可有效减少风电单桩基础结构的地基冲刷，单桩风电基础可提高防波堤结构的稳定性和安全性。
26.3)沉箱底板下设置定位桩，增强了结构的稳定性和整体性，在半圆形拱圈和风电单桩基础交界处设置加固肋，减小拱圈局部的应力集中，可防止拱圈破损。
27.4)沉箱内部采用三叉支撑，加强了拱圈的支撑强度，加强了沉箱结构的整体性和稳定性。
28.本发明可适用于淤泥质海岸地区，可适用于软土地基，可适用于深水区域，可适用于极端海况。
29.综上所述，半圆形防波堤可以减小波浪、海流、海冰等对风电桩基的冲击，保证单桩风电基础的安全和稳定，并且使得地基受力均匀，不会出现应力集中现象；半圆形沉箱的底板面积较大，可以增加与地基的接触面积，进而减小局部地基应力集中；加固肋、三叉支撑可增强圆弧堤身整体结构的刚度和稳定性；采用定位桩和单桩风电基础固定半圆形防波堤，可以提高圆弧堤身的稳定性，提高结构的抗滑与抗倾覆性。
30.尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，其特征在于，该组合结构由半圆形防波堤的堤身和单桩风电基础构成，所述半圆形防波堤的堤身由多个半圆形沉箱构成，每个所述半圆形沉箱采用至少两根定位桩固定在地基上；所述单桩风电基础贯穿对接的两个半圆形沉箱打入地基，所述单桩风电基础与该对接的两个半圆形沉箱轴线垂直相交。2.根据权利要求1所述的单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，其特征在于，所述半圆形沉箱采用钢混结构，是预制构件，被同一根所述单桩风电基础贯穿的两个半圆形沉箱设有与所述单桩风电基础适配的卡口。3.根据权利要求2所述的单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，其特征在于，所述卡口与所述单桩风电基础固定连接。4.根据权利要求2所述的单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，其特征在于，所述半圆形沉箱设有卡口的端部内侧设有加固肋。5.根据权利要求1所述的单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，其特征在于，所述半圆形沉箱设有半圆形拱圈和底板，所述半圆形拱圈固定在所述底板上，在所述底板和所述半圆形拱圈之间设有三叉支撑，在所述底板上设有至少两个间隔设置的定位桩插孔。

技术总结
本发明公开了一种单桩风电基础和半圆形防波堤组合结构，该结构由半圆形防波堤的堤身和单桩风电基础构成，所述半圆形防波堤的堤身由多个半圆形沉箱构成，每个所述半圆形沉箱采用至少两根定位桩固定在地基上；所述单桩风电基础贯穿对接的两个半圆形沉箱打入地基，所述单桩风电基础与该对接的两个半圆形沉箱轴线垂直相交。本发明通过采用将单桩风电基础设置在半圆形防波堤上的结构，单桩风电基础和半圆形防波堤互相融合，利用单桩风电基础稳固半圆形防波堤，利用半圆形防波堤保护单桩风电基础，使其免受冲刷，单桩风电基础和半圆形防波堤有机结合、协同作用，避免了石料的使用，可以减少对环境的破坏，减少工程量，缩短工期，提高土地和空间利用率。土地和空间利用率。土地和空间利用率。


技术研发人员：刘现鹏 陈智华 杨永焱 聂智超 韩阳 李卫国 赵毅
受保护的技术使用者：河北建投海上风电有限公司
技术研发日：2022.06.09
技术公布日：2022/8/30