用于海上风电的单粗腿钢桁架基础的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋工程基础的技术领域，具体涉及一种用于海上风电的单粗腿钢桁架基础。
【背景技术】
[0002]海上工程因在海上施工，工况较恶劣，具有可施工时间短，施工难度大，受天气海况等自然条件影响巨大等特点。
[0003]目前，三粧三脚架结构是海上风电常用的基础结构类型之一，其结构较为简单，沉粧数量少，三脚架在沉粧完成后整体一次安装，海上施工工序较少。但目前常规的三脚架结构存在以下不足之处:海上沉粧定位难，沉粧过程中难以精确控制粧基的位置，粧基施工往往偏位过大，导致“脚-粧”的对位安装非常困难，所以只能安装水上单层三脚架，结构刚性及整体性不高。若采用先沉粧测量后再定制三脚架的施工方案，则会导致工期大大延长。此夕卜，常规的三脚架通过复杂的空间结构把塔筒基础环设置在三脚架水平形心处，这使得三脚架各杆件受力状况非常复杂。
[0004]上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本实用新型的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本实用新型的内容。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，与普通三粧三脚架基础相比，基础上部结构的安装定位更加简单，显著降低了海上“腿-粧”对位难度，使得先打粧后套入安装钢桁架成为可能；塔筒的支撑、固定与传力结构更简单，结构刚性及整体性更好，海上施工更便利，可有效减小施工难度和节省工期，总体经济性好。
[0006]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:提供一种用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，包括竖直布置的一根主粧11和至少两根普粧12，主粧11和普粧12的上段之间通过钢桁架19固定连接，所述主粧11的顶端固定设置有用于与风机塔筒连接的塔筒基础环13ο
[0007]其中，所述主粧11和普粧12呈三角形或四边形布置，主粧11的直径大于或者等于普粧12的直径。
[0008]其中，所述钢桁架19为两层或以上的钢桁架结构，由粗腿钢套筒20、小钢套筒21、水平杆22、斜撑杆23、加强杆24组成，小钢套筒21下端为喇叭形。
[0009]其中，所述钢桁架19上设置的粗腿钢套筒20、小钢套筒21分别与主粧11、普粧12相对应，主粧11和普粧12的上段分别套接在粗腿钢套筒20和小钢套筒21内。
[0010]其中，所述连接粗腿钢套筒20和小钢套筒21的水平杆22为变截面杆件，其与粗腿钢套筒20连接的一端为喇叭口扩大端。
[0011]其中，所述塔筒基础环13与粗腿钢套筒20为一体式结构。
[0012]其中，所述粗腿钢套筒20和小钢套筒21上设置有用于将钢桁架19搁置于粧顶的支承构件14，其为多孔的钢板或钢质网格形构件。
[0013]其中，所述主粧11与对应的粗腿钢套筒20通过在两者之间形成的环形空间通过浇筑钢筋砼18固定连接。
[0014]其中，所述普粧12与对应的钢套筒20通过在两者之间形成的环形空间通过灌注砂楽17固定连接。
[0015]本实用新型的有益效果:钢桁架有一定的空间高度，钢桁架与主粧、普粧组成的多边形框架结构的刚度及整体性加大；钢桁架与主粧对应的钢套筒的直径较大，使主粧在钢套筒内有较大的可调节空间，使得钢桁架安装时对基粧的偏位的适应范围大大提高，因而显著降低了海上“腿-粧”对位难度，使得先打粧后套入安装钢桁架成为可能，能有效减小施工难度和节省工期；同时，通过直接在主粧上端设置粗腿钢套筒与塔筒基础环合二为一，使塔筒的支撑、固定与传力结构更为简单。该结构的总体经济性更好，在海洋工程中具有广泛的应用前景。
【附图说明】
[0016]利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0017]图1是用于海上风电的单粗腿钢桁架基础的结构示意图。
[0018]图2为图1中A-A截面示意图。
[0019]图3为支承构件14的大样示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]本实用新型的核心在于提供一种用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其结构刚度及整体性好，安装对位简单，显著降低了海上“腿-粧”对位难度，使得先打粧后套入安装钢桁架成为可能；塔筒的支撑、固定与传力结构简单、施工便利、施工难度小、工期较短、总体经济性好。
[0022]如图1、2、3所示，本实用新型实施例提供的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，包括一根主粧11、两根普粧12，钢桁架19，塔筒基础环13。主粧11和普粧12均为竖直布置，主粧11和普粧12的上段之间通过钢桁架19固定连接，所述主粧11的顶端与塔筒基础环13固定连接，塔筒基础环13用于与风机塔筒连接。作为优选的实施方式，主粧11、两根普粧12呈三角形布置，当普粧12为三根时，主粧11、普粧12呈四边形布置。主粧11直径可以较大，普粧12直径可以稍小。主粧11作为主力的受力构件，其直径满足设计的承载要求，普粧12作为重要的受力构件与主粧11及三角形钢桁架19构成刚度大、整体性好的整体结构。为了打粧方便，主粧11与普粧12的粧顶段直径可设为相同大小。
[0023]作为优选的实施方式，钢桁架19由粗腿钢套筒20、小钢套筒21、水平杆22、斜撑杆23、加强杆24组成，小钢套筒21下端为喇叭形，此喇叭形下端便于小钢套筒21与普粧12的套入对位安装，加强杆24能增加钢桁架19的空间刚度。钢桁架19为两层或以上，按其所需达到的刚性和受力要求确定。每个钢桁架19只有与主粧11对应的唯一粗腿钢套筒20，因此被称为单粗腿钢桁架。
[0024]作为优选的实施方式，钢桁架19的水平断面为三边形框架结构，其三个顶点设置的粗腿钢套筒20、小钢套筒21分别与主粧11、普粧12相对应，其中与主粧11对应的粗腿钢套筒20的直径与主粧11相比较大，与普粧12对应的小钢套筒21的直径比普粧12直径稍大。与主粧11对应的粗腿钢套筒20的直径比主粧11大是为了留足空间便于“腿-粧”安装对位时更能适应粧基沉粧施工偏位，使得先打粧后套入安装钢桁架成为可能。主粧11、普粧12的粧顶伸入钢套筒内的长度由灌浆或灌砼的固结要求而定，粧顶标高可以不同。
[0025]作为优选的实施方式，水平杆22的截面可为圆形或正多边形，其中连接粗腿钢套筒20和小钢套筒21的水平杆22为变截面杆件，其与粗腿钢套筒20连接的一端为喇叭口扩大端，以增强水平杆22和粗腿钢套筒20之间的连接强度。
[0026]作为优选的实施方式，塔筒基础环13与粗腿钢套筒20为一体式结构，塔筒基础环13直接位于主粧11上方，省去了复杂的塔筒的支撑、固定与传力构件，简化了塔筒基础环支持结构，这是本结构的主要特色。
[0027]作为优选的实施方式，粗腿钢套筒20和小钢套筒21上设置有支承构件14，用于将钢桁架19搁置于粧顶，支承构件14可为多孔的钢板或钢质网格形构件，如图3所示，其高程位置可以变化，以满足将钢桁架19支撑于粧顶之上并固定。支承构件14上的孔或网格口应足够大，需满足与粧顶焊接固定、灌浆或浇筑砼的施工要求。
[0028]作为优选的实施方式，主粧11与对应的粗腿钢套筒20通过在两者之间形成的环形空间先设置好钢筋笼后浇筑砼18固定连接，砼18宜为微膨胀砼；普粧12与对应的小钢套筒21通过在两者之间形成的环形空间缝灌注砂浆17固定连接，灌浆长度可以根据设计需要调整。如图2所示。当然，为了增加灌浆或灌注砼与管壁的粘结力，需在对应的管壁上预设剪力键。
[0029]上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他类似方式来实施，因此，不能理解为对本实用新型保护??围的限制。
[0030]总之，本实用新型虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型实质性地偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:包括竖直布置的一根主粧(11)和至少两根普粧(12)，主粧(11)和普粧(12)的上段通过钢桁架(19)固定连接，所述主粧(11)的顶端固定设置有用于与风机塔筒连接的塔筒基础环(13)。
2.根据权利要求1所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述主粧(11)和普粧(12)呈三角形或四边形布置，主粧(11)的直径大于或者等于普粧(12)的直径。
3.根据权利要求1所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述钢桁架(19)为两层或以上的桁架结构，由粗腿钢套筒(20)、小钢套筒(21)、水平杆(22)、斜撑杆(23)、加强杆(24)组成，小钢套筒(21)下端为喇叭形。
4.根据权利要求1-3之一所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述钢桁架(19)上设置的粗腿钢套筒(20)、小钢套筒(21)分别与主粧(11)、普粧(12)相对应，主粧(11)和普粧(12)的上段分别套接在粗腿钢套筒(20)和小钢套筒(21)内。
5.根据权利要求3所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述连接粗腿钢套筒(20)和小钢套筒(21)的水平杆(22)为变截面杆件，其与粗腿钢套筒(20)连接的一端为喇叭口扩大端。
6.根据权利要求1或3所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述塔筒基础环(13)与粗腿钢套筒(20)为一体式结构。
7.根据权利要求3所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述粗腿钢套筒(20)和小钢套筒(21)上设置有用于将钢桁架(19)搁置于粧顶的支承构件(14)。
8.根据权利要求4所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述主粧(11)与对应的粗腿钢套筒(20)之间形成的环形空间通过浇筑钢筋砼(18)固定连接。
9.根据权利要求4所述的用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，其特征在于:所述普粧(12)与对应的小钢套筒(21)之间形成的环形空间通过灌注砂浆(17)固定连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于海上风电的单粗腿钢桁架基础，包括竖直布置的一根主桩（11）和至少两根普桩（12），主桩（11）和普桩（12）的上段之间通过钢桁架（19）固定连接，所述主桩（11）的顶端固定设置有用于与风机塔筒连接的塔筒基础环（13）。本实用新型与普通三桩三脚架基础相比，塔筒的支撑、固定与传力结构更简单，结构刚性及整体性更好；显著降低了海上“腿-桩”对位难度，使得先打桩后套入安装钢桁架成为可能，可有效减小施工难度和节省工期，总体经济性好，在海上风电工程中具有广泛的应用前景。
【IPC分类】E02D27-42, E02D27-16
【公开号】CN204370467
【申请号】CN201420828740
【发明人】熊翱, 尤毅, 潘晓亮, 张锐, 温文峰
【申请人】广州华申建设工程管理有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月24日