海上风电试验台的制作方法

本实用新型涉及海上风电施工建设技术领域，具体涉及一种海上风电试验台，用于对试验桩基的固定安装以及生活平台的搭建。

背景技术：

对于大规模、大容量海上风电机组安装之前需要进行单桩基的初步试验，其中桩基试验内容包括桩基试验本身及其工程量试验。现有技术中，海上风电机组安装环境较为复杂，如何有效获取风电机组安装中所需要的各种参数，确定施工工艺和施工参数是当前面临的一大技术难题，现有技术中的试验装置，只能局部从某一个方面获取一个或者几个试验参数，远远不能满足后续施工工艺的需求。故，如何全面反映海上风电试验安装中所需要的各种参数，为后续工程验收、定标达优提供可靠依据，是当前要要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种海上风电试验台，该装置包括试验桩及生活平台，通过试验桩能够进行海上风电项目初期的试验，而且通过试验桩的施工，能够大致计算总工程量；同时工程试桩基础构成生活平台基础。

本实用新型采取的技术方案为：

海上风电试验台，包括试验桩，所述试验桩采用钢管桩，试验桩底部安装有环形载荷箱，环形载荷箱底部安装有底节反力桩。所述试验桩外缘四个角分别设置有第一基准桩护管桩、第二基准桩护管桩、第三基准桩护管桩、第四基准桩护管桩。所述第一基准桩护管桩、第三基准桩护管桩内部分别套装有第一基准桩、第二基准桩。所述第一基准桩护管桩、第二基准桩护管桩、第三基准桩护管桩、第四基准桩护管桩的顶部固定有横向基准梁、纵向基准梁，所述横向基准梁、纵向基准梁、试验桩的顶部支撑固定有生活平台。所述试验桩侧面安装有多根倾斜锚桩、多根直锚桩。所述倾斜锚桩、直锚桩顶部固定安装有反力平台。

所述试验桩的外壁上、靠近桩基底部安装有多个土压力计，所述试验桩底部安装有多个孔压计，所述土压力计、孔压计分别通过土压力计电缆、孔压力计电缆与测量仪器相连。

所述试验桩的内部安装有固定式测斜仪，所述固定式测斜仪封装在测斜管内部，并通过测斜仪电缆与测量仪器相连。

所述试验桩的顶部外壁均匀安装有多个钢板应力计，在试验桩顶部的内壁安装有多个二向加速度计，所述钢板应力计和二向加速度计都与测量仪器相连。

所述试验桩的桩径为5500-5800mm，全长度壁厚均为70mm，所述试验桩总加工长度为70-71m，其中入土深度45-47m，进入粉砂层。

所述第一基准桩、第二基准桩采用相同的钢管桩，直径为900mm，壁厚为15mm；所述第一基准桩护管桩、第二基准桩护管桩、第三基准桩护管桩、第四基准桩护管桩都采用钢管桩，桩径为1400mm，壁厚为20mm。

所述倾斜锚桩、直锚桩的数量分别为6根和4根，都采用钢管桩。

所述倾斜锚桩的斜率为5:1，其中入土深度33-35m，进入层粉土粉砂层。

所述试验桩的内壁上，通过电缆护筒埋设有光纤。

本实用新型海上风电试验台，有益效果如下：

1、在进行风电机组安装之前设置试验桩，获得钢管桩单桩的抗压承载力值、获得试验荷载下桩身轴力分布及桩周各岩土层侧摩阻力、粧端阻力；粧端位移、桩身弹性压缩等；获得钢管桩单粧抗拔极限承载力值、得到试验荷载下各岩土层抗拔侧摩阻力和抗拔折减系数等；获得钢管桩单桩水平承载力值、实测试验荷载下各岩土层水平抗力特性、桩身弯矩、桩身挠曲等；分析钢管粧粧端闭塞效应等为粧基的优化设计及大面积施工提供依据。

2、高应变动力检测，通过分析粧在冲击力作用下产生的力和加速度，确定粧的轴向承载力，评价桩身完整性，并分析土的阻力分布、桩锤的性能指标、打桩时桩身应力及瞬时沉降特性。并将承载力结果与静载荷试验结果进行对比。

3、通过单粧静载荷试验和高应变检测成果，获得静、动力试粧对比资料，为工程粧检测提供依据。

4、通过试验，提供准确完整的施工记录，确定施工工艺和施工参数，为工程桩施工工艺参数选择提供依据。

5、通过冲击锤加工、激振器加工、调试，测量基础阻尼、阻尼比及基础基频测定。

6、根据桩身土压力计及粧周孔隙水压力传感器的测试结果，辅助单粧静载荷试验反分析。

7、通过监测及试验，形成测试成果，为工程验收、定标达优提供可靠依据。

附图说明

图1是本实用新型的俯视结构示意图。

图2是本实用新型的主视结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，海上风电试验台，包括试验桩1，所述试验桩1采用钢管桩，试验桩1底部安装有环形载荷箱2，环形载荷箱2底部安装有底节反力桩3。

所述试验桩1外缘四个角分别设置有第一基准桩护管桩19、第二基准桩护管桩20、第三基准桩护管桩21、第四基准桩护管桩23。所述第一基准桩护管桩19、第三基准桩护管桩21内部分别套装有第一基准桩18、第二基准桩22。所述第一基准桩护管桩19、第二基准桩护管桩20、第三基准桩护管桩21、第四基准桩护管桩23的顶部固定有横向基准梁16、纵向基准梁17，所述横向基准梁16、纵向基准梁17、试验桩1的顶部支撑固定有生活平台10；

所述试验桩1侧面安装有多根倾斜锚桩12、多根直锚桩13；所述倾斜锚桩12、直锚桩13顶部固定安装有反力平台11。

所述试验桩1的外壁上、靠近桩基底部安装有多个土压力计5，所述试验桩1底部安装有多个孔压计6，所述土压力计5、孔压计6分别通过土压力计电缆15、孔压力计电缆14与测量仪器相连。

所述试验桩1的内部安装有固定式测斜仪4，所述固定式测斜仪4封装在测斜管内部，并通过测斜仪电缆与测量仪器相连。

所述试验桩1的顶部外壁均匀安装有多个钢板应力计8，在试验桩1顶部的内壁安装有多个二向加速度计9，所述钢板应力计8和二向加速度计9都与测量仪器相连。

所述试验桩1的桩径为5500-5800mm，全长度壁厚均为70mm，所述试验桩1总加工长度为70-71m，其中入土深度45-47m，进入粉砂层。

所述第一基准桩18、第二基准桩22采用相同的钢管桩，直径为900mm，壁厚为15mm；所述第一基准桩护管桩19、第二基准桩护管桩20、第三基准桩护管桩21、第四基准桩护管桩23都采用钢管桩，桩径为1400mm，壁厚为20mm。

所述倾斜锚桩12、直锚桩13的数量分别为6根和4根，都采用钢管桩。

所述倾斜锚桩12的斜率为5:1，其中入土深度33-35m，进入层粉土粉砂层。

所述试验桩1的内壁上，通过电缆护筒埋设有光纤7。

本实用新型一种海上风电试验台，的工作过程和工作原理为：

当机组的总桩数在500根以下时，试验桩不应少于2根，若风电项目拟采用100台单机容量为3MW的风电机组，总桩数为100根，因此，拟定试验桩数量为1根，同时以工程试桩基础为生活平台基础。本实用新型一种海上风电试验台，特别适用于300MW海上风电试验。为了能够通过试桩试验，在验证基桩承载力能够达到设计要求的基础上，给后续风机基础设计优化提供更丰富的数据或信息，试桩工程实施方案设计应以轴向抗压、抗拔静载荷试验达到数据成果足以确定基桩轴向抗压、抗拔极限承载力；水平静载荷试验须达到设计要求的桩身水平位移、基础泥面转角为目标。应特别注意对于预计最大试验荷载以及加载反力装置等的设计、复核，制定全面详实的试验实施方案。

获得钢管桩单桩的抗压承载力值、获得试验荷载下桩身轴力分布及桩周各岩土层侧摩阻力、粧端阻力；粧端位移、桩身弹性压缩等；获得钢管桩单粧抗拔极限承载力值、得到试验荷载下各岩土层抗拔侧摩阻力和抗拔折减系数等；获得钢管桩单桩水平承载力值、实测试验荷载下各岩土层水平抗力特性、桩身弯矩、桩身挠曲等；分析钢管粧粧端闭塞效应等为粧基的优化设计及大面积施工提供依据。