专利名称：海上测风塔的基础结构及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种海上测风塔的基础结构及其安装方法。
背景技术：
在气象观测中，风是一个非常重要的参数。测风塔是为满足风能资源测量与评估而建于具有代表性站址处的塔架。为了能够测得各个高度的风参数，其高度通常达到数十至数百米。然而，作为一种高耸结构建筑物，为了保证安全，其基础的牢固性就成了重中之重。在陆地上，尚可以通过加固地基来确保安装性，但对于海上测风塔来说，要在保证安全的前提下提高安装的操作性是一大难题。目前，海上测风塔大多采用钢管桩基础来作为其基础结构。众所周知，钢管桩基础的施工工艺比较复杂，费用较高，沉桩定位及扭角等难以准确把握，沉桩效率比较低。
发明内容
针对上述海上测风塔施工复杂及造价高的问题，本发明提供一种施工简单、安装成本低、施工安全性高且受力效果好的测风塔基础结构。本发明的海上测风塔的基础结构包括在测风塔拖航时提供浮力并在测风塔沉放完毕后作为测风塔基座的多个沉浮体；将所述多个沉浮体连结为一个整体的连结件；以及对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整的控制系统。根据上述结构，由于基础结构包括多个沉浮体；将所述多个沉浮体连结为一个整体的连结件以及对所述多个沉浮体的运输和沉放状态进行控制和调整的控制系统，因此， 测风塔整体结构可自浮于水面，可以全部在陆地上完成建造，然后只需通过拖航将测风塔运到指定地点并安装。因而，可实现一步式安装并能自调平。使得整个施工过程相对较为简单，降低了施工安装成本并提高了施工的安全性。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，将所述基础结构分区配置，同一区内的沉浮体和其中的管道是相互连通的，区与区之间不相互连通。根据上述结构，由于区与区之间不相互连通，且各区均带有阀门与外界连接，因此可根据需要独立地对各区进行控制，提高了控制的精确度。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，在所述沉浮体上具有管路系统，该管路系统包括管道和与外界连接的阀门，所述控制系统通过所述管路系统来控制各区内的放气、充气、放水、充水，从而对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，所述多个沉浮体呈三角形分布。当然， 也可以根据数量或需要排列为多边形或圆形。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，所述连结件是钢管，因此可对沉浮体起到连结加固作用，并能在测风塔拖航时提供一定的浮力。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，在所述沉浮体下方还具有阻滑件。
根据上述结构，由于在所述沉浮体下方还具有阻滑件，因此在测风塔沉放安装后， 该阻滑件插入测风塔基础下部地基，防止测风塔在外力作用下发生倾覆和平移滑动。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，在所述沉浮体的下方具有负压装置。根据上述结构，由于在所述沉浮体的下方具有负压装置，因此，在测风塔沉放完成后，通过抽负压使得沉浮体(测风塔基座)与地基充分接触，并起到加固地基和调平基座的作用。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，在所述多个沉浮体上设有多个平衡装置。根据上述结构，由于在所述多个沉浮体上设有多个平衡装置，因此，可在测风塔沉放时防止测风塔发生失稳和倾覆。另外，本发明的海上测风塔的基础结构中，所述多个平衡装置是气囊。因此，在测风塔沉放安装结束后所述平衡装置可回收并且再利用。另外，本发明的海上测风塔的基础结构的上部通过加固构件设有塔架，所述塔架为桁架式塔架。本发明的海上测风塔的安装方法包括如下步骤拖航可自浮于水面的测风塔；对所述测风塔的运输进行控制，通过拖航将测风塔运输到指定地点；对所述测风塔的沉放进行控制，将测风塔沉放到指定位置。根据上述方法，由于可通过拖航来对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整，使其到达指定的地点，因此，可以在陆地上完成海上测风塔的全部建造工序，然后只需通过拖航就可将测风塔运到指定地点并安装。因而，可实现一步式安装并能自调平。使得整个施工过程相对较为简单，降低了施工安装成本并提高了施工的安全性。另外，本发明的海上测风塔的安装方法中，通过管路系统来控制各区内的放气、充气、放水、充水，从而对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整。因此，由于区与区之间不相互连通，且各区均带有阀门与外界连接，因而可根据需要独立地对各区进行控制，从而提高了控制的精确度。另外，本发明的海上测风塔的安装方法中，在测风塔沉放时，利用设置在沉浮体1 上的平衡装置来调整测风塔，防止测风塔发生失稳和倾覆。另外，本发明的海上测风塔的安装方法中，在所述测风塔沉放安装结束后，将平衡装置回收并且再利用。另外，本发明的海上测风塔的安装方法中，在测风塔沉放完成后，利用设置在所述沉浮体的下方的负压装置抽负压，使得沉浮体(测风塔基座)与地基充分接触。
图1是表示本发明实施方式的海上测风塔的基础结构的俯视图。图2是表示本发明实施方式的海上测风塔的基础结构的主视图。
(符号说明)1沉浮体2塔架支撑点3 钢管
4管路系统口5阻滑件6负压装置7 塔架8平衡装置
具体实施例方式以下对本实施方式的具体实施方式
作详细说明。以下实施方式仅仅是本实施方式技术方案的一例，不应被解释为对本实施方式保护范围的限定。测风塔的基础结构图1是表示本实施方式的海上测风塔的基础结构的俯视图，如图1所示，本实施方式的海上测风塔的基础结构包括多个沉浮体1 (本实施方式中沉浮体1的数量为3个)， 这些沉浮体1在测风塔拖航时提供浮力，并且在测风塔沉放完毕后作为测风塔基座；将3个沉浮体1连结为一个整体的钢管3 ；以及对测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整的控制系统。另外，海上测风塔的基础结构被分区配置(图1中用虚线表示了 3个分区的状态)，同一区内的沉浮体1和其中的管道是相互连通的，区与区之间不相互连通。而且，本实施方式中，3个沉浮体呈三角形分布。在沉浮体1上具有管路系统(管路系统口 4的位置如图1所示)，该管路系统包括管道和与外界连接的阀门，控制系统通过管路系统来控制各区内的放气、充气、放水、充水， 从而对测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整。如图2所示，在沉浮体1下方具有阻滑件5和负压装置6。而且，在沉浮体1上设有多个气囊8。另外，在海上测风塔的基础结构的上部设有桁架式塔架7，本实施方式的基础结构与该桁架式塔架7通过加固构件进行连接。根据本实施方式的结构，由于基础结构包括多个沉浮体1 ；将多个沉浮体连结为一个整体的钢管3以及对多个沉浮体1的运输和沉放状态进行控制和调整的控制系统，因此，测风塔整体结构可自浮于水面，可以全部在陆上完成建造，然后只需通过拖航将测风塔运到指定地点并安装。因而，可实现一步式安装并能自调平。使得整个施工过程相对较为简单，降低了施工安装成本并提高了施工的安全性。而且，由于采用钢管3连结，可对沉浮体1起到连结加固作用，并能在测风塔拖航时提供一定的浮力。根据本实施方式的结构，由于区与区之间不相互连通，且各区均带有阀门与外界连接，因此可根据需要独立地对各区进行控制，提高了控制的精确度。根据本实施方式的结构，由于在沉浮体1下方还具有阻滑件5，因此在测风塔沉放安装完成后，该阻滑件5插入测风塔基础下部地基，防止测风塔在外力作用下发生倾覆和平移滑动。根据本实施方式的结构，由于在沉浮体1的下方具有负压装置6，因此，在测风塔沉放完成后，通过抽负压使得沉浮体(测风塔基座)1与地基充分接触，并起到加固地基和调平基座的作用。
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根据本实施方式的结构，由于在多个沉浮体上设有多个气囊8，因此，可在测风塔沉放时防止测风塔发生失稳和倾覆。而且，在测风塔沉放安装结束后可将其回收并且再利用。另外，本实施方式中，沉浮体1的数量为3个且呈三角形分布，但是也可以根据数量或需要排列为多边形或圆形。测风塔的安装方法以下，对本发明实施方式的海上测风塔的安装方法进行说明。本实施方式的海上测风塔的安装方法包括如下步骤陆上建造完成具有上述结构的本发明的测风塔；拖航可自浮于水面的测风塔；对测风塔的运输进行控制，通过拖航将测风塔运输到指定地点；对测风塔的沉放进行控制，将测风塔沉放到指定位置。而且，本实施方式的海上测风塔的基础结构被分区配置(图1中用虚线表示了 3 个分区的状态)，同一区内的沉浮体1和其中的管道是相互连通的，区与区之间不相互连通。而且，本实施方式中，3个沉浮体呈三角形分布。上述运输和沉放过程中，通过管路系统(管路系统口 4的位置如图1所示)来控制各区内的放气、充气、放水、充水，从而对测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整。例如，在本实施方式列举的3个分区的情况下，在测风塔的运输和沉放过程中，若其平衡状态出现变化，可调整相应(1个或多个)分区的水位，从而使其恢复平衡状态。在具有3个以上的沉浮体时，也同样可以通过调节几个沉浮体来取得平衡。另外，在测风塔沉放时，还可利用设置在沉浮体1上气囊8来调整测风塔，进一步防止测风塔发生失稳和倾覆。然后，在测风塔的沉放完成后，利用设置在沉浮体1的下方的负压装置6抽负压， 使得沉浮体(测风塔基座)1与地基充分接触，从而保证其安全性。最后，在测风塔的沉放安装作业结束后，将气囊8回收并且再利用。根据本实施方式的方法，由于可通过拖航来对测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整，使其到达指定的地点，因此，可以在陆上完成海上测风塔的全部建造工序，然后只需通过拖航就可将测风塔运到指定地点，可实现一步式安装并能自调平。使得整个施工过程相对较为简单，降低了施工安装成本并提高了施工的安全性。
权利要求
1.一种海上测风塔的基础结构，其特征在于，包括在测风塔拖航时提供浮力并在测风塔沉放完毕后作为测风塔基座的多个沉浮体；将所述多个沉浮体连结为一个整体的连结件；以及对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整的控制系统。
2.如权利要求1所述的海上测风塔的基础结构，其特征在于，将所述基础结构分区配置，同一区内的沉浮体和其中的管道是相互连通的，区与区之间不相互连通。
3.如权利要求1所述的海上测风塔的基础结构，其特征在于，在所述沉浮体上具有管路系统，该管路系统包括管道和与外界连接的阀门，所述控制系统通过所述管路系统来控制各区内的放气、充气、放水、充水，从而对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整。
4.如权利要求1所述的海上测风塔的基础结构，其特征在于，所述连结件是钢管。
5.如权利要求1所述的海上测风塔的基础结构，其特征在于，在所述沉浮体下方具有阻滑件。
6.如权利要求1所述的海上测风塔的基础结构，其特征在于，在所述沉浮体的下方具有负压装置。
7.如权利要求1所述的海上测风塔的基础结构，其特征在于，在所述多个沉浮体上设有多个平衡装置。
8.—种海上测风塔的安装方法，其特征在于，包括如下步骤拖航可自浮于水面的测风塔；对测风塔的运输进行控制，通过拖航将所述测风塔运输到指定地点；对所述测风塔的沉放进行控制，将所述测风塔沉放到指定位置。
9.如权利要求8所述的海上测风塔的安装方法，其特征在于，通过管路系统来控制各区内的放气、充气、放水、充水，从而对所述测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整。
10.如权利要求8所述的海上测风塔的安装方法，其特征在于，在测风塔沉放完成后， 利用设置在所述沉浮体的下方的负压装置抽负压，使得沉浮体与地基充分接触。
全文摘要
本发明提供一种海上测风塔的基础结构，包括在测风塔拖航时提供浮力并在测风塔沉放完毕后作为测风塔基座的多个沉浮体；将多个沉浮体连结为一个整体的连结件；以及对测风塔的运输和沉放状态进行控制和调整的控制系统。
文档编号E04G21/14GK102268879SQ20111015394
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者刘永刚, 李爱东, 黄宣旭 申请人:江苏道达海上风电工程科技有限公司