海上风电场钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的测量装置及测量方法与流程

本发明涉及海上风电场领域，特别是涉及一种海上风电场钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的测量装置及测量方法。

背景技术：

风电场按建设场地可分为陆上及海上。与陆上风电场相比，海上风电场具有风速大、有效发电时间长和不占用陆地等优点。我国海上风电场建设正处于起步阶段，即将迎来快速发展阶段。风电机组基础设计和施工是海上风电场建设的关键工作，也是影响海上风电场投资的关键因素。受海洋潮汐、波浪、水流影响，以及风电机组安装和运行期间的特殊要求，海上风电机组基础设计和施工难度高，运行期间通航区域附近风机基础容易遭受船舶撞击等影响。因此，海上风机基础的设计需要考虑海洋环境下基础结构施工便利、风机安装方便、基础防撞性能好、造价合理等因素。部分海上风电场要求进行钢管桩与填芯混凝土接触状态的监测，通常通过连接部进行检测，但是目前并没有一种合理的结构形式。因此，亟需一种安全可靠、施工方便、经济性合理的结构形式，满足基础钢管桩与填芯混凝土接触状态监测的要求。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种海上风电场钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的测量装置。

为实现上述目的，本发明提供一种海上风电场钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的测量装置，钢管桩的底部设于海底的岩石中，钢管桩内设有钢筋笼，所述钢筋笼和所述钢管桩的内壁之间留有间距，测量装置包括护筒，所述护筒固定在所述钢筋笼上，所述护筒的端部与传压板相连接，所述传压板的一端面正对着所述钢管桩的内壁，另一端面上设有凸起的连接部，所述连接部内设有压力传感器，所述连接部位于所述护筒内。

优选地，所述钢筋笼上设有连接件，所述护筒连接在所述连接件上。

优选地，所述连接件为支架钢筋，支架钢筋焊接在所述钢筋笼上，所述护筒安装在支架钢筋上。

优选地，所述测量装置还包括将所述护筒和支架钢筋绑扎固定的铁丝。

优选地，所述护筒通过螺栓与所述传压板固定连接。

优选地，所述护筒内填充有减震油。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种上述测量装置测量钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的方法，包括如下步骤：

s1、自然静置浇筑完成的混凝土，直至混凝土出现最大温升并开始降温，收集压力传感器的数据，并设定为基准值m1；

s2、设定压力传感器测试的数据收集频率，定时收集压力传感器的数据，收集的数据计为m2，比较m2和m1，若m2小于m1，则混凝土出现了收缩，若m2大于m1，则混凝土出现了膨胀；

s3、根据混凝土的收缩或膨胀状态判断混凝土与钢管桩的接触状态。

优选地，在步骤s1中，自然静置混凝土48小时，在此期间每1小时测试一次并由此测定连接部的基准值。

如上所述，本发明涉及的海上风电场钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的测量装置及测量方法，具有以下有益效果：本发明通过设定压力传感器可以监测钢管桩与填芯混凝土的接触状态，测量装置结构简单，安装调整方便，通过设置护筒避免装有压力传感器的连接部在浇筑施工时受到影响，确保数值精确。

附图说明

图1为本发明安装在钢管桩上的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

元件标号说明

10钢管桩

20钢筋笼

21连接件

30护筒

31铁丝

40传压板

41连接部

42电缆线

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，本发明提供一种海上风电场钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态的测量装置，钢管桩10的底部设于海底岩石内，钢管桩10内设有钢筋笼20，所述钢筋笼20和所述钢管桩10的内壁之间留有间距，用于浇筑混凝土，普通的混凝土长期使用会出现收缩现象，导致钢管桩10内壁和混凝土分离，造成钢管桩结构受力与设计要求不一致，所以通常使用填芯混凝土，并在其中加入微膨胀剂，使混凝土膨胀紧密接连接在钢管桩10的内壁。所述测量装置包括护筒30，所述护筒30固定在所述钢筋笼20上，所述护筒30的端部与传压板40相连接，所述传压板40的一端面正对着所述钢管桩10的内壁，传压板40和钢管桩10的内壁间应留有浇筑混凝土的空间形成保护层，传压板40的另一端面上设有凸起的连接部41，所述连接部41可设置成圆柱状，所述连接部41内设有压力传感器，用于测量所述传压板40承受的压力，所述压力传感器通过电缆线42与显示仪表连接。

如图1和图2所示，优选地，所述钢筋笼20上设有连接件21，所述护筒30连接在所述连接件21上，所述连接件21通常为支架钢筋，支架钢筋可以设有多个，环绕在护筒30的外周，并分别焊接在所述钢筋笼20上，所述护筒30连接在支架钢筋上，从而使所述护筒30可以牢固地固定在钢筋笼20上，可通过设置铁丝31，将所述护筒30和支架钢筋绑扎固定，进一步提高护筒30与支架钢筋连接的牢固性。所述传压板40、连接部41和压力传感器为一套测量压力的整体装置，可在工厂预制完成，优选地，所述护筒30为钢护筒，所述传压板40与所述护筒30通过螺栓32固定，通常所述护筒30的端部内径略大于所述传压板40的外径，将所述传压板40置于所述护筒30内靠近端部的位置并通过螺栓32固定连接，本发明中的传压板40、连接部41、压力传感器和所述护筒30可在工厂一并安装好，便于运输和安装，节约了成本。由于施工时填芯混凝土是用导管从钢筋笼底部开始浇筑，导管上升时有可能碰触护筒30，导致连接部41和压力传感器的损坏，因此在所述护筒30内可以填充黄油减震，以避免连接部41的损坏。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种上述测量装置测量钢管桩内壁与填芯混凝土接触状态方法，包括如下步骤：

s1、混凝土浇筑完成后，会出现温升过程，由于混凝土对传压板40施加有压力，可通过收集压力传感器的数据，从而判断混凝土与传压板40的接触状态，当混凝土浇筑后28小时左右可以带动压力传感器进行工作，此后可收集压力传感器的数据，并通过电缆线42反馈至控制台，可测定压力传感器的基准值m1；

s2、当基准值m1设定完成后，为了更精确地监测混凝土与钢管桩10的接触状态变化，需设定压力传感器的数据收集时间，定时收集压力传感器的数据，每次收集的数据计为实测值m2，比较实测值m2和基准值m1，若m2小于m1，则表面混凝土出现了收缩现象，若m2大于m1，则混凝土出现了膨胀现象；

s3、根据混凝土的收缩或膨胀状态判断混凝土与钢管桩10的接触状态，如果混凝土出现收缩现象时，混凝土有可能从钢管桩10的内壁上脱离。

优选地，在步骤s1中，自然静置混凝土48小时，在此期间每1小时测试一次并由此测定压力传感器收集数据的基准值m1。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。