一种外海风机基础承台的钢套箱的制作方法

本实用新型涉及一种外海风机基础承台的钢套箱。

背景技术：

对于远离陆地且水深达16m～19m的外海无掩护区域制造外海风机，由于受气象、潮流、波浪等自然条件的约束，又处于热带风暴频发区域，以及风机设备对基础的承载、抗拔力、变形有很高的要求，因此需要的桩基础直径大、入土深度深，以使风机基础能承受巨大的风机倾覆力矩并承受波浪、水流荷载作用。还有就是施工进度的工期控制尤为关键。在海上风电场基础设计领域，当水深较深、地质条件复杂时，高桩承台基础方案由于上部采用现浇混凝土承台，基础结构较为厚重，承台自身刚度较大，斜桩对结构受力和抵抗水平位移较为有利，相比其它基础型式，高桩承台基础在结构型式、施工能力、工程造价等方面明显占优。承台宜采用钢套箱施工工艺。在所处海域受大风、波浪等自然环境影响大，承台施工期受夏季台风期、冬季季风期异常气象条件的影响大，且受开阔海域的涌浪的影响，月施工有效工作日较短，最短为5天，最长为18天，单个承台的施工周期经常需要跨越连续两个月的有效工作日(35天～40天)，施工进度缓慢。因此如何缩短外海承台的施工周期，提高工效，为后续的风机安装工程赢得宝贵的时间，是承台钢套箱施工工期控制的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种外海风机基础承台的钢套箱，它的整体结构更加轻便合理，安装操作简单，并且大大提高了承台的施工效率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种外海风机基础承台的钢套箱，包括模板本体、桁梁吊架、拉压杆和砼封底板；其中，

所述模板本体包括圆形底模板和由四块单片拼装成的扇环形侧模板；每块单片均为无拼缝的整体结构；

所述底模板为整体结构并包括底板面板和固定在底板面板的上表面的底板支撑圈，该底板支撑圈由多根底板主梁和多根底板次梁构成；所述底板面板上均布地预留六个或八个钢管桩的穿孔；

所述侧模板包括壁体面板、两根分别连接在壁体面板两侧并均布地开设多个连接孔的侧封边、一根连接在壁体面板下端并均布地开设多个连接孔的底封边、多根横向固定在壁体面板的外表面上的环向主肋、多根与环向主梁交错布置的环向次肋和多根竖向固定在壁体面板的外表面上的纵向肋；

所述桁梁吊架包括上层挑梁、下层挑梁和连系杆，所述上层挑梁为一“井”字形梁架，该梁架的八个端部分别安装一与所述侧模板连接的牛腿；所述下层挑梁包括一个正八边形围拢和设在围拢内的内“井”字形梁架和外“井”字形梁架，外“井”字形梁架与上层挑梁的下投影重叠；所述连系杆连接在下层挑梁的外“井”字形梁架与上层挑梁之间；

所述拉压杆均布地连接在所述下层挑梁与所述底模板之间；

所述砼封底板由加强槽钢、环向钢筋、下层网状钢筋、上层网状钢筋、环桩钢筋及混凝土构成。

上述的外海风机基础承台的钢套箱，其中，所述下层挑梁采用由双槽钢拼成的方管制成。

上述的外海风机基础承台的钢套箱，其中，所述上层挑梁采用由双槽钢背靠背拼成的H型钢和加强板制成。

上述的外海风机基础承台的钢套箱，其中，所述连系杆包括四根竖杆、四根斜杆、两根短横杆、一根长横杆和两根中横杆；四根竖杆和四根斜杆连接在所述外“井”字形梁架的每条梁与对应的上层挑梁的每条梁之间，并且四根竖杆和四根斜杆布置成中间的M形和两边的V形；两根短横杆分别连接在中间的M形的两个上端与两边的V形的内侧端的上端之间；一根长横杆连接在中间的M形的两个上端之间；两根中横杆分别连接在两边的V形的两个上端之间。

上述的外海风机基础承台的钢套箱，其中，所述加强槽钢包括十根焊接在所述底板主梁的腹板上并沿每根钢管桩的外周面呈辐射状布置的槽钢，其中， 两对对角的钢管桩之间分别采用一根长的20号槽钢通长连接，相邻的钢管桩之间采用一根短的20号槽钢连接，每根钢管桩外围的其余位置的七根加强槽钢均采用16号槽钢；所述环向钢筋由四圈位于封底混凝土结构层的边缘并点焊在所述加强槽钢的顶面的环向筋构成；所述下层网状钢筋焊接固定在所述底板主梁的顶面上；所述上层网状钢筋焊接固定在所述加强槽钢的顶面上；所述环桩钢筋由位于每根管桩的外围并焊接固定在所述加强槽钢的顶面的若干圈钢筋构成。

本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱，通过采用整体倒挂的“井”字型桁梁吊架式钢套箱及一次性封底结构，不仅比传统的海上桥梁有底的钢套箱支撑体系轻便，安装操作简单，同时使封底混凝土厚度较大程度地减小(只有80cm厚)，使承台整体结构更加轻便合理，并且大大提高了承台的施工效率，承台的施工工效调整为20天/个。

附图说明

图1是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱的剖视图；

图2是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱中的底模板的四分之一俯视图；

图3是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱中的侧模板的展开图；

图3a是图3中的A-A向视图；

图3b是图3中的B-B向视图；

图4a是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱中的上层挑梁的平面图；

图4b是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱中的下层挑梁的平面图；

图5a是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱的砼封底板的底层加强钢筋的布置图；

图5b是本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱的砼封底板的顶层加强钢筋的布置图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1至图5b，本实用新型的一种外海风机基础承台的钢套箱，包括模板本体、桁梁吊架、拉压杆4和砼封底板5。

模板本体包括圆形底模板1和四块单片拼装成的扇环形且高度为6m的侧模板2；每块单片均为无拼缝的整体结构。

底模板1为整体结构并包括底板面板10和固定在底板面板10上的底板支撑圈，该底板支撑圈由多根底板主梁11和多根底板次梁12构成；其中，底板主梁11采用28b的工字钢并基本呈辐射状地固定在底板面板10上；底板次梁12采用12.6的工字钢并基本呈环状地固定在底板面板10上；

底板面板10上均布地预留八个钢管桩的椭圆形穿孔13。

侧模板2包括壁体面板20、两根分别连接在壁体面板20两侧并均布地开设多个连接孔的侧封边21、一根连接在壁体面板20的下端并均布地开设多个连接孔的底封边22、多根横向固定在壁体面板20的外表面上的环向主肋23、多根与环向主梁23交错布置的环向次肋24和多根竖向固定在壁体面板20的外表面上的纵向肋25。其中，侧封边21采用100×10的角钢；底封边22采用32b的槽钢；环向主梁23采用200×12的T型钢；环向次梁24采用100×10的T型钢，纵向肋25采用28b的工字钢。

桁梁吊架包括上层挑梁31、下层挑梁32和连系杆，其中：

上层挑梁31采用双槽钢背靠背拼成的H型钢与加强板制成为一“井”字形梁架，该梁架的八个端部分别安装一与侧模板2连接的牛腿310；牛腿310与侧模板2插销连接；

下层挑梁32采用双槽钢拼成的方管制成并包括一个正八边形围拢321和设在围拢内的内“井”字形梁架322和外“井”字形梁架323；外“井”字形梁架323与上层挑梁31的下投影重叠；

连系杆连接在下层挑梁32的外“井”字形梁架323与上层挑梁31之间；该连系杆并包括四根竖杆331、四根斜杆332、两根短横杆333、一根长横杆334和两根中横杆335；其中，四根竖杆331和四根斜杆332连接在外“井”字形梁架323的每条梁与对应的上层挑梁31的每条梁之间，并且四根竖杆331和四根斜杆332布置成中间的M形和两边的V形；两根短横杆333分别连接在中间的M形的两个上端与两边的V形的内侧端的上端之间；一根长横杆334连 接在中间的M形的两个上端之间；两根中横杆335分别连接在两边的V形的两个上端之间。四根竖杆331和四根斜杆332采用28a槽钢，短横杆333、长横杆334和中横杆335均采用16号工字钢。

拉压杆4均布地连接在下层挑梁32与底模板1之间，拉压杆4采用16号工字钢。

砼封底板5的厚度为80cm并由加强槽钢、环向钢筋54、上层网状钢筋55、下层网状钢筋56、环桩钢筋57及混凝土构成，其中：

加强槽钢包括十根焊接在底板主梁11的腹板上并沿每根钢管桩6的外周面呈辐射状布置的槽钢，其中，两对对角的钢管桩6之间分别采用一根长的20号槽钢51通长连接，相邻的钢管桩6之间采用一根短的20号槽钢52连接，以增大砼封底板5的刚度，其余位置的加强槽钢采用16号槽钢53；

环向钢筋54由四圈位于封底混凝土结构层的边缘并点焊在16号槽钢53的顶面的环向筋(Ф16mm)构成；

上层网状钢筋55焊接固定在加强槽钢的顶面上并位于环向钢筋54(Ф16mm)内；

下层网状钢筋56(Ф20mm)焊接固定在底板主梁11的顶面上并位于环向钢筋54内；下层网状钢筋56的网孔与上层网状钢筋55的网孔呈45°布置；

环桩钢筋57由在每根管桩6的外围并焊接固定在加强槽钢的顶面的三圈钢筋(Ф16mm)构成。

本实用新型的外海风机基础承台的钢套箱，在专业的钢结构加工厂加工制作，四个单片侧模板分别运输到码头组装后整体落驳拖运至现场安装。钢套箱外侧与海水接触面均采取防锈防腐处理，钢套箱内侧模板涂覆环氧层，以保护钢板防腐。底模板和桁梁吊架之间采用一次性拉压杆连接，底模板为一次性使用，不拆除。

本实用新型的钢套箱安装时采用起重船整体吊装就位，安装作业只需要一个高平潮时间，比传统的海上桥梁有底钢套箱要利用液压千斤顶缓慢下放安装的时间快。

承台受力钢套箱支撑系统比传统海上桥梁有底钢套箱采用拼装牛腿、千斤顶、精轧螺纹钢、悬吊贝雷梁、液压千斤顶组成的支撑体统更加轻便，安装操 作更加简单。

封底混凝土结构底模板利用承台钢套箱底模，该底模受力型钢全部埋入封底混凝土内部不外露，在钢管桩自身及钢管桩之间焊接加强槽钢，并在底模受力型钢及加强槽钢上布置合理数量的受力钢筋，该工艺封底混凝土厚度只需要80cm，比传统的海上桥梁有底钢套箱封底混凝土厚度(2m左右)减小，使承台整体结构更加轻便合理。

通过采用新型钢套箱及封底结构，承台的工效调整为20天/个，大大提高了承台的施工效率。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。