本发明涉及漂浮式海上风机锚固技术领域，具体涉及一种带十字板的吸力式沉箱基础。
背景技术：
漂浮式基础一般适用于远海海域，或海水深度超过50m以上的海域，这就需要一种可靠的基础形式为漂浮式风机提供锚泊。
全球范围内漂浮式海上风机的锚固件大部分采用重力式基础与桩基础，由于重力式基础托运困难，造价较高；桩基础施工需要大型施工船舶进行打桩，面对恶劣的海况条件，打桩作业施工周期久成本高，且桩基入泥较深，使得桩基成本非常昂贵。如何有效降低漂浮式海上风机锚固系统成本已成重要的研究课题。
吸力式沉箱基础尺寸范围广、承载力大、极限水深大、安装过程中对海床影响小、可以应用在各种土质情况下以及可重复利用，这些都是传统桩基础和重力式基础所不具有的优势。此外，吸力式沉箱基础造价低，安装设备相对简单，且安装周期短。深水条件下，锚泊系统更经济，安装施工也较打桩方便，吸力式沉箱基础是深海油气开采中广泛使用的锚泊基础。
吸力式沉箱基础的竖直抗拔承载力，主要有侧摩阻力、粘结力和负孔隙水压力组成，一般吸力式沉箱基础的竖向破坏模式有三种形式，当吸力式沉箱基础加荷速率缓慢，筒内负压和土体孔隙水压力充分消散，这时基础发生局部剪切破坏，其抗拔承载力往往较低，主要由筒内外壁与土体间的摩擦力和锚的自重组成。当吸力式沉箱基础的加荷速率增加，筒内负压部分消散但足够使筒内土体与筒体一起运动，这时基础发生底部拉伸破坏，其抗拔承载力由底部抗拉力，筒和土塞的自重以及基础外壁和土间的摩擦力组成。当吸力锚被快速拔出时，筒内负压和土体孔隙水压力均来不及消散，这时基础发生整体破坏，其承载力往往最大，由筒和筒内土塞的自重，筒外壁与土间的摩擦力和土的反向承载力三部分组成。然而在长期竖向荷载作用下，桶内的负压逐渐的消散，筒体竖向承载力仅靠筒壁摩擦力与筒体自重组成，承载力较低，钢材浪费严重。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带十字板的吸力式沉箱基础，解决了吸力式沉箱基础在长期竖向荷载作用下，孔隙水压力消散后承载力降低的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种带十字板的吸力式沉箱基础，包括负压筒，所述负压筒下端开口，所述负压筒的上端设置有封盖，所述封盖上设置有排水阀，所述排水阀与负压筒的内腔连通；所述负压筒内设置有若干层十字板；沉箱基础贯入过程中，十字板所在平面呈竖直状态，沉箱基础贯入完成后，十字板所在平面由竖直状态转到水平状态。
进一步的，所述十字板包括转轴和平板，所述平板轴向设置在转轴上，转轴呈十字相交设置，所述转轴的两端分别与传动件设置，传动件带动平板呈竖直状态或者水平状态。
进一步的，所述十字板包括上十字板和下十字板，所述上十字板设置在负压筒的中部，所述下十字板设置在负压筒的底部。
进一步的，所述上十字板包括上平板和上转轴，所述上平板轴向设置在上转轴上；所述下十字板包括下转轴和下平板，所述下平板轴向设置在下转轴上。
进一步的，所述封盖上还设置包括传动轴、驱动装置和齿轮箱，所述驱动装置的输出端分别与传动轴连接，所述传动轴的输出端分别与对应的竖向设置的齿轮箱连接；所述齿轮箱均匀布置在负压筒周围，所述齿轮箱的输出端分别与上转轴的两端驱动连接，所述齿轮箱对应的负压筒的底部位置，所述齿轮箱的输出端分别与下转轴的两端驱动连接。
所述齿轮箱中对应传动轴的传动件为设置在传动轴的输出端的上齿轮；所述齿轮箱中对应上十字板的传动件为设置在上转轴两端的中齿轮；所述齿轮箱中对应下十字板的传动件为设置在下转轴两端的下齿轮，所述上齿轮、中齿轮和下齿轮之间通过传动链条传动连接。
进一步的，所述封盖上还设置包括导缆孔。
进一步的，所述负压筒内还包括竖向设置有至少两块十字交叉钢板，分隔负压筒在竖向上呈至少四个舱室。
进一步的，所述上十字板的上方对应设置有至少两块十字交叉钢板，所述下十字板的上方对应设置有至少两块十字交叉钢板。
进一步的，俯视方向，十字交叉钢板与十字板呈米字型。
有益效果：1、本发明提供的一种带十字板的吸力式沉箱基础，在安装过程十字板呈竖直状态，减小安装过程负压筒的下沉阻力，当贯入完成后十字板通过驱动设备由竖直状态转到水平状态，当回收吸力式沉箱基础时，十字板可再通过驱动设备，由水平状态转到竖直状态。
2、在长期竖向荷载作用下，筒内的负压逐渐的消散，吸力式沉箱基础竖向承载力仅靠筒壁摩擦力与筒体自重组成，本发明提供的一种带十字板的吸力式沉箱基础，通过负压筒内的十字板可以有效的利用负压桶内土体的重量，提高吸力式沉箱基础的竖向承载力。
附图说明
图1为一种带十字板的吸力式沉箱基础安装前十字板呈竖直状结构示意图；
图2为一种带十字板的吸力式沉箱基础安装后十字板呈水平状结构示意图；
图3为另一种带十字板的吸力式沉箱基础安装前十字板呈竖直状结构示意图；
图4为另一种带十字板的吸力式沉箱基础安装前十字板呈水平状结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种带十字板的吸力式沉箱基础，包括负压筒10，所述负压筒10下端开口，所述负压筒10的上端设置有封盖11，所述封盖11上设置有排水阀1，所述排水阀1与负压筒10的内腔连通；所述负压筒内设置有若干层十字板；沉箱基础贯入过程中，十字板所在平面呈竖直状态，沉箱基础贯入完成后，十字板所在平面由竖直状态转到水平状态。所述十字板包括转轴和平板，所述平板轴向设置在转轴上，转轴呈十字相交设置，所述转轴的两端分别与传动件设置，传动件带动平板呈竖直状态或者水平状态。进一步的，所述十字板包括上十字板71和下十字板72，所述上十字板71设置在负压筒10的中部，所述下十字板72设置在负压筒10的底部。
具体的，所述上十字板71包括上平板91和上转轴81，所述上平板91轴向设置在上转轴81上；所述下十字板72包括下转轴82和下平板92，所述下平板92轴向设置在下转轴82上。
所述封盖11上还设置包括传动轴4、驱动装置3和齿轮箱6，所述驱动装置3的输出端分别与传动轴4连接，所述传动轴4的输出端分别与对应的竖向设置的齿轮箱6连接；所述齿轮箱6均匀布置在负压筒10周围，所述齿轮箱6的输出端分别与上转轴81的两端驱动连接，所述齿轮箱6对应的负压筒10的底部位置，所述齿轮箱6的输出端分别与下转轴82的两端驱动连接。所述齿轮箱6中对应传动轴4的传动件为设置在传动轴4的输出端的上齿轮51；所述齿轮箱6中对应上十字板71的传动件为设置在上转轴81两端的中齿轮52；所述齿轮箱6中对应下十字板72的传动件为设置在下转轴82两端的下齿轮53，所述上齿轮51、中齿轮52和下齿轮53之间通过传动链条传动连接。
所述封盖11上还设置包括导缆孔2。
所述负压筒10内还包括竖向设置有至少两块十字交叉钢板，分隔负压筒10在竖向上呈至少四个舱室。所述上十字板71的上方对应设置有至少两块十字交叉钢板，所述下十字板72的上方对应设置有至少两块十字交叉钢板。俯视方向，十字交叉钢板与十字板呈米字型。
实施例：如图1和图2所示，本发明实施例提供一种带十字板的吸力式沉箱基础，其包括负压筒10，负压筒10的下端开口，负压筒10的上端设置有封盖11，封盖11上设有导缆孔2、排水阀1、传动轴4与驱动装置3，排水阀1与负压筒10的内腔连通，传动轴4一端连接驱动装置3，另一边连接上齿轮51。负压筒10内设有上十字板71和下十字板72，上十字板71设置在负压筒10的中部，上十字板71由上平板91与上转轴81组成，上转轴81两端与中齿轮52固定连接；下十字板72设置在负压筒10的下部，下十字板72由下平板92与下转轴82组成，下转轴82两端与下齿轮53固定连接；上齿轮51、下齿轮53、中齿轮52设置在上下贯通的齿轮箱6中。在吸力式沉箱基础贯入过程中上十字板71与下十字板72呈竖直状，贯入完成后，上十字板71和下十字板72通过齿轮连接的驱动装置3由竖直状态转到水平状态。本发明通过十字板承受负压桶内土体重力进而提高吸力式沉箱基础体竖向承载力。
在吸力式沉箱基础安装过程中，在排水阀1处安装一根水管(未示出)，另一端安装抽水泵(未示出)，通过抽水泵将负压筒内的水和气体抽出，使负压筒10内外形成压力差把筒压入海床，完成吸力式沉箱基础安装。该安装方法可有效降低深海漂浮式风机的施工成本及安装周期，同时，能够有效的降低漂浮式海上风机的施工难度，减少天气因素对海上作业的影响。
如图1所示，吸力式沉箱基础在贯入过程中，上十字板71和下十字板72呈竖直状态，所述上十字板71安装在吸力式沉箱基础中间，上十字板71由上转轴81与上平板91组成，上平板91焊接在上转轴81上，上转轴81两端设有中齿轮52；所述下十字板72安装在吸力式沉箱基础底部，下十字板72由下转轴82与下平板92组成，下平板92焊接在下转轴82上，下转轴82两端设有下齿轮53；上齿轮51、中齿轮52、下齿轮53通过传动链条(未示出)连接，并设置在上下贯通的齿轮箱6中，上齿轮51与设置在封盖11上的传动轴4一端固定连接，传动轴4的另一端与驱动装置3连接，当吸力式沉箱基础贯入完成后，上十字板71和下十字板72分别通过中齿轮52和下齿轮53连接的驱动装置3由竖直状转到水平状态，如图2所示。
区别于图1、图2中示出的一种带十字板的吸力式沉箱基础不同的是，图3、图4中示出的根据本发明的另一示例性实施例的一种带十字板的吸力式沉箱基础，包括负压筒10、所述负压筒10的下端开口，负压筒的上端设置有封盖11，封盖11上设有导缆孔2、排水阀1与驱动装置3，负压筒10内设有上下贯通的两块十字交叉的钢板12，在十字交叉钢板12中间和底部设有可转动的十字板，十字板由平板与转轴组成，转轴两边与齿轮固定连接，齿轮设置在上下贯通的齿轮箱中。利用单向排水阀使得负压筒内外形成压强差把吸力式沉箱基础压入海床。在贯入过程中十字交叉板呈竖直状，贯入完成后，十字板通过齿轮连接的驱动装置由竖直状转到水平状态。本发明通过十字板承受桶内土体重力进而提高筒体竖向承载力。
吸力式沉箱内设有两块十字交叉的钢板12把筒内分为四个舱室，十字交叉的钢板12与负压筒10固定连接，钢板中部和底部设有可转动的十字交叉板。
如图3所示，吸力式沉箱基础在贯入过程中，上、下十字板呈竖直状态，所述上十字板71安装在十字交叉钢板12中部，上十字板71由上转轴81与上平板91组成，上平板91焊接在上转轴81上，上转轴81两端设有中齿轮52；所述下十字板72安装在吸力式沉箱基础底部，下十字板72由下转轴92与下平板82组成，下平板92焊接在下转轴82上，下转轴82两端设有下齿轮53；上齿轮51中齿轮52下齿轮53通过传动链条(未示出)连接，并设置在上下贯通的齿轮箱6中，上齿轮51与设置在封盖11上的传动轴4一端固定连接，传动轴4的另一端与驱动装置连接3，当吸力式沉箱基础贯入完成后，上下十字板通过齿轮连接的驱动装置由竖直状转到水平状态，如图4所示。
所述十字板的布置形式灵活多变，不仅可以布置两层，也可以根据吸力式沉箱的高度变化设置一层或多层，另外不仅可以布置在十字交叉钢板内，也可以布置在十字交叉钢板的中间，俯视图十字交叉钢板与十字板成米字形等形式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。