一种海上风电机组安装基础组件的制作方法

本发明涉及一种海上设备安装的基础建筑技术，尤其涉及一种海上风电机组安装基础组件。

背景技术：

风电技术比较成熟，成本不断下降，已成为许多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，也是我国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段。海上风电因其风能资源丰富、噪音限制小、不占用陆地宝贵土地资源等优点，在我国有广阔的市场前景。

海上风电机组的基础形式多样，当前阶段国内外使用的风电机组基础形式主要包括重力式基础、单桩基础、三脚架基础、导管架基础、桩基-混凝土承台基础、桩基-钢承台基础、吸力桶基础、悬浮式基础等类型，其中单桩基础占据主导地位。单桩基础是所有海上风电机组基础结构中受力模式最简单的基础形式，主要适用于水深小于30m的海域。相比于其他基础形式中的桩基而言，单桩基础的桩径较大，并且有向更大直径更长桩长发展的趋势，基础的整体刚度较小，对打桩设备的要求高。此外，大直径单桩基础处的泥面冲刷严重，往往形成较大的冲刷坑，导致单桩悬臂段变长，土抗力变小。

技术实现要素：

鉴于目前海上风电机组安装基础组件存在的上述不足，本申请提供一种海上风电机组安装基础组件，能够提高海上风电机组安装基础组件的整体刚度。

本申请进一步要解决的技术问题是减少水流对主桩附近泥面的冲刷作用。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

一种海上风电机组安装基础组件，包括主桩，还包括如下结构：

至少三根辅桩，所述辅桩以所述主桩为中心，均匀布置在所述主桩的周围，所述辅桩的上端伸出泥面，下端延伸至泥面以下；

辅助平台，所述辅助平台设置在泥面处，包括中心连接桁架，所述中心连接桁架上设有多个套筒，多个所述套筒分别与所述主桩或者所述辅桩固定连接，多个所述套筒之间设有连接杆。

所述套筒套接在所述主桩或者所述辅桩上，与所述主桩或者所述辅桩固定连接，中心连接桁架将所述主桩和所述辅桩进行连接，提高了海上风电机组安装基础组件的整体刚度，可以辅助所述主桩受力，减少所述主桩的长度，同时，所述辅桩和所述辅助平台的组合，在施工期间可以兼作所述主桩的定位平台，减少水平位移，辅助沉入主桩，降低对打桩设备的要求。

优选的，所述辅助平台还包括填充料，所述填充料填充在所述中心桁架以内的区域，或者填充在所述中心桁架以内和与所述中心连接桁架邻近的区域。

所述填充料，是指不会与海水发生反应的惰性颗粒状或者块状物体，以级配均匀者为佳。在所述中心桁架以内的区域，或者填充在所述中心桁架以内和与所述中心连接桁架邻近的区域填充填充料，既使水流能够通过，又能减少水流与所述主桩附近泥面的接触面积，降低水流流速，减小所述主桩附近的泥面冲刷程度。且当泥面因冲刷作用下沉后，填充料还可以在重力的作用下主动填充冲刷坑，实现动态的防冲刷效果，使防水流冲刷的效果达到更好，当填充料损耗过多时，可通过定期补加填充料的方式来保持持续的防冲刷的效果。

优选的，所述填充料为石料或者块状混凝土，填充料的材质可以根据海域的水流情况、成本控制或者可获得性等多方面的原因进行综合考虑。

优选的，当所述填充料填充在所述中心桁架以内和邻近的区域时，所述辅助平台还包括外桁架和防护网，所述外桁架设置在所述中心连接桁架的外侧或者外接于所述中心连接桁架，以所述主桩为中心，所述外桁架和所述中心连接桁架之间设有多根所述连接杆，所述防护网设置在所述外桁架的侧边缘。外桁架的和防护网的组合使用，可以对填充料进行限位，使其不漏出防护网和外桁架界定的范围，可有效的防止水流将所述填充料冲走。此外，所述外桁架扩大了中心连接桁架的支撑面积，进一步提高了海上风电机组安装基础组件的整体刚度。

优选的，所述外桁架设置为圆形或者多边形，所述外桁架的中心设置在所述主桩处，所述多边形的夹角为钝角。钝角或者流线性的线条能更好地引导水流，降低不良流态产生的可能性，进一步增强防冲刷的效果。

优选的，所述辅助平台还包括防沉板，所述防沉板设置在所述外桁架的外侧，与所述外桁架固定连接。所述防沉板用来阻止所述辅助平台下沉。在海上风电机组安装基础组件的安装过程中，需先将辅助平台沉入海底的泥面处，在辅助平台与主桩或者辅桩固定连接前，所述防沉板可以有效的防止所述辅助平台下沉，确保安装的顺利进行。

优选的，所述防沉板设置在所述外桁架外缘的下端，能使阻止所述辅助平台下沉的效果更好。

本申请实施的优点：本申请公开了一种海上风电机组安装基础组件，包括主桩，至少三根辅桩和辅助平台，所述辅桩以所述主桩为中心，均匀布置在所述主桩的周围，所述辅桩的上端伸出泥面，下端延伸至泥面以下；所述辅助平台设置在泥面处，包括中心连接桁架，所述中心连接桁架上设有多个套筒，多个所述套筒分别与所述主桩或者所述辅桩固定连接，多个所述套筒之间设有连接杆。通过上述技术方案，能够提高海上风电机组安装基础组件的整体刚度，此外，通过设置外桁架并在外桁架的内部区域内加装填充料，可以有效的减小水流对所述主桩附近泥面的冲刷作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所述的一种海上风电机组安装基础组件的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的一种海上风电机组安装基础组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1、图2所示，一种海上风电机组安装基础组件，包括主桩1，还包括如下结构：

至少三根辅桩2，所述辅桩2以所述主桩1为中心，均匀布置在所述主桩1的周围，所述辅桩2的上端伸出泥面，下端延伸至泥面4以下；图1和图2示出了所述辅桩2为四根时的实施例，四根所述辅桩2为直桩，以所述主桩1为几何中心，四根所述辅桩2的连线形成正方形；在本申请的其它实施例中，所述辅桩2的数目可以根据海域的具体情况、主桩1的直径、桩长等参数进行调整，可以为三根、五根、六根甚至更多；辅桩2可以设置成直桩或者斜桩，各个所述辅桩2的连线整体成正多边形或者近似的正多边形。

辅助平台3，所述辅助平台3设置在泥面4处，包括中心连接桁架31，所述中心连接桁架31上设有多个套筒31a，多个所述套筒31a分别与所述主桩1或者所述辅桩2固定连接，多个所述套筒31a之间设有连接杆31b，其中，连接杆31b的数目可以根据主桩1的刚度要求进行调整。

在本申请的实施例中，所述主桩1可以采用钢管桩或者水泥桩，所述辅桩2可以采用钢管桩或者水泥桩，所述中心连接桁架可以采用钢材制作，且可以在工厂里完成预制，以节省施工周期；所述套筒31a和所述主桩1之间，以及所述套筒31a和所述辅桩2之间可以采用灌浆的方式来进行连接，使所述主桩1、辅桩2和辅助平台3连接成一个整体结构。

在本身的部分实施例中，所述辅助平台3还包括填充料33，在图1和图2所示的实施例中，所述填充料33填充在所述外桁架32的内部区域。在本申请另外的实施例中，也可以不设置外桁架32，直接将所述填充料33直接填充在所述中心连接桁架31的内部区域。所述填充料33，是指不会与海水发生反应的惰性颗粒状或者块状物体，以级配均匀的填充料33为佳，可以选用石料或者块状混凝土等等，在泥面4受到冲刷时，外桁架32内部区域内的填充料33随之下沉，在重力的作用下主动填充冲刷坑，根据冲刷的程度，我们可以3至5年对填充料33进行补充，达到持续防冲刷的效果。既能透水，又能防冲刷。

在本申请的部分实施例中，所述辅助平台3还包括外桁架32和防护网34，外桁架的尺寸可以根据海域的具体情况进行设置。所述外桁架32可以设置在所述中心连接桁架31的外侧，以所述主桩1为中心，所述外桁架32和所述中心连接桁架31之间设有多根所述连接杆31b，所述外桁架32也可以外接于所述中心连接桁架31的外侧。所述外桁架32的形状可以任意设置，最好设置成圆形或者多边形，多边形中以正多边形为佳，其中，所述多边形或者所述正多边形的夹角最好为钝角，所述防护网34设置在所述外桁架31的侧边缘，所述外桁架31和所述防护网34的组合使用，即可以对填充料33进行限位，防止水流将填充料33冲走，又可较好地引导水流。

在本申请的部分实施例中，所述辅助平台3还包括防沉板35，所述防沉板35设置在所述外桁架32的外侧，最好设置在所述防沉板35设置在所述外桁架32外缘的下端，与所述外桁架32固定连接。所述防沉板35用来阻止所述辅助平台3下沉。在海上风电机组安装基础组件的安装过程中，需先将辅助平台3沉入海底的泥面4处，在辅助平台3与主桩1或者辅桩2固定连接前，所述防沉板35可以有效的防止所述辅助平台3下沉，确保安装的顺利进行，也能起到一定的防冲刷的效果。

在具体的安装过程中，所述主桩和辅桩的桩长，直径和壁厚等数据，以及中心连接桁架和外桁架的高度等数据可以根据需求进行调整。例如，针对对6兆瓦级风机荷载，将所述海上风电机组安装基础组件设置在水深约为15米的海域时，所述主桩的桩长可以设置为70米，直径可以设置为7m，当所述主桩为钢管桩时，其厚度可以设置为75mm；所述辅桩的桩长可以设置为40m，当所述辅桩也为钢管桩时，所述辅桩的壁厚可以设置为28mm,所述中心连接桁架和所述外桁架的高度等高设置，可以均设置为6m，当所述外桁架为圆形时，可以将外桁架的直径设置为25m。

本申请实施的优点：本申请公开了一种海上风电机组安装基础组件，包括主桩，至少三根辅桩和辅助平台，所述辅桩以所述主桩为中心，均匀布置在所述主桩的周围，所述辅桩的上端伸出泥面，下端延伸至泥面以下；所述辅助平台设置在泥面处，包括中心连接桁架，所述中心连接桁架上设有多个套筒，多个所述套筒分别与所述主桩或者所述辅桩固定连接，多个所述套筒之间设有连接杆。通过上述技术方案，能够提高海上风电机组安装基础组件的整体刚度，此外，通过设置外桁架并在外桁架的内部区域内加装填充料，可以有效的减小水流对所述主桩附近泥面的冲刷作用。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本申请公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。