锥式海上风机基础远点防撞系统的制作方法

本实用新型涉及海上风电工程领域，特别是涉及一种锥式海上风机基础远点防撞系统。

背景技术：

海上风电具有不占用土体资源、运行环境的要求低、靠近电力负荷中心、清洁高效等优势。近年来我国海上风电事业蓬勃发展，建设的规模和等级均进入了新的阶段。然而由于固有区因素，海上风场不可避免的与航道、渔场等毗邻甚至相互穿插，始终存在着大型船舶撞击的风险。如何设计合理有效的风机基础防撞系统以及成为海上风场设计绕不开的话题。

现阶段，绝大部分的防撞系统设计都是风机—防撞设施一体式的。即防撞设施直接安装于风机基础之上。由于风机基础固有防撞能力有限，一体式防撞设施防撞等级较低，一般只是为了满足小型运维船舶的靠泊。

但某些极端情况出现，比如主道附近大型船舶故障失控，误撞风场。一体式结构能起到对风机基础的保护作用。同时，一体式防撞设施也存在着布置空间有限、极端水位适应性差等特征。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种锥式海上风机基础远点防撞系统，以克服现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种锥式海上风机基础远点防撞系统，包括：锚碇、防撞体、第一连接件和第二连接件，所述锚碇置于海底；所述防撞体漂浮在海面上，多个防撞体通过第一连接件串联连接，位于两端的防撞体通过第二连接件连接在锚碇上；所述防撞体呈锥体状，包括呈锥体状的骨架，所述骨架外包覆有橡胶外壳，橡胶外壳包括由内至外设置的耐磨层、加强层和抗渗层复合而成；所述防撞体与海上风机基础间留有距离。

优选地，所述锚碇由钢筋混凝土制成，置于海底预挖的坑内。

优选地，所述第一连接件包括罩在所述防撞体上的铁链网兜，网兜两侧的铁链延伸并集束成粗铁链，连接相邻的防撞体。

优选地，第二连接件由锚链制成。

优选地，所述耐磨层为耐磨硫化橡胶层，所述加强层为软质橡胶层，所述抗渗层为含氟橡胶层。

优选地，所述防撞体外设有多个轮胎，所有的轮胎通过铁链固定在所述防撞体上。

优选地，所述防撞体与海上风机基础间的距离为40-70米。

如上所述，本实用新型涉及的锥式海上风机基础远点防撞系统，具有以下有益效果：

1.本实用新型布置在海上风机基础的防护方向，即船舶前进方向，通过分离式布置，采用远点防护避免了船舶撞击风机基础，防护结果更好。

2.无需考虑风机本身的承受力，可以达到较高的防撞标准，防撞吨位至少在5000t-10000t。

3.上部串联的防撞体及结构整体都是柔性结构，可以产生柔性变形，缓冲消能，提升防撞系统耐久性的同时减少对船舶的损坏。

4.浮式结构对水位变化的适应性很强，在极端低水位和极端高水位情况下均能有效发挥防撞功能。

5.防撞体结构原理参照军事工程中的反坦克锥，该结构阻滞效果好。

6.布置灵活，不受水深和地形的限制。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为防撞体的结构示意图。

图4为骨架的结构示意图。

图5为橡胶外壳的局部剖视图。

元件标号说明

1锚碇

2防撞体

21骨架

22橡胶外壳

221耐磨层

222加强层

223抗渗层

23轮胎

24铁链

3第一连接件

4第二连接件

5海上风机基础

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效。

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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。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，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型设计时，与海上风机基础5留有一段距离，其结构为分离式，故称之为远点防撞系统，无需考虑风机基础本身承受能力，可以根据不同极端工况灵活调节设计标准。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种锥式海上风机基础远点防撞系统，包括锚碇1、防撞体2、第一连接件3和第二连接件4，所述锚碇1由钢筋混凝土制成，造价低廉，施工时，采用挖坑抛锚工艺，增加锚固力，将锚碇1置于坑内，下部基础铆接在海底，从而可以固定锚碇1的位置。

如图1和图2所示，所述防撞体2漂浮在海面上，多个防撞体2通过第一连接件3串联连接，位于两端的防撞体2通过第二连接件4连接在锚碇1上，第一连接件3和第二连接件4均采用锚链制成，设计时，顶部防撞体2的个数和规格尺寸依据船舶撞击能量确定。所述防撞体2呈锥体状，例如四棱锥状，如图4所示，防撞体2包括位于防撞体2内部的呈四棱锥体状的骨架21，骨架21由轻型合金钢管制成。

如图3和图5所示，所述骨架21外包覆有橡胶外壳22，骨架21和橡胶外壳22均设计为圆角以减少磨损增加使用寿命，橡胶外壳22包括由内至外设置的耐磨层221、加强层222和抗渗层223复合而成，其中耐磨层221为耐磨硫化橡胶层，作为耐磨内胆，起到耐磨作用；加强层222为软质橡胶层，由软质橡胶制成，加强整体结构强度；抗渗层223为含氟橡胶层，起到抗渗和耐酸碱的作用。所述防撞体2外挂设有多个轮胎23，所有的轮胎23通过铁链24固定在所述防撞体2上，即所述第一连接件3包括罩在所述防撞体2上的铁链24组成的网兜，网兜两侧的铁链24延伸并集束成粗铁链，连接至相邻的防撞体2处再扩展成铁链网兜罩住防撞体，轮胎23挂设在所述铁链24上；当然，也可以将铁链24集束成粗铁链后通过锚链连接至相邻的防撞体2上，所用锚链规格依据最大撞击力选取，当船舶撞击时，串联的防撞体2发生柔性变形缓冲消能。

所述防撞体2与海上风机基础5间留有距离，为了避免船舶撞击在风机基础上，所述防撞体2与海上风机基础5间的距离为40-70米，优选为50米。

本实用新型设计橡胶外壳22时，依据《橡胶护舷设计选型手册td-a》中下述公式有效撞击能量的计算，根据总撞击能量的大小，与厂家进行交互选型，确定规格尺寸与个数。其中骨架结构选用钢结构，以高强度合金钢管热轧而成以提高抗扭性能。

本实用新型设计锚链时，第一连接件3的锚链选用有档铸钢锚链，主要起联接作用，将上部撞击荷载传至底部锚碇1，锚链所受作用力依据《铁路桥涵设计规范tb10002-2017》中4.4.6的规定：

计算出船舶撞击力。

然后再参考《码头结构设计规范(jts167-2018)》中u.0.2的规定。

计算出锚链所受拉应力和锚链长度。

最后根据《gb550-1984铸钢锚链》第1.2条中表2对锚链链径、试验负荷、每米重量的取值说明。同时结合《码头结构设计规范》(jts167-2018)u.0.5中破断拉力大于或等于3倍锚链拉力的要求，确定锚链的规格和尺寸。

而用于串联防撞体2的锚链根据船舶最大撞击力在《gb550-1984铸钢锚链》中进行选型。

本实用新型设计锚碇1时，依据《码头结构设计规范(jts167—2018)》中u.0.6的规定：锚的质量可按下式计算：

采用挖坑抛锚的方式增大抓力系数η，以减少锚碇的重量，减少造价。

本实用新型进行平面立面布置时，防护轴线与风机的距离应考虑防撞系统在接受撞击后发生的最大柔性变形量。橡胶四棱锥的间距应小于二分之一船宽避免船舶穿越。若单个系统张拉距离较长，可以在结构中间增设锚链。立面布置可以参考《码头附属设计技术规范jts169-2017》中3.2.2.1～3.2.2.3的规定，满足不同水位情况下的防撞要求。

综上所述，本实用新型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实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。