一种用于海上换流站的整体式导管架结构及安装方法与流程

本发明涉及海洋工程，具体涉及一种用于海上换流站的整体式导管架结构及安装方法。

背景技术：

1、传统的海上换流站的整体式导管架结构，因为导管架中间要预留浮托进船的通道，在水面附近和水面以上部分往往设计成两块双排连接结构或单排连接结构两种。例如专利文献【cn209178966u】适用于深水海域浮托法安装的大型海上平台整体式导管架结构公开的双排连接结构导管架结构，虽然其刚度大、稳定性好，但导管架结构复杂、用钢量大；还例如专利文献【cn217307269u】一种封闭式紧凑型海上换流站公开的单排连接结构导管架结构，虽然其用钢量省，但桩柱位置不对应，荷载传递效果不好，且桩在导管架中部，吊桩里起重船悬臂过大，吊桩困难。另外导管架结构沉放后距沉桩固定还有一段较长的时间，若海床表面为淤泥土等软弱地基条件，未固定的导管架可以能发生沉降或在波浪力作用下发生滑移。

2、此外，传统的海洋平台整体式导管架结构的安装方法，可分为吊装和滑移下水两种，当导管架重量小于8000t、可用起重船吊装时，一般采用吊装方法安装；当导管架重量超过8000t、无法用起重船吊装时，一般采用滑移下水的方法安装。对于海上换流站的整体式导管架基础，由于海上换流站上部组块尺寸大、重量大，导致其导管架基础也是尺寸大、重量大，所以海上换流站的整体式导管架基础一般都超过8000t，现有装备条件下，无法用起重船吊装。但海上换流站安装位置水深往往不是很深，导管架滑移下水可以会因水深不够而碰到海床面，所以当水深小于60m时，不适合用传统的滑移下水的方法。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于，提供一种优化了导管架基础的传力路径，并可解决由于重量大无法吊装、浅水海域无法实现滑移下水问题的整体式导管架结构。为此，本发明采用以下技术方案：

2、一种用于海上换流站的整体式导管架结构，整体式导管架上部与海上换流站的上部组块连接设置，以及将所述整体式导管架锚固的钢管桩，所述整体式导管架包括对所述上部组块承载的对接主导管、以及设置在外围的外部框架，所述整体式导管架下部区域设置同时将所述对接主导管以及所述外部框架连接的连接框架；所述整体式导管架的内外侧分别设置与所述钢管桩连接的外部套管和内部套管，与所述外部框架连接的所述外部套管顶高程高于与所述对接主导管连接的所述内部套管顶高程，以形成对所述上部组块荷载的快速传递路径；所述整体式导管架的底部连接设置分隔浮箱，以使所述分隔浮箱对所述整体式导管架形成注水沉降状态或落座防沉状态。

3、进一步地：所述外部框架连接设置于两侧所述对接主导管的外围，所述连接框架设置于所述整体式导管架的中间区域，并在所述连接框架上方预留浮托船舶进出的槽口，以形成海上移动通道。

4、进一步地：所述外部框架远离所述整体式导管架中心侧管桩与所述对接主导管之间连接设置斜撑。

5、进一步地：所述分隔浮箱连接设置于所述外部框架的框架结构内。

6、进一步地：在所述外部框架框架结构内的所述分隔浮箱独立设置若干个，且各区域内的所述分隔浮箱配备独自使用的注水管。

7、进一步地：所述内部套管的顶高程低于所述连接框架的顶高程。

8、进一步地：所述上部组块与所述对接主导管之间连接设置桩腿耦合装置。

9、进一步地：所述外部套管和所述内部套管顶部设置导向扩口段。

10、本发明的第二目的在于，提供一种可解决整体式导管架结构水下安装问题困难的安装方法。为此，本发明采用以下技术方案：

11、一种用于海上换流站的整体式导管架结构的安装方法，具体步骤如下：

12、s1：将所述整体式导管架及所述钢管桩在陆上预制加工，通过半潜驳船将所述整体式导管架运输至指定海域；

13、s2：到达指定海域后，所述半潜驳船下沉，使所述整体式导管架浸入水中，并且通过空的所述分隔浮箱实现所述整体式导管架的自平衡；

14、s3：所述半潜驳船持续下沉，以便驶离所述整体式导管架的区域范围，并往各个区域的所述分隔浮箱内缓慢注入压载水，以使所述整体式导管架底部下沉至海底泥面处；

15、s4：首先施工槽口外侧的所述钢管桩，实现所述整体式导管架与海床的固定连接，并在所述外部套管灌浆完后施工槽口内侧的所述钢管桩，从而完成所述整体式导管架的海上安装；

16、s5：在与所述上部组块连接处的所述对接主导管上安装所述桩腿耦合装置，并采用浮拖法完成海上换流站所述上部组块的安装。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、本发明针对海上换流站导管架基础重量增加后无法吊装及在浅水海域滑移下水受限等问题，采用不同顶高程的内、外部套管结构，优化了海上换流站整体导管架基础的荷载传力路径，并以此提高了整体导管架的结构承载力。同时通过分隔浮箱对整体导管架的自浮安装技术，可以不用吊装也不用滑移下水，并在水深不足的情况下，完成超8000t的大型导管架的安装；并且分隔浮箱在注水后又可作为整体导管架的防沉结构，进一步确保整个导管架的稳定性。

技术特征：

1.一种用于海上换流站的整体式导管架结构，整体式导管架(3)上部与海上换流站的上部组块(1)连接设置，以及将所述整体式导管架(3)锚固的钢管桩(4)，其特征在于：所述整体式导管架(3)包括对所述上部组块(1)承载的对接主导管(31)、以及设置在外围的外部框架(32)，所述整体式导管架(3)下部区域设置同时将所述对接主导管(31)以及所述外部框架(32)连接的连接框架(35)；

2.根据权利要求1所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：所述外部框架(32)连接设置于两侧所述对接主导管(31)的外围，所述连接框架(35)设置于所述整体式导管架(3)的中间区域，并在所述连接框架(35)上方预留浮托船舶进出的槽口，以形成海上移动通道。

3.根据权利要求1所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：所述外部框架(32)远离所述整体式导管架(3)中心侧管桩与所述对接主导管(31)之间连接设置斜撑。

4.根据权利要求1所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：所述分隔浮箱(5)连接设置于所述外部框架(32)的框架结构内。

5.根据权利要求4所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：在所述外部框架(32)框架结构内的所述分隔浮箱(5)独立设置若干个，且各区域内的所述分隔浮箱(5)配备独自使用的注水管(54)。

6.根据权利要求1所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：所述内部套管(34)的顶高程低于所述连接框架(35)的顶高程。

7.根据权利要求1所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：所述上部组块(1)与所述对接主导管(31)之间连接设置桩腿耦合装置(2)。

8.根据权利要求1所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构，其特征在于：所述外部套管(33)和所述内部套管(34)顶部设置导向扩口段。

9.一种用于海上换流站的整体式导管架结构的安装方法，其特征在于：用如权利要求1-8任一所述的一种用于海上换流站的整体式导管架结构进行海上安装，具体步骤如下：

技术总结
本发明提供了一种用于海上换流站的整体式导管架结构，整体式导管架上部与海上换流站的上部组块连接设置，以及将所述整体式导管架锚固的钢管桩，所述整体式导管架包括对所述上部组块承载的对接主导管、以及设置在外围的外部框架，所述整体式导管架下部区域设置同时将所述对接主导管以及所述外部框架连接的连接框架；所述整体式导管架的内外侧分别设置与所述钢管桩连接的外部套管和内部套管。本发明针对海上换流站导管架基础重量增加后无法吊装及在浅水海域滑移下水受限等问题，采用不同顶高程的内、外部套管结构，优化了海上换流站整体导管架基础的荷载传力路径，并以此提高了整体导管架的结构承载力。

技术研发人员：俞华锋,陈杰峰,孙震洲,吕国儿,贾献林,黄珊珊,於刚节,王定仕
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13