一种海上风机基础及其施工方法

本发明涉及海上风机基础，还涉及一种海上风机基础的施工方法。

背景技术：

1、风能作为一种高效清洁的能源，是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。与陆上风电场相比，海上风电场以其风资源优越、环保、节约土地、规模大等优势，受到越来越多国家的高度重视。但是，海上工程因在海上施工，工况较恶劣，具有可施工时间短、施工难度大、受天气海况等自然条件影响巨大等特点，对于海上风机基础施工的要求更高。

2、海上风机基础一般多采用钢桩基础，钢桩与风机塔筒可通过钢管架进行连接，钢桩基础与钢管架之间需要通过水下焊接和灌浆连接，工程难度大，对工程人员要求高，工程量和工期也随之增加，同时钢桩在打桩过程中还存在定位难的情况。因此需要设计出一种采用干法作业，工程难度低，便于海水施工的海上风机基础。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海上风机基础。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上风机基础，包括沉箱基础和钢管架，所述沉箱基础上均匀设有多个管桩安装孔道，管桩安装孔道上设有用于安装钢桩的管桩套筒组件，所述管桩套筒组件的上端部外围设置有至少一个浮筒装置，所述浮筒装置底部通锚链连接在沉箱基础上，钢桩穿过管桩套筒组件和管桩安装孔道处锤入海床内，所述钢管架的钢管柱套接在管桩套筒组件上。

3、进一步的，所述管桩套筒组件包括下套管和上套筒，所述下套管焊接固定在管桩安装孔道上方，上套筒下端部套接在下套管外部并固定在沉箱基础上，所述钢管架的钢管柱套接固定再上套筒上。

4、进一步的，所述钢管架包括架体和安装在架体上方的承台，架体由多个钢管柱组成，过渡段塔筒安装在承台上，所述承台四周角落均具有墩柱，墩柱的底部设有多个连接柱，连接柱插接在钢管柱顶部凹槽内。

5、进一步的，上套筒内腔的上端部浇筑有调平平台，调平平台与墩柱底部之间设有调平装置。

6、进一步的，所述浮筒装置包括支撑架和设置在支撑架外部的浮筒组件组成，支撑架通过锚链连接在沉箱基础上，支撑架内部通过交错分布的支撑杆支撑固定，所述支撑架上设置由多个连接部，连接部数量和位置与上套筒相匹配，通过浮筒装置通过连接部安装在上套筒上。

7、进一步的，所述下套管包括连接部和插接部组成，连接部和插接部中间处均设有与管桩安装孔道导通的通孔，插接部具有开口朝上的插槽，插槽底部与连接部之间形成限位台阶面。

8、进一步的，所述沉箱基础上设置灌浆口，灌浆口沿下套管外周分布，灌浆口与管桩安装孔道内腔导通，上套筒内设置灌浆管，灌浆管出口端与灌浆口连接。

9、本发明的有益效果如下：

10、1.海水风机基础通过钢桩、沉箱基础和钢管架相配合，增加海上风机基础的承载力，强度高，可以降低波浪和水流的荷载作用，提高海水风机基础的使用寿命。

11、2.沉箱基础体安放在经预处理的海床上，在施工时不仅起到定位导向作用，便于海水施工作业。同时增加管桩套筒组件底部的承载力，抵抗海洋环境荷载，确保钢桩和钢管架施工过程的稳定性。

12、3.在钢桩打入海床的施工过程中，浮筒装置对相邻管桩套筒组件上端部之间支撑作用，同时浮筒组件提供足够浮力，确保施工过程中管桩套筒组件不发生偏移，确保施工进程顺利进行，增强整体的稳定性。施工完成后，浮筒组件保留在海上风机基础上，为海上风机基础提供防撞的保护作用。在水位变化时浮筒提供足够的浮力，使浮筒上的锚链始终保持张紧状态，平衡风机结构传递的荷载以及海洋环境的荷载，增强整体稳定性。

13、4.钢管架的钢管柱套接在上套筒上，钢管柱与上套筒之间浇灌连接，增强海上风机基础在海水部分的支撑强度。

技术特征：

1.一种海上风机基础，其特征是：包括沉箱基础和钢管架，所述沉箱基础上均匀设有多个管桩安装孔道，管桩安装孔道上设有用于安装钢桩的管桩套筒组件，所述管桩套筒组件的上端部外围设置有至少一个浮筒装置，所述浮筒装置底部通锚链连接在沉箱基础上，钢桩穿过管桩套筒组件和管桩安装孔道处锤入海床内，所述钢管架套接在管桩套筒组件上。

2.根据权利要求1所述的一种海上风机基础，其特征是：所述管桩套筒组件包括下套管和上套筒，所述下套管焊接固定在管桩安装孔道上方，上套筒下端部套接在下套管外部并固定在沉箱基础上，所述钢管架的钢管柱套接固定在上套筒上。

3.根据权利要求2所述的一种海上风机基础，其特征是：所述钢管架包括架体和安装在架体上方的承台，过渡段塔筒安装在承台上，架体由多个钢管柱组成，钢管柱分别插入上套筒内，所述承台四周角落均具有墩柱，墩柱的底部设有多个连接柱，连接柱插接固定在钢管柱顶部凹槽内。

4.根据权利要求3所述的一种海上风机基础，其特征是：上套筒内腔的上端部浇筑有调平平台，调平平台与墩柱底部之间设有调平装置。

5.根据权利要求1-4所述的一种海上风机基础，其特征是：所述浮筒装置包括支撑架和设置在支撑架外部的浮筒组件组成，支撑架通过锚链连接在沉箱基础上，所述支撑架上设置由多个连接部，连接部数量和位置与上套筒相匹配，通过浮筒装置通过连接部安装在上套筒上。

6.根据权利要求5所述的一种海上风机基础，其特征是：所述下套管包括连接部和插接部组成，连接部和插接部中间处均设有与管桩安装孔道导通的通孔，插接部具有开口朝上的插槽，插槽底部与连接部之间形成限位台阶面。

7.根据权利要求6所述的一种海上风机基础，其特征是：所述沉箱基础上设置灌浆口，灌浆口沿下套管外周分布，灌浆口与管桩安装孔道内腔导通，上套筒内设置灌浆管，灌浆管出口端与灌浆口连接。

8.基于权利要求1中海上风机基础的施工方法，步骤如下，

技术总结
本发明公开了一种海上风机基础，包括沉箱基础和钢管架，所述沉箱基础上均匀设有多个管桩安装孔道，管桩安装孔道上设有用于安装钢桩的管桩套筒组件，所述管桩套筒组件的上端部外围设置有至少一个浮筒装置，所述浮筒装置底部通锚链连接在沉箱基础上，钢桩穿过管桩套筒组件和管桩安装孔道处锤入海床内，所述钢管架的钢管柱套接在管桩套筒组件上。该海水风机基础采用干法作业，工程难度低，便于海上施工。

技术研发人员：郭林,徐子雅,孙毅龙,李辉,于正,周建海,姜品正,黄文育,张嘉辉
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29