增强型海上风电场单桩基础的制作方法
【专利摘要】本实用新型为一种增强型海上风电场单桩基础，包含单桩基础，其上环设开口向下的筒形侧翼，筒形侧翼与单桩基础之间设加劲肋，筒形侧翼顶部设至少两圈排水孔，由排水孔灌注形成混凝土层，混凝土为毛石混凝土或素混凝土，单桩基础和筒形侧翼上喷涂纳米防腐材料，设有筒形侧翼的单桩基础通过液压振动锤联动方式沉桩于海床，在筒形侧翼周围的海床表面抛石处理，本实用新型能大幅度提高单桩基础抗倾覆与抗侧移能力，避免出现单桩基础侧向倾斜失效，更适合海上风电场所处的特殊环境。
【专利说明】
増强型海上风电场单桩基础
技术领域
[0001]本实用新型属于风力发电领域，是一种增强型海上风电场单粧基础。
【背景技术】
[0002]单粧基础是一种常用的海上风电场风机基础形式，将一根钢管锤击夯入海床或者钻孔安装在海床上形成的基础，一般基础直径为3?6m，壁厚约为直径的1%，插入海床的深度与土体的强度有关，主要靠粧侧土压力传递风机荷载，主要适用于浅水及20?25 m的中等水域、土质条件较好的海上风电场项目。这种基础目前已经广泛地应用于欧洲海上风电场。
[0003]而现有的单粧基础的主要缺陷是:单粧基础的重量大，对施工设备要求相对较高，最重要的是单粧基础抗倾覆与抗水平承载能力与土层的密实度休戚相关，要求土层具有一定的密实性，特别是接近地表的浅层土不能够太松散或太软弱。事实上，海上风电场地多为松散土或者软弱土，不能提供足够的粧土相互作用，在长期循环荷载作用下单粧基础的水平位移将持续增大，容易导致单粧基础侧向倾斜。在实际工程中，此类例子屡见不鲜。
[0004]如何有效防止单粧基础倾斜、保障其使用安全性，是目前亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本发明的所解决的技术问题即在提供一种具有筒形侧翼的增强型海上风电场单粧基础，具备极强的抗倾覆与抗水平承载能力。
[0006]本实用新型所采用的技术手段如下所述。
[0007]—种增强型海上风电场单粧基础，包含单粧基础，该单粧基础上环设开口向下的筒形侧翼，筒形侧翼可与单粧基础一体成型，或筒形侧翼焊接与单粧基础上。
[0008]所述筒形侧翼与单粧基础之间设一圈加劲肋，加劲肋为复数个，环单粧基础周圈均匀设置。
[0009]所述筒形侧翼顶部设至少两圈排水孔。
[0010]所述由排水孔灌注形成混凝土层。
[0011 ] 所述混凝土为毛石混凝土或素混凝土。
[0012]所述单粧基础和筒形侧翼上喷涂纳米防腐材料。
[0013]所述设有筒形侧翼的单粧基础通过液压振动锤联动方式沉粧于海床。
[0014]本实用新型所产生的有益效果如下。
[0015]1、在单粧基础上增加筒形侧翼。改变了常规单粧基础的受力机制，筒形侧翼一方面能将弯矩转化为拉力与压力，提高其抗倾覆能力，另一方面筒形侧翼垂直侧面能大幅度提高水平承载力，避免出现单粧基础侧向倾斜失效。
[0016]2、单粧与筒形侧翼之间设置加劲肋，保证了二者之间的有效连接。
[0017]3、筒形侧翼上设置排水孔，一方面可以在沉粧过程中排海水，以利于沉粧，另一方面还可以通过该孔灌注毛石混凝土(或低标号素混凝土)，以克服海床地形高低起伏的影响。
[0018]4、在筒形侧翼周围的海床表面作抛石处理，提高单粧基础的防冲刷能力。
[0019]5、防腐方式采用新型纳米防腐材料，以确保结构防腐性能及耐久性。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型增强型海上风电场单粧基础的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型保护一种增强型海上风电场单粧基础，包含单粧基础I，该单粧基础I上环设开口向下的筒形侧翼2，其可通过焊接或一体成型的方式设置。为保证单粧基础I与筒形侧翼2有效连接，二者之间设加劲肋3，该加劲肋3为复数个，环单粧基础周圈均匀设置，以每隔60°设置一个、一圈共设6个为最佳，当然其他可达稳固效果的设置方式均可。筒形侧翼2顶部可设至少两圈排水孔5，其可在沉粧过程中排出海水，也可进一步由排水孔灌注使筒形内部形成混凝土层4，以克服海床地形高低起伏的影响。灌注的混凝土可采用毛石混凝土或素混凝土 (低标号素混凝土)。
[0022]由于海洋环境的腐蚀性较强，单粧基础和筒形侧翼上喷涂纳米防腐材料，以保证结构防腐性能及耐久性。
[0023]由于单粧基础较重，特别是增加了具备筒形侧翼和加劲肋的上述单粧基础，沉粧方式可选择液压振动锤联动沉粧于海床。
[0024]实际使用时，单粧基础通常采用钢管粧，粧径为3?6m，壁厚约为直径的1%。将海上风电场单粧基础焊上筒形侧翼，筒形侧翼直径约为单粧基础直径的4倍，筒形侧翼深度约为单粧基础直径的0.5倍。待单粧基础沉入土体中，筒形侧翼随之沉入海床中，并保持筒形侧翼顶部与海床顶部尽量贴合。筒形侧翼顶部的排水孔直径约lm，沿单粧基础周圈布置，以每隔30°设置一个为最佳，在沉粧过程中排海水，以利于沉粧，另外，通过该排水孔灌注毛石混凝土(或低标号素混凝土)，以克服海床地形高低起伏的影响。为了提高单粧基础的防冲刷能力，在筒形侧翼周围的海床表面抛石处理。
[0025]常规单粧基础主要依靠侧土压力抵抗弯矩与水平荷载，本实用新型的增强型单粧基础除依靠侧土压力之外，其筒形侧翼一方面能将弯矩转化为拉力与压力，提高其抗倾覆能力，另一方面筒形侧翼垂直侧面能大幅度提高水平承载力。由于海洋环境腐蚀性较强，采用新型纳米防腐材料，以确保结构防腐性能及耐久性。本实用新型能大幅度提高单粧基础抗倾覆与抗侧移能力，避免出现单粧基础侧向倾斜失效。
【主权项】
1.一种增强型海上风电场单粧基础，包含单粧基础，其特征在于，该单粧基础上环设开口向下的筒形侧翼。2.如权利要求1所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述筒形侧翼与单粧基础一体成型，或筒形侧翼焊接与单粧基础上。3.如权利要求1所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述筒形侧翼与单粧基础之间设加劲肋。4.如权利要求3所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述加劲肋为复数个，环单粧基础周圈均匀设置。5.如权利要求4所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述筒形侧翼顶部设至少两圈排水孔。6.如权利要求5所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述由排水孔灌注形成混凝土层。7.如权利要求6所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述混凝土为毛石混凝土或素混凝土。8.如权利要求1所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述单粧基础和筒形侧翼上喷涂纳米防腐材料。9.如权利要求1所述的增强型海上风电场单粧基础，其特征在于，所述设有筒形侧翼的单粧基础通过液压振动锤联动方式沉粧于海床。
【文档编号】E02D27/42GK205502053SQ201620247886
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】任要中, 贺广零, 季扬
【申请人】中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司