[发明专利]海上风力发电机组单管桩基础装置

说明书

技术领域

本发明涉及海上风力发电技术，尤其涉及一种海上风力发电机组单管桩基础装置。

背景技术

随着全球能源危机及环境恶化的加剧，清洁能源与可再生能源越来越受到各国的重视。近些年来，风电在我国迎来了快速发展期，但是由于土地资源的减少、电网建设的滞后以及大型风机公路运输困难等因素的限制，陆上风电的发展受到一定制约。由于我国东部沿海省市人口稠密、经济发达，用电需求旺盛，而且东部沿海为风能资源丰富区，海上风电逐步受到各个风机厂商和发电公司的重视，发展空间十分广阔。

海上风力发电机基础主要的结构形式有：混凝土重力式、单管桩、多桩导管架、漂浮式等。

单管桩基础由于结构简单、施工快捷而适合大规模的风场采用。在欧洲海上风电场的建设中单管桩的结构形式占有绝对份额。在国内，随着海上打桩设备的大量引进，预计在今后海上风场中单管桩基础会被广泛采用。

单管桩基础主要由两部分组成：管桩和过渡段。由于海上打桩时，管桩的垂直精度是不能够满足风力发电机的安装要求，所以单管桩基础都需要过渡段将风机塔筒与管桩连接起来。过渡段与管桩之间留有一定缝隙，可以在一定范围内纠正管桩的垂直度偏差。过渡段调平后用高强灌浆料将缝隙灌满，形成灌浆层，以实现过渡段与管桩的连接。

但是，由于灌浆层与管桩的外壁、过渡段的内壁粘接，连接强度较低，需要增加管桩和过渡段的连接区段长度，或者提高灌浆料强度等级来提高连接强度，因而增加了单管桩基础装置的制造成本。

发明内容

本发明提供一种海上风力发电机组单管桩基础装置，用以解决现有技术中的海上风力发电机组单管桩基础装置连接强度低和制造成本高的技术缺陷。

本发明提供一种海上风力发电机组单管桩基础装置，包括管桩、过渡段、周向剪力键和灌浆层；所述过渡段套设在所述管桩的上部，所述管桩的下部能够插设于海床中；所述灌浆层充填在所述管桩和所述过渡段之间；

所述周向剪力键沿所述管桩轴线方向多层间隔固定在所述管桩外壁和/或所述过渡段内壁上且埋设在所述灌浆层内。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础装置，所述周向剪力键分别在管桩外壁和过渡段内壁上沿管桩轴线方向多层间隔设置。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础装置，每层周向剪力键分为多段且相邻两段周向剪力键沿管桩轴线方向呈交错分布。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础装置，位于管桩外壁的周向剪力键与过渡段内壁上的周向剪力键沿管桩轴线方向呈交错分布。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础装置，每层周向剪力键分为多段，相邻两段周向剪力键沿管桩轴线方向呈交错分布，且位于管桩外壁的周向剪力键与过渡段内壁上的周向剪力键沿管桩轴线方向也呈交错分布。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础装置，所述周向剪力键的截面为弧形。

如上所述的海上风力发电机单管基础装置，每段周向剪力键为弧形且弧度与所述管桩的外壁或过渡段的内壁的弧度相同。

如上所述的海上风力发电机组单管桩基础装置，所述海上风力发电机组单管桩基础装置还包括轴向剪力键；所述轴向剪力键固定在所述管桩外壁和/或过渡段内壁上且位于相邻两层周向剪力键之间。

本发明提供的海上风力发电机组单管桩基础装置，由于在管桩的外壁和过渡段内壁上设置有周向剪力键，该周向剪力键埋设在灌浆层内，因而可以提高管桩与过渡段的连接强度，将过渡段传递过来的竖向力、水平弯矩和扭转力矩有效传递给管桩再传递给海床，并且可以减低海上风力发电基础单管桩基础装置的制造成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的海上风力发电机组单管桩基础装置的结构示意图；

图2为本发明第二实施例提供的海上风力发电机组单管桩基础装置中的局部放大图；

图3为本发明第三实施例提供的海上风力发电机组单管桩基础装置中的管桩上的周向剪力键和轴向剪力键的示意图。

具体实施方式

参考图1，图1为本发明第一实施例提供的海上风力发电机组单管桩基础装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的海上风力发电机组单管桩基础装置包括管桩1、过渡段2、周向剪力键3和灌浆层4。过渡段2套设在管桩1的上部，管桩1的下部用于插设于海床中；灌浆层4充填在管桩1和过渡段2之间。

周向剪力键3沿管桩1轴线方向多层间隔固定在管桩1外壁和过渡段2内壁上且埋设在灌浆层4内。