[发明专利]用于海上风电的偏心多脚架基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程基础的技术领域，具体涉及一种用于海上风电的偏心多脚架基础及其施工方法。

背景技术

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。

目前，三桩三脚架结构是海上风电常用的基础结构类型之一，其结构较为简单，沉桩数量少，三脚架在沉桩完成后整体一次安装，海上施工工序较少。但目前常规的三脚架结构存在以下不足之处：海上沉桩定位难，沉桩过程中难以精确控制桩基的位置，桩基施工往往偏位过大，导致三脚架的对位安装非常困难。若采用沉桩测量后再定制三脚架的施工方案，则会导致工期大大延长。此外，常规的三脚架通过复杂的空间结构把塔筒基础环设置在三脚架形心处，这使得三脚架各杆件产生较大的应力集中现象，其受力状况非常复杂。

上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的内容。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种用于海上风电的偏心多脚架基础及其施工方法，与普通三桩三脚架基础相比，塔筒的支撑、固定与传力结构更简单，结构刚性及整体性更好，海上施工更便利，可有效减小施工难度和节省工期，总体经济性好。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种用于海上风电的偏心多脚架基础，包括竖直布置的一根主桩和至少两根普桩，主桩和普桩的上段之间通过钢桁架固定连接，所述主桩的顶端固定设置有用于与风机塔筒连接的塔筒基础环。

其中，所述主桩和普桩呈三角形或四边形布置，主桩的直径大于等于普桩的直径。

其中，所述钢桁架上设置有与主桩、普桩相对应的钢套筒，主桩、普桩的上段固定设置在钢套筒内。

其中，所述塔筒基础环与钢套筒为一体结构。

其中，所述与主桩对应的钢套筒设置于钢桁架的一个顶点，其四周与钢桁架的杆件通过连接块固定连接，与普桩对应的钢套筒设置于多边形钢桁架的其余顶点，与钢桁架的杆件焊接固定。

其中，所述主桩与对应的钢套筒通过在两者之间形成的环形空间浇筑钢筋砼固定连接。

其中，所述普桩与对应的钢套筒通过在两者之间形成的环形空间灌注砂浆或浇筑钢筋砼固定连接。

一种用于海上风电的偏心多脚架基础的施工方法，包括如下步骤：

S1、在工厂加工制作主桩、普桩、塔筒基础环和带有钢套筒的钢桁架，并将塔筒基础环和钢桁架集成为一体结构；

S2、在工程区域进行主桩、普桩的海上沉桩施工；

S3、利用起重船安装塔筒基础环和钢桁架一体结构，使各个钢套筒套置于对应的主桩、普桩外侧，调整钢桁架位置使基础环的平整度符合要求，然后采用焊接或插销或卡环等措施固定；

S4、在普桩和对应的钢套筒之间的环形空间灌注砂浆或浇筑钢筋砼，在主桩和对应的钢套筒之间浇筑钢筋砼，使塔筒基础环和钢桁架一体结构固定于桩基之上；

S5、通过塔筒基础环安装海上风电机组的塔筒。

本发明的有益效果：钢桁架有一定的空间高度，钢桁架与主桩、普桩组成的多边形框架结构的刚度及整体性加大；钢桁架与主桩、普桩对应的钢套筒的直径较大，使主桩、普桩在钢套筒内有较大的可调节空间，使得钢桁架安装时对基桩的偏位的适应范围大大提高，因而更便于钢桁架的对位安装，能有效减小施工难度和节省工期；同时，通过直接在主桩上端安装塔筒基础环，使塔筒的支撑、固定与传力结构更为简单。该结构的总体经济性更好，在海洋工程中具有广泛的应用前景。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图１是用于海上风电的偏心多脚架基础的结构示意图。

图2为图1中A-A截面示意图。

图3为图1中B-B截面示意图。

图4为主桩及普桩与钢套筒均采用钢筋砼连接的B-B截面示意图。

图5为图2中C-C截面示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。