[发明专利]一种带牛腿的导管架海上风机基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于海上风电工程的技术领域，具体涉及一种带牛腿的导管架海上风机基础及其施工方法。

背景技术

海上工程因在海上施工，工况较恶劣，受自然条件影响大，可作业时间短，施工难度较大。

导管架是目前最常用的海洋工程基础结构类型之一，由于其具有整体刚度大、受波浪力小、结构变形小等优点，适用于各种水深的海域，因此在海洋石油及海上风电等领域应用较为广泛。常规的导管架施工方法为将结构置于海床泥面，其下端外伸钢筒与入土的桩基通过水下灌浆连接，灌浆质量不易检验；将导管架搁置于海床泥面时需设置防沉措施，难保稳定；而且桩基沉桩时需在水下定位，较难实施；此外，在深水区域采用导管架时，由于整体高度较高，不但造价高昂，而且对施工设备的要求也相当高。

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带牛腿的导管架海上风机基础及其施工方法，与普通导管架结构相比，增设施工牛腿从而彻底改变施工方法，其施工更为简单便利，对施工设备的要求更低。其解决了施工期悬空的导管架结构固定、稳定的问题；其次是解决了基桩海上施工定位、导向、夹桩等问题，灌浆质量可以干法检验，而且可减小导管架的高度，节省钢材，该结构施工简便、工期省、可实施性好，适用于水深较大、覆盖层较厚的地区。

本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种带牛腿的导管架海上风机基础，包括导管架11、设置于导管架11的导管12内并延伸嵌入地基的基桩15，设置于导管12上的牛腿法兰13，通过牛腿法兰13与导管12连接的施工牛腿14。

其中，所述牛腿法兰13设置于导管12的顶端，或设置于导管12的上段侧面，固定于导管12之上。

其中，所述施工牛腿14为水平外伸的钢质悬臂，或竖直管加水平钢质悬臂，与导管12通过牛腿法兰13连接，可安装与拆卸。

其中，所述的基桩15为钢管桩，不少于3根，其外径比导管12的内径稍小，其顶端可低于/齐平/伸出导管12的顶端。

其中，所述的基桩15的桩身与导管12部分重叠，在重叠区间的环形缝通过灌浆固定连接，还可在基桩15与导管12内增加浇筑钢筋砼21。

一种带牛腿的导管架海上风机基础的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制作导管架11、牛腿法兰13、施工牛腿14、基桩15、辅助桩16、钢横梁17等，将牛腿法兰13固定设置于导管架11的导管12上，将施工牛腿14通过牛腿法兰13安装于导管12之上；

S2、测量定位后，利用海上打桩设备在预定位置进行辅助桩16的沉桩施工，以一定间距的两根桩为一组，在导管架11的每根导管12所对应的位置实施一组辅助桩16，辅助桩16的承载力应满足预定临时支撑导管架11的要求；

S3、在每组辅助桩16的两根桩之间焊接钢横梁17，各钢横梁17的底面标高应高出施工水位，其顶面高程由设计确定，并保持水平；

S4、利用海上起重设备将导管架11通过施工牛腿14搁置于辅助桩16之间钢横梁17之上，使其达预定标高及垂直度，并采取固定措施保持稳定；

S5、利用导管架11作为平台、导管12作为定位导向装置，采用打桩设备在导管12内部进行基桩15的沉桩施工，使基桩15底端达到设计深度，其顶端可低于/齐平/伸出导管12的顶端；

S6、在基桩15与导管12形成的环形空间灌注砂浆18，使基桩15与导管12固定连接；可抽水干法检验灌浆18质量，还可在基桩15与导管12内增加浇筑钢筋砼21；

S7、拧开法兰螺栓拆除施工牛腿14，切割辅助桩16之间的钢横梁17，拔桩拆除辅助桩16；

S8、通过导管架11上部的基础环底座19上设置的基础环20安装风机塔筒。

本发明的有益效果：利用先施工的成组辅助桩作为支撑系统，通过特殊设置的施工牛腿将导管架“悬空”搁置于支撑系统上，然后利用导管架的导管作为定位导向装置，进行基桩的沉桩施工，最后对基桩和导管进行灌浆连接，灌浆质量可以干法检验。其解决了施工期悬空的导管架结构固定、稳定的问题；其次是解决了基桩海上施工定位、导向、夹桩等问题，在水深较大的区域，可有效减小导管架的高度，节省钢材，该结构施工简便、工期省、可实施性好，适用于水深较大、覆盖层较厚的地区，在海上风电工程中具有广泛的应用前景。

附图说明