[实用新型]单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构，属于海上风电工程技术领域。

背景技术

目前，作为构造最为简单的一种海上风机基础型式，单桩基础是欧洲海上风电场的主导基础结构型式，在已建的海上风电场中约占70％。单桩基础通常由单根大直径(4m以上)钢管构成，下部深入土中，提供承载力；中部浸于水中承受波浪、海流、潮汐等长期循环作用；上部通过连接段或直接法焊接法兰与风机塔筒相连。随着国内制桩工艺、打桩设备、沉桩能力的提高，单桩基础在我国近海风电场建设中的应用也将日趋广泛。

海上风电工程为节约成本，往往采用较大功率的风电机组，上部风机荷载较大，并且国内沿海地区浅表层多为淤泥质软土，采用单桩基础往往直径较大，造成沉桩难度加大，常规的海上单桩基础施工设备无法满足施工要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述提出的问题提供一种单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构，设置小直径斜桩辅助增加整体结构水平承载力，减小中心单桩钢管桩重量与直径，减少海上钢管桩制作施工难度。

本实用新型所采用的技术方案是：一种单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构，具有单桩钢管桩和通过上下法兰连接的上部法兰连接段，且上下法兰之间通过高强螺栓拧紧连接，其特征在于：所述法兰连接段通过封闭连接管型的连接件与一组连接套管焊接成整体，该连接套管引导对应的斜管桩斜向打桩至设计高程，并采用灌浆与斜管桩连接为整体。

所述单桩钢管桩直径壁厚40～80mm；连接套管直径壁厚30～40mm；斜管桩直径壁厚20～30mm，且与单桩钢管桩呈α角10～50°。

所述单桩钢管桩的桩顶高程设置于平均海平面以上2～3m。

本实用新型的有益效果是：采用直径较小的斜管桩辅助单桩钢管桩，增加结构水平刚度，解决了由于浅表层淤泥质软土厚度大导致单桩基础结构直径过大、现有施工设备无法满足施工要求等问题。

附图说明

图1是本实用新型的立面图，为单桩钢管桩、法兰连接段和斜管桩连接布置图。

图2是本实用新型的I-I面俯视图，为斜管桩与单桩钢管桩平面布置图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为应用于海上风机的单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构，包括单桩钢管桩1和通过上法兰3和下法兰4连接的上部法兰连接段2，且上下法兰之间通过高强螺栓5拧紧连接。法兰连接段2通过连接件6与连接套管7焊接成整体，该连接套管采用灌浆9与斜管桩8连接为整体。其中，单桩钢管桩1直径壁厚40～80mm；连接套管7直径壁厚30～40mm；斜管桩8直径壁厚20～30mm。单桩钢管桩1和下法兰4在工厂内加工焊接而成，上部法兰连接段2和上法兰3在工厂内加工焊接而成。

施工时先将单桩钢管桩1打桩至设计高程，待沉桩完成后，安装上部法兰连接段2；连接件6根据结构受力情况，采用钢板焊接成的封闭连接管，将连接套管7与上部法兰连接段2焊接成整体，用于引导斜管桩8沉桩施工；斜管桩8利用连接套管7将其引导斜向打桩至设计高程，并采用灌浆9将斜管桩8和连接套管7连接为整体；斜管桩8直径较小，桩长较长，与单桩钢管桩1呈α角，范围在10～50°之内，桩径和桩长通过计算确定。

本实施例要求实施前根据施工单位打桩能力，确定斜管桩8直径、桩长及与单桩钢管桩1之间的角度，设计时避免斜管桩8与上部法兰连接段2顶部碰撞；且单桩钢管桩1的桩顶高程设置于平均海平面以上2～3m，便于上部法兰连接段吊装施工安装作业。