[发明专利]一种混凝土支撑结构的三个筒型基础组合式基础结构体系

说明书

本发明涉及基础结构领域，公开了一种混凝土支撑结构的三个筒型基础组合式基础结构体系，包括中心点连线构成三角形的三个筒型基础，每个筒型基础顶部连接有一个混凝土压载舱结构，每两个混凝土压载舱结构之间连接有一个竖向混凝土连接件，三个竖向混凝土连接件之间设置有混凝土连接底板，混凝土连接底板上部设置有位于中央的混凝土柱，混凝土柱顶部设置有混凝土连接顶板，混凝土柱与每个混凝土压载舱结构之间分别由斜向薄片式变截面混凝土结构连接。本发明通过类似异形柱的混凝土支撑结构，有效地将上部结构传递下来的较大弯矩，在筒型基础处近似转化为拉力和压力，以发挥筒型基础最大的承载力，节省材料。

技术领域

本发明涉及一种港口、海洋、水利和桥梁工程的基础结构领域，具体的说，是涉及一种多筒组合以优化筒型基础受力的基础结构。

背景技术

目前，在海洋工程领域如海上风力发电工程中，基础结构通常有桩基础、重力式基础、导管架式基础、负压基础和浮式平台等形式，这些基础结构通常需要大型机具进行运输和安装，造成施工费用较高，施工周期较长。相比传统基础结构而言，筒型基础由于其造价低廉、施工便捷、使用安全可靠、可回收复用等特点被广泛应用于海洋工程中。

但是，海上风力发电基础结构所处环境十分复杂，所受荷载除了上部结构传递下来的风机塔架等结构重量的竖向力外，还有风荷载传递到基础结构的水平力和弯矩，以及波浪、海流、海冰荷载等。大弯矩荷载一般导致需要筒型基础直径较大，而大直径单筒基础的施工限制条件较多，如其运输和安装过程需要大型机具等。

因此，如何设计合理的基础形式和传力体系，将上部荷载安全有效地传递到筒型基础，并最大可能的发挥筒型基础的承载力，克服大直径单筒基础的施工限制是筒型基础设计中的一个关键环节。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中存在的上述问题，提供一种混凝土支撑结构的三个筒型基础组合式基础结构体系，通过斜向薄片式变截面混凝土结构和混凝土圆柱结构形成类似异形柱的混凝土支撑结构，有效地将上部结构传递下来的较大弯矩，在筒型基础处近似转化为拉力和压力，以发挥筒型基础最大的承载力，节省材料，并且在施工中可实现“浮运-下沉-调平”成套技术，施工周期短，降低海上风电场建设成本。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种混凝土支撑结构的三个筒型基础组合式基础结构体系，包括三个筒型基础，三个所述筒型基础的中心点连线构成一个三角形，每个所述筒型基础顶部连接有一个混凝土压载舱结构，所述混凝土压载舱结构的中心轴与其连接的所述筒型基础的中心轴共线；每两个所述混凝土压载舱结构之间连接有一个竖向混凝土连接件，所述竖向混凝土连接件与所连接的两个所述混凝土压载舱结构的中心轴共面；三个所述竖向混凝土连接件之间设置有混凝土连接底板，所述混凝土连接底板位于所述筒型基础与所述混凝土压载舱结构所连接的水平面上；所述混凝土连接底板上部设置有混凝土柱，所述混凝土柱位于三个所述筒型基础所构成三角形的内心处；所述混凝土柱顶部设置有混凝土连接顶板，所述混凝土连接顶板用于连接上部结构；所述混凝土柱与每个所述混凝土压载舱结构之间分别由1-4个斜向薄片式变截面混凝土结构连接，所述斜向薄片式变截面混凝土结构的高度与所述混凝土柱的高度一致，其截面长度由所述混凝土连接顶板至所述混凝土压载舱结构边缘呈连续变化。

其中，所述筒型基础内部设置有多个舱室。

其中，所述筒型基础为钢制圆筒形，外径为10～20m，高度为4～6m。

其中，每两个所述筒型基础之间的净距离为1～3倍的所述筒型基础外径。

其中，所述混凝土压载舱结构为开口向上的圆筒形，其外径为10～20m，高度为4～6m。

其中，所述筒型基础周边设置向上延伸的钢质肋板并插入所述混凝土压载舱结构，以实现所述混凝土压载舱结构与所述筒型基础的连接。