[发明专利]后装配式抗冰锥海上基础结构及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及海上风电场工程技术领域，特别是涉及一种后装配式抗冰锥海上基础结构及其安装方法。

背景技术

随着我国海上风力发电技术的发展，在海上风电场建设中，单桩基础应用越来越广泛，但是在我国北方海域，采用这类基础型式需要考虑到海冰的影响。

海冰是高纬度海域海洋结构物设计和安全运营的重要影响因素，海冰在与海洋结构物相互作用时总是要设计成海冰先遭到破坏，我国渤海和黄海北部每年都出现不同程度的冰冻，冰荷载是海洋工程结构设计的控制性荷载，目前我国北方海域重冰区大型钢结构建筑物抗冰的通行做法是在基础腿柱上的潮差段安装正、倒锥组合体，正、倒锥组合体简称为抗冰锥体，当冰排作用于锥体斜面时，冰排上产生径向和环向裂纹，冰排主要以弯曲模式破坏，故抗冰锥体有助于减小冰荷载和冰激振动，抗冰锥体已在重冰区的石油平台导管架上大量应用。然而，这类抗冰锥都是不规则体，运输存在困难，现场分片安装时重心难以把握，水下部分的连接也比较困难。

现在国内通行的做法是抗冰锥体事先安装在导管架桩腿套管上，随导管架体一起放入水中，这种做法即为“先装法”施工。对于海上风电单桩基础来说，尤其是无过渡段单桩基础，抗冰锥体如果采用“先装法”施工，在单桩基础沉桩施工时高达1500千焦以上的激振力反复作用在桩顶，抗冰锥体与桩体连接部位反复承受疲劳应力作用，在抗冰锥体自重和沉桩振动作用下，抗冰锥体与桩体连接部位很容易脱开，造成抗冰锥体失效。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种后装配式抗冰锥海上基础结构及其安装方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种后装配式抗冰锥海上基础结构，包括：筒形基础；抗冰锥组件包括：套筒，所述套筒上设有供所述筒形基础穿过的筒体孔部；所述套筒的外壁上设有抗冰锥体，所述抗冰锥体的底面上设有若干个插接件，若干个所述插接件围绕于所述抗冰锥体的底面所在圆环的圆心，且沿周向均匀布置；下部辅助支撑件，所述下部辅助支撑件为环型，且围绕所述筒形基础的外周侧面设置；所述下部辅助支撑件的顶面上设有若干个与所述插接件相应的插孔；当所述抗冰锥组件安装于所述筒形基础上时，套筒套设于所述筒形基础的外部，每个所述插接件插入于相应的所述插孔中，且对所述筒形基础的外壁和所述套筒的内壁之间的空腔进行灌浆。

优选地，所述后装配式抗冰锥海上基础结构还包括安装于所述抗冰锥组件顶部的上部辅助支撑件，所述上部辅助支撑件与所述筒形基础连接。

进一步地，所述上部辅助支撑件包括：上圈梁和上牛腿，所述上圈梁设置于所述抗冰锥组件的顶部，所述上圈梁上设有供所述筒形基础穿过的上圈孔；所述上牛腿设置于所述上圈梁的顶面上，所述上牛腿与所述筒形基础连接。

优选地，所述筒形基础的内壁上设有与所述空腔连通的壁部通孔。

优选地，所述下部辅助支撑件包括：下圈梁和下牛腿，所述下牛腿设置于所述筒形基础上，所述下圈梁设置于所述下牛腿的顶面上，且所述下圈梁的内侧面绕设于所述筒形基础上，若干个所述插孔设置于所述下圈梁上。

优选地，所述后装配式抗冰锥海上基础结构还包括：基础部止水件和与所述基础部止水件相应的组件部止水件；所述基础部止水件设置于所述筒形基础的外壁与所述下部辅助支撑件的顶面的连接处，且所述基础部止水件围绕于所述筒形基础的外壁；所述组件部止水件围绕所述套筒的内壁的下部设置；当抗冰锥组件安装于所述筒形基础上时，所述基础部止水件与所述组件部止水件接触，形成环型止水构件。

进一步地，所述基础部止水件包括竖直止水部和与所述竖直止水部连接的水平止水部，所述竖直止水部围绕所述筒形基础的外壁设置，所述水平止水部设置于所述下部辅助支撑件的顶面上；所述组件部止水件包括止水件本体和止水延伸体，所述止水件本体围绕所述套筒的内壁的下部设置，所述止水延伸体的一端与所述止水件本体连接，所述止水延伸体的另一端向着远离所述止水件本体方向延伸；当抗冰锥组件安装于所述筒形基础上时，所述止水件本体与所述水平止水部接触，所述止水延伸体的另一端与所述竖直止水部接触。

优选地，所述套筒的内壁的壁厚大于所述抗冰锥体的壳体的壁厚。

本发明还涉及一种所述后装配式抗冰锥海上基础结构的安装方法，包括以下步骤：

1)将筒形基础进行沉桩施工；

2)将抗冰锥组件的套筒套设于筒形基础的外部，且使每个插接件插入于相应的插孔中；

3)对所述筒形基础的外壁和所述套筒的内壁之间的空腔进行灌浆，使所述筒形基础与所述套筒固定连接。