[发明专利]一种海上风电单桩基础防冲刷套筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上风电单桩基础防冲刷套筒，特别涉及一种利用反弧段套筒的反弧形结构保护桩周土体并降低水流流速的海上桩基防冲刷装置，属于海洋工程技术领域。

背景技术

能源是现代社会发展的核心资源，随着传统能源的日益耗尽，新型能源的发展迫在眉睫。其中风电能作为一种清洁的可再生新型能源，被越来越广泛的以风力发电的形式运用在现代社会发展中，截止2009年底，全球累计装机容量已经达到了1.59亿千瓦，2009年全年新增装机容量超过3千万千瓦，涨幅31.9％。而我国截止到2012年底，已建成海上风电项目共计389.6MW。

在海上风电场建设的迅速发展中，桩基以其结构简单、施工便捷、承载性能优越的特点得到了广泛的运用。不同于陆地上的桩基结构，海上工程环境极其复杂，以淤泥、粉质沙土等为主的海床地质条件的海床土壤易液化，海底的波、流会在单桩基础的周围产生严重的局部冲刷，从而形成底坑，影响单桩基础的稳定性。

针对上述海上桩基容易受冲刷破坏的问题，现行工程中采用较多的是护底减冲防护措施，护底减冲防护措施主要利用以抛石、砂袋为主的防护层对桩基周边冲刷影响区域进行防护，以达到折减最大冲刷深度从而保证桩基稳定的效果。以上所述相关冲刷防护措施的技术比较成熟，具有大量的工程实例，但该桩基冲刷防护措施体现的防护原理是利用防护层对桩基周边土体进行保护以抵抗水流冲刷，不能达到减缓波流流速从而从根本上控制桩基冲刷的效果。

因此，为解决海上桩基冲刷问题及克服现有桩基冲刷防护措施的不足，本发明提出一种利用反弧段套筒的反弧形结构保护桩周土体并降低水流流速的海上桩基防冲刷装置。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种海上风电单桩基础防冲刷套筒。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海上风电单桩基础防冲刷套筒，包括反弧段套筒、入土段套筒、第一环形加强肋和第二环形加强肋，反弧段套筒呈喇叭状，较大开口朝下，反弧段套筒的下端与入土段套筒通过焊接连接，入土段套筒为空心圆柱体，在反弧段套筒的内部设置有第一环形加强肋和第二环形加强肋，所述反弧段套筒的下沿的内径与入土段套筒的内径相等。

所述反弧段上沿的切线与桩基轴向平行。

所述反弧段下沿的切线与入土段套筒轴向的较大夹角在120°-150°之间。

所述的反弧段套筒的上沿的内径略大于所防护桩基的外径，所述的反弧段套筒的上沿的直径为1-9米。

所述的反弧段套筒的下沿的直径与入土段套筒的直径相等，具体尺寸通过综合考虑所保护桩基的尺寸、工程的等级以及桩基面临的冲刷强度等因素而定，直径为6-50米。

所述的反弧段套筒的高度由反弧段的的弧长及弧度确定，高度为5-30米。

所述的入土段套筒的高度为1-5米。

所述的反弧段套筒和入土段套筒具有相同的壁厚，壁厚为0.1-0.3米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：海上风电单桩基础防冲刷套筒直接覆盖桩周土体，直接防护桩周土体被水流冲刷；本发明通过反弧段套筒的弧形结构对水流方向及流速进行调整，通过减少桩基受冲刷的能量来降低桩周土体被冲刷程度；本发明的结构简单，可实现陆上预制；本发明安装步骤简单，在桩基安装完成后，直接将该防冲刷套筒套在桩头，利用自重沉入土体，方便施工，可以大大节省桩基冲刷防护的施工成本。

附图说明

图1为海上风电单桩基础防冲刷套筒的平面布置图。

图2为海上风电单桩基础防冲刷套筒的立体图。

图3为海上风电单桩基础防冲刷套筒的局部立体图。

其中，1为反弧段套筒，2为入土段套筒，3为第一环形加强肋，4为第二环形加强肋，5为单桩，6为海床，a为反弧段套筒的上沿，b为反弧段套筒与入土段套筒的连接点。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图中所示，一种海上风电单桩基础防冲刷套筒，包括反弧段套筒、入土段套筒、第一环形加强肋和第二环形加强肋，反弧段套筒呈喇叭状，较大开口朝下，反弧段套筒的下端与入土段套筒通过焊接连接，入土段套筒为空心圆柱体，在反弧段套筒的内部设置有第一环形加强肋和第二环形加强肋，所述反弧段套筒的下沿的内径与入土段套筒的内径相等。

所述的反弧段套筒的上沿的内径大于所防护桩基的外径。