[实用新型]新型海底裙式吸力锚

说明书

技术领域

实用新型涉及海洋结构基础工程技术领域，尤其涉及一种适用于离岸风电工程海底地基基础的一种新型海底裙式吸力锚。

背景技术

近年来，随着海洋工程技术领域的高速发展，裙式吸力锚作为海洋工程中一种新型的基础形式，越来越广泛应用于海洋平台结构中，吸力锚基础由于在海底容易受到较大弯矩和水平动力荷载，随时间增长会产生较大的水平位移和转角，易发生迁移，无法保证海底地基基础设施的稳定性。

此外，吸力基础由于处在浅海中，海床冲刷引起吸力基础周围冲蚀，周围砂土液化，从而降低基础水平和竖向抗拔承载力。同时吸力基础在下沉时会产生较大向上的海水阻力，影响沉贯速度和沉贯质量；同时增加了能量损耗，会增加施工成本。因此，在现有基础上开发一种适用于海底地基基础的新型海底裙式吸力锚意义重大。

发明内容

针对现有吸力锚基础存在的不足，本实用新型提供了一种新型海底裙式吸力锚，其目的在于在一定程度上降低桶体周围海床土体被冲蚀的程度，有效提高基础设施的水平和竖向抗拔承载力，提高海底地基设施的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型的设计技术方案为：一种新型海底裙式吸力锚，其特征在于，它包括同中心轴的吸力主桶、双裙式结构和环形凹槽，其中吸力主桶是顶端封闭，底部开口的一种钢制基础桶形结构，其顶部中心处设排水孔，环形凹槽环绕在吸力主桶外壁上，双裙式结构是由双层裙边即外裙边和内裙边环绕在吸力主桶外围的圆筒形结构，其顶面均匀布置有永久性透水圆孔。

在新型海底裙式吸力锚中，为提高海底地基设施的稳定性，吸力主桶直径与高度比例为1：（1.0~2.0）。

在新型海底裙式吸力锚中，双裙式结构外裙半径与吸力主桶半径比例为（1.5~2.0)：1，双裙式结构内裙边到外裙边距离取外裙半径与吸力主桶半径之差的二分之一，双裙式结构裙边高度与吸力主桶高度比例为（0.1~0.5)：1。

在新型海底裙式吸力锚中，在吸力主桶底端处开始依次向上设置三个间距为0.1倍桶高的大小相同的环形凹槽，环形凹槽与吸力主桶外侧壁夹角为30度。

本实用新型海底裙式吸力锚使用时的具体实施方法是：首先新型海底裙式吸力锚在有效自重作用下，在海水内下沉，沉到海底，桶体和环形凹槽切入海床，此过程中吸力主桶顶部排水孔一直开启，新型海底裙式吸力锚自重沉贯结束；接着桶体顶部排水孔连接排水系统，排尽桶体内的水体，在桶体内形成负压，吸力锚在负压作用下继续下沉；最后“裙”范围内沉贯，顶面设有永久性排水孔，新型海底裙式吸力锚下沉到预定位置时关闭排水孔，拆除排水系统，整个施工结束。

与现有技术相比较，本实用新型海底裙式吸力锚的优点为：

（1）由于在裙式吸力锚主桶外侧壁上设置了环形凹槽，与原有吸力锚相比大大降低了沉贯过程中海水的阻力，同时降低了施工成本；

（2）新设置的环形凹槽与双层裙边相结合，大大增强了吸力锚的抗弯刚度和剪切刚度，从而减少了水平荷载和竖向荷载作用下的挠度变形；

（3）本实用新型海底裙式吸力锚中环形凹槽的设置增大了裙式吸力锚与周围土体的接触面积，提高了基础侧面与土体的摩擦力，从而提高竖向承载力和抗拔力；

（4）环形凹槽的设置提高了抵抗海床土体冲蚀的能力，保证承载力不因受海床土体冲蚀而降低，从而延长了基础的寿命。

附图说明

图1为本实用新型海底裙式吸力锚的结构示意图。

图2为本实用新型的结构俯视示意图。

图例说明：1-双裙式结构外裙边；2-双裙式结构内裙边；3-吸力主桶；4-透水圆孔；5-排水孔；6-环形凹槽。

具体实施方式

本实用新型提供了一种新型海底裙式吸力锚，为使本实用新型实现的技术方案、达成目的及效果特征更加清晰明确，下面结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示，本实用新型的新型海底裙式吸力锚，它包括同中心轴的吸力主桶3、双裙式结构和环形凹槽6，其中吸力主桶3是顶端封闭，底部开口的一种钢制基础桶形结构，其顶部中心处设排水孔5，双裙式结构是由双层裙边即外裙边1和内裙边2环绕在吸力主桶3外围的圆筒形结构，其顶面均匀布置有永久性透水圆孔4。

所述的新型海底裙式吸力锚，吸力主桶直径与高度比例为1：（1.0~2.0）。

所述的新型海底裙式吸力锚，双裙式结构外裙半径与吸力主桶半径比例为（1.5~2.0)：1，双裙式结构内裙边到外裙边距离取外裙半径与吸力主桶半径之差的二分之一，双裙式结构裙边高度与吸力主桶高度比例为（0.1~0.5)：1。