[实用新型]一种海上风电工程钢桩基础

说明书

本实用新型公开了一种海上风电工程钢桩基础，包括打入指定海域的中心钢桩，中心钢桩上依次套装有底托、桩外套筒，底托沿着中心钢桩下滑并接触海床，桩外套筒下端压住底托，桩外套筒上端连接有风机塔筒。本实用新型中心钢桩不承担上部结构的竖向荷载，竖向荷载与水平荷载的分离，使得中心钢桩的直径与长度可大大减小，桩体重量大大减小，进而降低了施工难度，各单个构件重量相对较小，无需大型起吊与运输设备，降低施工成本，并方便潮间带风电工程的施工作业。

技术领域：

本实用新型涉及海上风电工程领域，尤其涉及一种海上风电工程钢桩基础。

背景技术：

海上风电作为一种绿色清洁能源，由于其资源丰富、风速稳定、对环境的负面影响较少、视觉干扰小、可大规模开发等优势，一直受到各国的青睐。海上风电场的基础类型主要有：重力式基础、单桩基础、三脚架式基础、导管架式基础、多桩式基础等，其中单桩基础是应用最多的基础形式。欧洲海上风电工程的近2000台基础中，有70%为单桩基础。

海上风电单桩基础具有制造简单、不需整理海床的特点，该类基础由焊接钢管组成，桩和塔架之间可以是法兰连接，也可以是通过转换平台调平后再连接，通过塔筒和钢桩传递风机荷载。桩的直径根据负荷的大小而定，一般为3~5 m，壁厚约为桩直径的1%。在我国江苏的如东潮间带风电场工程的海上桩基础采用了质量285t、直径5 m、高度42 m的单桩钢管桩基础，完成钢管桩加工后，将其运至码头上用600t起重船装上2000t驳船，运至风电场场址，根据潮间带的水文情况，需要在高潮位时赶潮运至风场。

可见，传统的单桩基础具有直径大、长度大、重量大的特点，需要大型起重与运输设备，施工难度大。而海上大型起重与运输设备资源非常有限，且潮间带水位无法供大型施工船进入，使得单桩基础的施工受到诸多因素的限制，施工效率较低。

一般地，上部风机的竖向荷载由单桩基础与土体之间的摩擦力承担，故单桩基础需要足够的长度；风机的水平荷载由单桩基础与海床土体共同提供的强度与刚度控制，故单桩基础需要足够的截面积与直径。较大的竖向荷载、水平荷载、弯矩的组合作用下，传统单桩基础的直径、长度取值需较大才能满足要求。

若能改变单桩基础的受力途径，使上部结构的竖向荷载由海床土体直接承担，而单桩基础仅承担水平荷载与弯矩，则可以大大减少单桩基础的直径与长度尺寸，进而降低其总重量，方便海上施工。

可见，有必要探讨海上风电工程中简单、实用的新型钢桩基础及其施工方法，促进现有技术的革新与进步。

实用新型内容：

为了弥补现有技术问题的不足，本实用新型的目的是提供一种海上风电工程钢桩基础，其竖向荷载由海床土体直接承担，而水平荷载由钢桩与海床共同承担，单个构件重量小、施工方便，为海上风电工程单桩基础提供一种新构型。

本实用新型的技术方案如下：

海上风电工程钢桩基础，其特征在于，包括打入指定海域的中心钢桩，中心钢桩上依次套装有底托、桩外套筒，底托沿着中心钢桩下滑并接触海床，桩外套筒下端压住底托，桩外套筒上端连接有风机塔筒。

所述的海上风电工程钢桩基础，其特征在于，所述底托包括钢板加工成型的圆环盘，圆环盘环壁上焊接有裙板，圆环盘上端面为平面，圆环盘中部设有限位套筒，限位套筒与圆环盘上端面均匀分布的多根肋条靠近中心端焊接固定。

所述的海上风电工程钢桩基础，其特征在于，所述桩外套筒包括底部套筒、多个中部套筒、顶部套筒，底部套筒、多个中部套筒、顶部套筒依次连接固定，底部套筒工作时压住底托，顶部套筒与风机塔筒相连接。