[发明专利]一种海上风力发电机组重力式基础及其安装方法

权利要求书

1.一种海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述重力式基础包括混凝土沉箱(200)，位于混凝土沉箱(200)中间部位的钢管桩(100)以及混凝土沉箱(200)隔舱内的压载填料(300)。

2.根据权利要求1所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述混凝土沉箱(200)包括外壁(210)、肋板(220)、内壁(230)、隔舱(240)、盖板(250)和底板(260)，采用高强度混凝土预制；所述外壁(210)为圆柱形薄壁混凝土结构。

3.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述钢管桩(100)为变截面钢管，由从上至下截面直径依次变大的几个管段连接而成，所述钢管桩(100)沿桩周设有剪力键(110)，所述钢管桩(100)与混凝土沉箱盖板(250)采用高强灌浆连接，所述钢管桩(100)的下端插入混凝土沉箱内壁(230)并采用高强灌浆连接。

4.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述剪力键(110)由高强度钢板制成，钢板上开设有若干个圆孔，在钢管桩(100)与混凝土沉箱盖板(250)连接部位沿钢管桩(100)桩身均匀焊接一圈所述剪力键(110)，所述圆孔内穿设环向钢筋，与混凝土沉箱盖板(250)的端部钢筋连接，并在连接部位浇筑高强灌浆料。

5.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述外壁(210)为圆柱形薄壁混凝土结构；所述内壁(230)为圆筒形厚壳混凝土结构，连接固定所述钢管桩(100)以及传递荷载至所述肋板(220)上。

6.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述肋板(220)包括8～10个呈辐射状分布的混凝土板，两端分别与混凝土沉箱(200)的内壁(230)和外壁(210)连接。

7.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述隔舱(240)由8～10个均匀分布的扇形区域组成，所述隔舱内填充压载填料(300)。

8.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述盖板(250)为由预制的扇形混凝土板拼接成的锥形结构，盖板(250)上开设有用于装填压载填料的填料孔(251)，所述盖板(250)上下两端分别与钢管桩(100)和外壁(210)连接。

9.根据权利要求2所述的海上风力发电机组重力式基础，其特征在于：所述压载填料(300)为砂石填料；所述重力式基础安装在铺设碎石垫层(400)的海床面上，基础周围设有防止冲刷的抛石防护层(500)。

10.一种安装如权利要求1～9中任一所述的海上风力发电机组重力式基础的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用混凝土浇筑混凝土沉箱(200)的底板(260)、外壁(210)、肋板(220)、内壁(230)和盖板(250)，将盖板(250)的下端与外壁(210)的上端浇筑为一体；

2)将预制的钢管桩(100)与混凝土沉箱内壁(230)采用高强灌浆连接；

3)在钢管桩(100)与混凝土沉箱盖板(250)连接部位沿钢管桩桩身均匀焊接一圈剪力键(110)，圆孔内穿设环向钢筋与混凝土沉箱盖板(250)的端部钢筋连接，并在连接部位浇筑高强灌浆料；

4)将重力式基础浮运至海上安装位置，通过盖板(250)上的填料孔(251)往混凝土沉箱(200)的隔舱(240)内注水进行下沉，直到基础接触铺设碎石垫层(400)的海床面上；

5)将压载填料(300)通过填料孔(251)填充于混凝土沉箱(200)的隔舱(240)内；

6)在完成填料压载后的重力式基础周围设置防止冲刷的抛石防护层(500)。