[发明专利]适用于冰区海上风机基础集成附属结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种适用于冰区海上风机基础集成附属结构及其施工方法。本发明的目的是提供一种结构简单、施工方便、成本较低的适用于冰区海上风机基础集成附属结构及其施工方法。本发明的技术方案是：一种适用于冰区海上风机基础集成附属结构，该集成附属结构能够整体套装于桩基础上，并支撑于桩基础桩身表面预设的牛腿上；集成附属结构由上而下依次设有风机外平台、抗冰锥体和牺牲阳极，风机外平台、抗冰锥体和牺牲阳极之间经若干根竖直布置的支撑杆连接成一个整体，支撑杆与支撑杆之间经若干环状圈梁相连；抗冰锥体具有若干能够套于桩基础上的灌浆圈梁，灌浆圈梁与支撑杆相连，灌浆圈梁的朝向桩基础侧设有灌浆槽。本发明适用于海上风力发电行业。

技术领域

本发明涉及一种适用于冰区海上风机基础集成附属结构及其施工方法。适用于海上风力发电行业。

背景技术

在海上风电场的建设中，风电基础结构的研究是该领域的重点和难点。海上风机基础通常要面临着风、波浪、海流等复杂海况环境的挑战。在渤海及黄海北部等海域由于会出现海冰冰情，其还要承受海冰荷载的碰撞和挤压，以及冰激震动导致破坏的风险，因此冰荷载是以上海域风机基础结构设计时需要重点考虑的荷载。

目前，冰区海域风机基础抗冰的主要做法是在基础的潮差段安装抗冰锥体。抗冰锥体通常是不规则的大型钢结构，一般需要在基础沉桩后安装，但由于风机基础本身安装有靠船防撞、爬梯、外平台、电缆管、牺牲阳极等附属结构，分步进行安装时，具有施工效率低，耗时较长，费用高，吊装施工作业越多越容易发生碰撞等缺点。同时抗冰锥体与基础连接的常规方式是采用一段长套筒套装在基础上，然后将套筒与基础之间进行灌浆，该方式耗费灌浆料和钢材较多，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便、成本较低的适用于冰区海上风机基础集成附属结构及其施工方法。

本发明所采用的技术方案是：一种适用于冰区海上风机基础集成附属结构，其特征在于：该集成附属结构能够整体套装于桩基础上，并支撑于桩基础桩身表面预设的牛腿上；

所述集成附属结构由上而下依次设有风机外平台、抗冰锥体和牺牲阳极，所述风机外平台、抗冰锥体和牺牲阳极之间经若干根竖直布置的支撑杆连接成一个整体，支撑杆与支撑杆之间经若干环状圈梁相连；

所述抗冰锥体具有若干能够套于所述桩基础上的灌浆圈梁，灌浆圈梁与所述支撑杆相连，灌浆圈梁的朝向桩基础侧设有灌浆槽；

所述桩基础内设有若干灌浆管路，灌浆管路的出浆口穿过桩基础后与所述灌浆圈梁的灌浆槽位置对应。

所述抗冰锥体具有上下镜像布置的上锥面和下锥面，上锥面和下锥面之间经环形管相连，上、下锥面和环形管与所述灌浆圈梁和支撑杆之间经内部支撑构件相连。

所述内部支撑杆件主要是由竖杆、水平杆以及斜杆等组成的格构式结构。

所述风机外平台与抗冰锥体之间经爬梯结构相连，对应爬梯结构在抗冰锥体上装有靠船防撞系统。

所述靠船防撞系统通过焊接或者法兰连接固定在抗冰锥体的上锥面和下锥面上。

一种所述适用于冰区海上风机基础集成附属结构的施工方法，其特征在于步骤如下：

S01、制作集成附属结构和桩基础；

制作集成附属结构：首先分别制作风机外平台、抗冰锥体、牺牲阳极、爬梯结构、靠船防撞系统、环状圈梁和支撑杆；然后将风机外平台、抗冰锥体、牺牲阳极、爬梯结构、靠船防撞系统通过环状圈梁和支撑杆焊接成一个整体；

制作桩基础：桩基础的内壁布设灌浆管路，灌浆管路的出浆口穿过桩基础后露出于桩基础外壁，桩基础外壁下部设置牛腿；

S02、进行桩基础沉桩施工；