[发明专利]一种适用于海洋漂浮式结构的复合重力式锚固基础

说明书

本发明公开了一种适用于海洋漂浮式结构的复合重力式锚固基础，包括箱体和钢管桩，所述的箱体放置于海床上，箱体内装填有堆积料，顶部连接有锚链，四周连接有衬板，所述的衬板包括宽下衬板和窄下衬板，所述的宽下衬板顶部设有宽上衬板，窄下衬板顶部设有窄上衬板，所述的宽上衬板、窄上衬板能够分别在宽下衬板、窄下衬板表面滑动，所述的箱体底部设有底锥，所述的底锥插入海床；所述的钢管桩穿过箱体底部预留的桩孔进入海床深处。本发明充分利用了装有重物的箱体的竖向抗拔性能，以及钢管桩的水平向抗拉性能，有效的提升了本发明锚固基础在锚链系泊角度变化的适应性，减少了应对竖向或水平锚固承载性能要求而造成的材料过度浪费。

技术领域

本发明涉及海洋工程基础设施建造领域，尤其涉及一种适用于海洋漂浮式结构的复合重力式锚固基础。

背景技术

随着工业化持续深入发展，能源需求日益加大，海洋所蕴藏的能源逐渐被重视，并且随着科学技术发展，能源开采的场所已逐渐从近海转移至中等深度海域。无论是油气开采、存储设施还是新能源发电装置，如在中等深度海域中建设实施，必需采用漂浮式结构。外海水文气象条件复杂多变，良好的承载稳定性是漂浮式结构安全运行的必备条件，其中关键部分就是提供漂浮式结构限位功能的锚泊系统。一般的锚泊系统由锚链和锚固基础组成，锚固基础最终承担由锚链传递而来的上部结构荷载。

根据锚链系泊角度的不同，作用在锚固基础上的锚链荷载可能在水平拉拔荷载与竖向上拔荷载之间变化。目前常用的锚固基础有箱型沉箱基础、吸力桶基础、桩基础等。箱型沉箱基础设置在海床表面，依靠自身的重力提供锚固力，但是其水平向承载力往往较竖向的要小，无法有效使用于承受水平荷载为主的工况。吸力桶基础对海床土质要求较高，对于承载力良好的海床可能存在难以下沉的情况。桩基础可以适用于不同类型土质的海床，但是已有研究表明，锚桩的竖向承载力一般远远小于水平向承载力，因此难以适用于竖向上拔的工况。显然，目前该领域已有的锚固基础技术难以有效应对锚链荷载角度变化带来的影响，无论是何种基础如想安全覆盖所有荷载工况，势必造成巨大的浪费。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种适用于海洋漂浮式结构的复合重力式锚固基础，通过将沉箱与桩基的有效结合，兼顾了竖向抗拔与水平向拉拔，有效的解决了实际工程中锚链角度变化带来的工程安全隐患，提升了单一基础形式的工程适用性。

技术方案：本发明包括箱体和钢管桩，所述的箱体放置于海床上，箱体内装填有堆积料，顶部连接有锚链，四周连接有衬板，所述的衬板包括宽下衬板和窄下衬板，所述的宽下衬板顶部设有宽上衬板，窄下衬板顶部设有窄上衬板，所述的宽上衬板、窄上衬板能够分别在宽下衬板、窄下衬板表面滑动，所述的箱体底部设有底锥，所述的底锥插入海床；所述的钢管桩穿过箱体底部预留的桩孔进入海床深处。

所述的箱体内部设有长隔板和短隔板，所述的长隔板和短隔板交叉设置，长隔板和短隔板从横、纵方向支撑箱体内部，并将箱体内部划分为四个区域。

所述的长隔板顶部设有锚链挂钩，锚链挂钩一侧设有锚链锁带扣，锚链锁带扣通过锚链锁带将锚链固定于长隔板顶部，锚链锁带在锚链承载张拉时断开。

所述箱体的内部区域均设置有支撑臂，箱体外侧的角部均固定有加强角。

所述的宽下衬板和窄下衬板通过箱体四周的铰座与箱体连接。

所述的铰座下方对应设置有宽下衬板支撑、窄下衬板支撑，其中，窄下衬板支撑位于窄下衬板底部，宽下衬板支撑位于宽下衬板底部，宽下衬板支撑和窄下衬板支撑的一侧焊接在箱体侧壁底部，另一侧焊接于下对应的衬板底部。

所述宽下衬板和窄下衬板的两侧均设置有凹槽，底部分别设置有宽下衬板扣、窄下衬板扣，通过设置穿过宽下衬板扣和窄下衬板扣的绑带，可在箱体沉放过程中将宽下衬板、窄下衬板收紧在箱体外侧。

所述钢管桩的顶部设置有桩顶扣，所述桩顶扣的底部压扣于箱体底板上。

所述钢管桩的上部设置有桩顶加强块。