[发明专利]一种组合式环筒浮箱基础结构及其施工方法

说明书

本发明属于海洋工程的基础结构技术领域，公开了一种组合式环筒浮箱基础结构及其施工方法，包括中心点连成圆形的多个钢筒基础，多个钢筒基础彼此焊接在一起，多个钢筒顶部共同连接有钢制浮箱，钢制浮箱中心开设有圆形通孔，钢制浮箱内部设置有一个正多边形肋板、多个径向肋板和多个连接件；钢制浮箱上部连接有过渡段塔架，过渡段塔架用于连接上部风电设备；其施工方法包括陆上预制、岸边吊装、水上拖航、自重下沉、负压下沉、抽水加固、灌浆处理等步骤。本发明兼具导管架基础、重力式基础和吸力筒型基础的特点，承载力提高的同时，运输安装方式简便，可回收再利用，施工成本大大降低。

技术领域

本发明涉及一种海洋工程的基础结构技术领域，具体的说，是涉及一种多筒组合基础结构及其施工方法。

背景技术

目前在海上风电发电领域，风机基础的形式主要有重力式基础，导管架基础，筒型基础，桩基础，浮式基础等。

传统的重力式基础结构简单，整体造价相对较低，主要通过自重和内部填料来抵抗水平力和倾覆力矩以保持结构稳定，但重力式基础仅适用于水深较浅的海域，随着水深的增加，其经济性不仅不能体现，造价反而比其他类型基础要高。同时，重力式基础需要地基具有较高的承载力，因此在淤泥质海域无法进行施工安放。吸力式筒型基础形式简单，承载力强，运输安装简单，回收容易，筒裙抗滑移稳定性较高，适用于土质较软渗透系数较低的浅海地区。随着水深的增加，风浪流荷载变大，大弯矩荷载需要的筒型基础直径较大，运输和安装等过程需要大型设备，同时在土质分布极不均匀以及岩石分布的地区难以适用。而导管架结构可避免海上浇筑混凝土等繁琐程序，具有海上施工量小、安装速度快、造价低、环境承载力较强、能够适用于较大水深等特点。

发明内容

本发明着力于解决上述技术问题，结合导管架结构适应水深大，筒型基础安装方便、造价低廉、可回收利用，以及重力式基础成本低，承载力强的特点，提出了一种组合式环筒浮箱基础结构及其施工方法，同时具有浮式基础、重力式基础以及导管架基础的优点，承载力高、安装运输方便，适用范围广，成本大大降低。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种组合式环筒浮箱基础结构，包括多个相同的钢筒，多个所述钢筒按照其中心点连线在水平面上构成圆形进行排布，多个所述钢筒彼此焊接在一起；多个所述钢筒顶部共同连接有钢制浮箱，所述钢制浮箱中心开设有圆形通孔，所述圆形通孔与多个所述钢筒的投影不相交；

所述钢制浮箱内部设置有一个正多边形肋板和多个径向肋板，将所述钢制浮箱内部空间分隔为多个区域；所述正多边形肋板位于所述钢制浮箱中间，由与所述钢筒的数量相同的多块肋板顺次围成；所述正多边形肋板的每相邻两条肋板交接处沿径向设置有径向肋板；所述正多边形肋板的每相邻两条肋板交接处和每条肋板的中间处均设置有连接件；

所述钢制浮箱上部连接有过渡段塔架，所述过渡段塔架用于连接上部风电设备；所述过渡段塔架包括多根相同的立柱，所述立柱的数量与所述钢筒的数量相同；多根所述立柱的底部分别位于相邻两个所述钢筒连接处的正上方，并与所述正多边形肋板每相邻两条肋板交接处设置的所述连接件相连；相邻两根所述立柱之间连接有支撑杆构成桁架式钢结构；所述立柱和所述正多边形肋板的每条肋板中间处设置的所述连接件之间连接有斜杆；每根所述立柱内部分别设置有气液管道、灌浆管道以及液面检测装置，所述气液管道由所述立柱分别延伸至多个所述钢筒内，所述灌浆管道由所述立柱延伸至所述钢制浮箱的各个区域内部。

进一步地，每个所述钢筒内部设置有用于监测气压变化的气压传感器。

进一步地，所述钢制浮箱的高度为所述钢制浮箱外径的十分之一到十五分之一。

进一步地，所述钢制浮箱的横截面为圆形，该圆形与多个所述钢筒的外接圆直径一致；所述钢制浮箱中心开设的圆形通孔为所述钢制浮箱的外径的十分之一到五分之一。