[发明专利]一种新型插入式钢圆筒风电基础

说明书

本发明公开了一种新型插入式钢圆筒风电基础，涉及海上风电基础技术领域。本发明包括上部导管架结构、第一下部基础钢圆筒结构及第二下部基础钢圆筒结构，上部导管架结构包括导管架、斜撑、风机连接过渡段、腿桩，下部基础钢圆筒结构包括钢圆筒，钢圆筒内壁上沿周向等距固定有横向梯形肋，横向梯形肋上贯穿有与腿桩相配合的预留钢套筒。本发明通过基础刚度大，抗倾覆能力强，抗变形能力强，且由于导管架为透空结构，其受波浪和水流荷载小，安全性高，钢圆筒本身作为基础结构，下沉能力好、速度快，适应各类地质条件，所有构件均在陆上预制好，运往施工地点进行安装，效率高，受天气影响小，可用于复杂海况下的风电基础应用。

技术领域

本发明属于海上风电基础技术领域，特别是涉及一种新型插入式钢圆筒风电基础。

背景技术

风能是一种洁净、环保的可再生能源，它不会随着自身的转化以及人类的利用而日益减少，拥有长期性、周期性以及可再生的优点，因此风能是真正的绿色能源。目前风能的主要应用就是风机发电，利用风力进行发电可以有效地利用风能，随着海上风能大规模的开发和利用，海上风机基础成为了又一种重要的海洋工程结构，越来越受到国家的高度重视。

目前海上风电建设主要集中在东南沿海区域，受季风、热带气旋的作用，风能储备充足，但其环境条件恶劣，在开展过程上须解决高温强紫外线、高湿、高盐带来的强腐蚀和老化问题，以及面对季风、热带气旋引起的强风、强浪对风电基础设计和施工的影响。因此如何克服海上风电基础设计荷载大、施工周期短、施工作业条件恶劣等难题成为了制约海上风电发展的主要因素。

海上风电基础传统的结构形式包括：重力式结构基础、高桩承台式结构基础、单桩或者多桩式基础、导管架基础、吸力筒式基础等，其中重力式结构基础、高桩承台式结构基础在深水条件下结构断面大，造价极高，单桩或者多桩式基础、导管架基础在岩面较高处均需要嵌岩施工，导致工期长，项目成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型插入式钢圆筒风电基础，提出了新型的重力式基础结合上部透空式结构的负压筒基础导管架、和振沉大圆筒导管架基础方案，创新了筒-土协调的地基承载模式，最大限度发挥了地基上部软弱土层的承载能力，避免传统桩基需要嵌岩才能满足承载力的要求，解决了传统的海上风电基础结构形式造价极高，单桩或者多桩式基础、导管架基础在岩面较高处均需要嵌岩施工，导致工期长，项目成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种新型插入式钢圆筒风电基础，包括上部导管架结构、第一下部基础钢圆筒结构及第二下部基础钢圆筒结构，所述上部导管架结构包括导管架、斜撑、风机连接过渡段、腿桩。

所述下部基础钢圆筒结构包括钢圆筒，所述钢圆筒内壁上沿周向等距固定有横向梯形肋，所述横向梯形肋上贯穿有与腿桩相配合的预留钢套筒，所述钢圆筒内壁上且位于预留钢套筒两侧的位置均固定有长肋板，所述横向梯形肋上贯穿有与预留钢套筒同轴向的短肋板。

第二下部基础钢圆筒结构包括第二钢圆筒，所述第二钢圆筒内壁通过主短肋固定有内圆筒，所述内圆筒外壁与第二钢圆筒内壁之间设置有第二预留钢套筒，所述第二预留钢套筒固定有套筒加强肋，所述主短肋与第二预留钢套筒之间设有次短肋。

进一步地，所述上部的导管架结构由导管架、斜撑、风机连接过渡段、腿桩组成桁架式结构。

进一步地，所述斜撑采用X型布置为主，直径大于0.8m，所述导管架直径选取范围在1.5m-2.0m之间，所述导管架底端与腿桩固定连接。

进一步地，所述钢圆筒直径在20m-40m之间、在壁厚15mm-40mm之间、高度约10m-45m之间。

进一步地，所述预留钢套筒通过位于竖直向下的短肋板与钢圆筒内壁连接，所述短肋板位于预留钢套筒中间，所述短肋板上端与钢圆筒顶部齐平，长度为5m-25m，根据软基和应力范围来调整。