[实用新型]海上风电单桩基础伞式防冲刷结构

说明书

本实用新型公开了一种海上风电单桩基础伞式防冲刷结构，旨在克服现有技术中的海上风电单桩基础容易受冲刷破坏的问题，利用伞式防冲刷结构直接遮盖桩周土体，通过隔水伞面结构调整水流方向，使桩周土体免受水流的冲刷，增强了防护效果。其包括单桩、中心圈梁、伞骨和伞面，中心圈梁套设于单桩外侧，所述伞骨呈放射状连接于中心圈梁外侧，所述伞骨内端与中心圈梁外侧转动连接，伞面敷设于伞骨顶面。本实用新型结构简单，可实现张开、闭合操作，闭合状态下方便运输与安装，节省了施工成本；伞面结构边缘可能产生冲刷，伞骨外端及边缘压重砂肋排可随着海床面下降而自动调整姿态进行适应，持久保护风机基础，减少了运营期维护成本。

技术领域

本实用新型涉及海上风电单桩基础保护技术领域，特别涉及利用伞式结构保护桩周土体的海上桩基防冲刷装置。

背景技术

海上风电单桩基础通常由单根大直径钢管构成，下部深入土中，提供承载力；中部浸于水中，承受波浪、海流、潮汐、海生物生长等长期海洋环境作用；上部通过法兰与风力发电机塔筒相连。作为结构最为简单的一种海上风机基础型式，单桩基础是目前海上风电的主导基础结构型式。

单桩基础沉桩后，潮流和波浪引起的水体粒子的运动形态会受到显著的影响。在单桩基础的向流处前方会形成一个马蹄涡，在单桩基础的背流处后方会形成涡流卡门涡街，在单桩基础的两侧流线会收缩。这种局部流态的改变，会增加水流对底床的剪切应力，从而使水流挟沙能力的提高。如果底床是易受侵蚀的，那么在单桩基础局部会形成冲刷坑，进而影响结构的稳定性。

针对上述海上风电单桩基础容易受冲刷破坏的问题，现行工程中采用较多的是护底减冲防护措施，主要是利用抛石、砂袋、砂被等为主的防护层对桩基周边冲刷影响区域进行压盖防护，并不能有效隔离桩周水流，难以取得可靠的冲刷防护效果。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的海上风电单桩基础容易受冲刷破坏的问题，提供一种利用伞式防冲刷结构直接遮盖桩周土体，通过隔水伞面结构调整水流方向，使桩周土体免受水流的冲刷，增强了防护效果的海上风电单桩基础伞式防冲刷结构。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种海上风电单桩基础伞式防冲刷结构，包括单桩、中心圈梁、伞骨和伞面，中心圈梁套设于单桩外侧，所述伞骨呈放射状连接于中心圈梁外侧，所述伞骨内端与中心圈梁外侧转动连接，伞面敷设于伞骨顶面。

作为优选，环绕所述单桩侧面设置若干支撑牛腿，所述支撑牛腿均位于统一高度，所述中心圈梁底部固定于支撑牛腿上，中心圈梁内侧与单桩之间的间隙中插接有若干楔形塞。

作为优选，所述中心圈梁的截面形状为倒置的“L”形结构且“L”形结构开口朝向外侧，环绕所述中心圈梁外侧等距间隔设置若干伞骨，所述伞骨内端通过水平转轴与中心圈梁连接。

作为优选，所述中心圈梁在伞骨内端的上方设有限位橡胶块。

作为优选，所述中心圈梁顶面设有若干起吊吊耳。

作为优选，每根伞骨的顶面设有展开吊耳。

作为优选，其中一根或若干根伞骨沿其轴向设置若干海缆支架，单桩在该伞骨一侧设有电缆J型管，海缆支架上架设海缆，所述海缆连接电缆J型管的下端，海缆外侧套设有弯曲限制器。

作为优选，所述每个海缆支架包括两根支架斜撑和一根支架横撑，所述两根支架斜撑倾斜连接伞骨呈V字形结构，两根支架斜撑之间夹角为60度，所述支架横撑设置在两根支架斜撑之间，所述海缆架设于支架横撑上方，并位于两根支架斜撑之间。

作为优选，伞面展开状态时，伞骨与水平面的夹角为5～10度。