[发明专利]一种含裙边带肋的海上风电机单桩基础及其施工方法

说明书

本发明提供一种含裙边带肋的海上风电机单桩基础及其施工方法，柱体，柱体为空心圆柱体；肋板为直角梯形肋板，肋板设置于管桩的外侧壁，直角梯形肋板的下底边与柱体的外侧壁连接，直角梯形肋板的锐角端朝向下设置，直角梯形肋板沿柱体的外侧壁向外呈放射状分布，直角梯形肋板的锐角端形成位于柱体的外侧壁的锥形部；圆筒部件，套于直角梯形肋板的外侧，圆筒部件与柱体之间通过直角梯形肋板连接，其中，圆筒部件的内壁与直角梯形肋板的上底边连接，且圆筒部件的长度与直角梯形肋板的上底边的长度相同。本发明结构简单，整体性强，显著提高钢桩的水平承载力和防冲刷效果，针对海上风电机复杂的海洋环境，具有多重功效，在海洋风电中应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种含裙边带肋的海上风电机单桩基础及其施工方法。

背景技术

能源是现代社会和经济发展的基础，然而随着人口数量的增长和社会经济的日益发展，对能源的消耗也同样飞速的增长，能源危机渐渐显现。开发清洁高效的可再生能源是世界各国大力发展的战略目标，风能作为一种可再生能源，是各国重点发展的新能源之一。海上风能发电作为风能利用的一种，在近些年来得到飞速的发展，其具有陆上风能发电的绝大部分优点，且具有发电量大、使用限制少、不占用陆上土地等优势。

海上风电机组基础结构是海上风电建设的关键结构。但是目前在海上风电项目的索赔事件中，单桩基础相关问题占到了35%，其中绝大多数都发生在深水海域。这一定程度上是因为施工方中过于自信，为降低成本仍采用基本的单桩基础，而忽略了其可靠性和适用性。可见，传统的单桩基础结构无法适用于深水海域。

大直径单桩基础是海上风电基础的主流，施工方便且经济效益较好，但单桩基础一般适用水深小于25m的海域，而随着近海风电资源的逐渐开发，深水海域风电开发是大势所趋，制约单桩基础向深水海域应用的主要存在以下因素：单桩基础需具备较大的承载力和抗滑抗倾覆稳定性；施工船舶在沉桩施工时受波浪、海风等影响，难以控制单桩垂直度；桩周土体受海洋冲刷严重，会降低稳定性并促使桩倾斜发生事故。

现有技术中，也有不少人对传统单桩进行了改进，比如，申请号为201910633302.5的中国发明专利，其公开了一种海上风电机组加强复合式单桩基础及施工方法，又如，申请号为201810001208.3的中国发明专利，其公开一种海上风电复合式单桩基础及其施工方法。这些专利技术均对单桩基础做了一些改进，能够带来一定的效果，但是其总体的承载力、抗滑抗倾覆的稳定性以及抗冲刷等性能还需进一步提高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种含裙边带肋的海上风电机单桩基础及其施工方法。

本发明提供一种含裙边带肋的海上风电机单桩基础，包括：

管桩，为第一钢质空心圆柱体；

肋板，所述肋板设置于所述管桩的外侧壁，所述肋板为直角梯形肋板钢质肋板，其中，所述直角梯形肋板的下底边与所述管桩的外侧壁焊接，所述直角梯形肋板的锐角端朝向下设置，所述直角梯形肋板沿所述管桩的外侧壁向外呈放射状分布，所述直角梯形肋板的锐角端形成位于所述管桩的外侧壁的锥形部；

圆筒部件，为第二钢质空心圆柱体，所述圆筒部件与所述管桩之间通过所述直角梯形肋板连接，其中，所述圆筒部件的内壁与所述直角梯形肋板的上底边焊接，且所述圆筒部件的长度与所述直角梯形肋板的上底边的长度相同。

优选地，含裙边带肋的海上风电机单桩基础包括：用于分散水流冲击的锥状罩体，所述锥状罩体位于所述圆筒部件的上方，所述锥状罩体的小端连接在所述管桩的外侧壁上，所述锥状罩体的大端与所述圆筒部件的上端连接；且所述锥状罩体、所述圆筒部件和所述管桩之间的连接为圆滑过渡。

优选地，所述锥状罩体、所述圆筒部件和所述管桩之间形成一空腔，所述直角梯形肋板的直角端位于该空腔内，所述直角梯形肋板的锐角端位于该空腔的下方。