[发明专利]一种具有防沉箱结构的海上电气平台桩-套筒基础结构

说明书

本发明提供了一种具有防沉箱结构的海上电气平台桩‑套筒基础结构，包括导管架和套筒，导管架和套筒的底部设置防沉箱，导管架和套筒之间布置灌浆系统，套筒上设置灌浆连接段，所述套筒内部在灌浆连接段的底部设置钢筋增强结构，钢筋增强结构下方设置被动式灌浆分隔器，所述防沉箱包括顶层的顶板，顶板的下部焊接面板，顶板的四周焊设多个裙板，裙板内侧间隔布置多个筋板；本发明可有效提高海上电气平台基础坐底时的稳定性，保障平台结构在承载强度极限状态下灌浆连接段及桩基的承载能力，为海上电气平台设计提供新的思路。

技术领域

本发明涉及于海上风力发电领域技术领域，具体涉及一种具有防沉箱结构的海上电气平台桩-套筒基础结构。

背景技术

随着海上风电的蓬勃发展，风电场选址须同时考虑经济、地质及地方区域性问题，海上电气平台选址所处环境更为复杂、恶劣，同时随着风电场规模扩大，主变、开关柜等电气设备数量增多，海上电气平台上部组块重量也随之增大。作为海上风电场电力汇集、升压、输出的要塞，海上电气平台在复杂环境条件及各类组合工况下的结构安全性直接影响海上风电场的正常运营。

对于处于不同省份不同海域的海上风电场，地质条件存在较大区别，一旦海上电气平台所处位置表层土为承载力差的淤泥，在平台基础入水后打桩前，受到环境荷载和自身重力作用，会存在倾覆、滑移和基底承压破坏的情况。传统意义的防沉板通过调节其面积来提高各项承载力需求。当所处海域水深较深，基础钢结构用量更高，导致其坐底时重力荷载效应更大，难以单纯通过调节传统防沉板受力面积来提高承载力。

一方面仅通过防沉板面积来提高承载力使得基础重量提高，基础下水、调平等海上施工难度也随之增加；另一方面表层土的承载力与防沉板面积并非单纯的线性关系，仅通过调整防沉板面积大小对结构优化设计提出挑战。同时，在海上电气平台强度极限承载状态，传统平台基础在桩/主导管位置冲刷效应明显，桩基及灌浆连接段的承载力与平台安全紧密相连，传统的桩-套筒结构灌浆连接通过优化剪力键的高度、间距等提高承载力，但灌浆料底部受压问题尚无法得到有效解决，在极端环境条件作用下，可能出现灌浆料底部受压破坏情况，影响海上电气平台的正常使用。

因此，研发一种应用于海床表层土承载力差、局部冲刷明显以及环境条件恶劣，具有防沉箱和更为可靠灌浆连接段的桩-套筒基础新结构，成为业界亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的第一个目的在于，提供一种具有防沉箱结构的海上电气平台桩-套筒基础结构，本发明可有效提高海上电气平台基础坐底时的稳定性，保障平台结构在承载强度极限状态下灌浆连接段及桩基的承载能力，为海上电气平台设计提供新的思路。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种具有防沉箱结构的海上电气平台桩-套筒基础结构，其特征在于：包括导管架和套筒，导管架和套筒的底部设置防沉箱，导管架和套筒之间布置灌浆系统，套筒上设置灌浆连接段，所述套筒内部在灌浆连接段的底部设置钢筋增强结构，钢筋增强结构下方设置被动式灌浆分隔器，所述防沉箱包括顶层的顶板，顶板的下部焊接面板，顶板的四周焊设多个裙板，裙板内侧间隔布置多个筋板。

进一步的：所述套筒的顶部焊接调平抓持板，调平抓持板的下方设置液压夹桩器，液压夹桩器设置在套筒的内部，套筒内部由上至下依次设置第一层导向块、第二层导向块和第三层导向块。

进一步的：所述套筒内部在灌浆连接段的部位均匀布置有剪力键，套筒内部与第三层导向块相同高程的位置设置电位连接板，电位连接板与套筒内壁呈一定倾角α布置。

进一步的：所述导管架和套筒之间连接剪力板和轭板，所述轭板包括设置在导管架和套筒之间的上轭板和下轭板，通过上轭板和下轭板在套筒上所处的位置对灌浆连接段在套筒上所处的位置进行确定。

进一步的：所述导管架、套筒和轭板上布置灌浆系统，剪力板的垂直方向上布置加强筋板。