[发明专利]一种装配式海上风电桩基冲刷防护装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种装配式海上风电桩基冲刷防护装置，该装置设有环绕在单桩基础周围的中心护筒以及套装在中心护筒外侧的裙板，裙板的纵断面为下凹的弧面，在中心护筒内侧设有护垫，裙板和中心护筒上端固定、下端通过环形底板连接，在由环形底板、裙板和中心护筒构成的消能腔室内设有径向隔板和周向隔板，在周向隔板、径向隔板和裙板上均设有消能孔，在裙板上固定有消能块；该装置是采用至少两瓣沿周向均分的装配单元拼接而成的，装配单元采用钢混结构，在装配单元的两侧各设有一个径向隔板，在装配单元上设有吊环。本发明还公开了上述装置的安装方法。本发明可有效保护海上风电基础周围的土体，使其避免冲刷，并且安装简便，造价低。

技术领域

本发明涉及海洋工程领域，特别涉及一种装配式海上风电桩基冲刷防护装置及其安装方法。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，具有相当广阔的应用前景。经过几十年的发展，陆地风能和海上风能的应用开发都取得了令人瞩目的成就。其中，海上风电有其独特的优势。将风电场建在海上，可利用海上得天独厚的广阔空间和风力资源，实现规模化效益，降低风力发电的成本。海上风电基础结构有单桩基础、高桩承台基础、导管架基础、三脚架基础、筒形基础及浮式基础等，其中单桩基础因结构简单等优点是应用最为广泛的基础形式。单桩基础在工程应用中面临的主要问题是解决冲刷对其造成的不利影响。

单桩基础周围土体在波浪和海流作用下发生冲刷，将极大削弱桩基的水平承载能力。特别是对初始埋深相对较浅的桩基，冲刷引起的水平承载弱化效应尤为显著。冲刷使得桩基埋深减小，同时水平荷载作用力臂增加(即相对于桩土界面处的弯矩荷载增大)，进而影响桩基变形和桩土间作用力的分布。除此之外，冲刷将造成更大面积的桩基暴露在海水环境中，增大腐蚀发生的机会，而腐蚀是加速风机基础老龄失效的另一主要原因。

目前，风机基础冲刷防护主要采取三种方式。第一种为传统的抛石结构，该方法施工简单，但常常由于抛石级配不良导致防冲效果欠佳；第二种为砂被、砂袋，砂被、砂袋的耐久性较差；第三种为淤泥固化，其通过改变淤泥性质达到防冲刷目的，但该方式将会杀死底栖生物，破坏环境，而且其耐久性也有待工程检验。

为此，有必要开发一种海上风电桩基冲刷防护装置，使其既能长时间有效保护海上风电基础周围的土体，又能保证经济性和安装便利性。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种装配式海上风电桩基冲刷防护装置及其安装方法，该装置可有效保护海上风电基础周围的土体，使其避免冲刷，并且安装简便，造价低。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种装配式海上风电桩基冲刷防护装置，该装置设有环绕在单桩基础周围的中心护筒以及套装在所述中心护筒外侧的裙板，所述裙板的纵断面为下凹的弧面，在所述中心护筒内侧设有护垫，所述裙板和所述中心护筒上端固定、下端通过环形底板连接，在由所述环形底板、所述裙板和所述中心护筒构成的消能腔室内设有径向隔板和周向隔板，在所述周向隔板、所述径向隔板和所述裙板上均设有消能孔，在所述裙板上固定有消能块；该装置是采用至少两瓣沿周向均分的装配单元拼接而成的，所述装配单元采用钢混结构，在所述装配单元的两侧各设有一个所述径向隔板，在所述装配单元上设有吊环。

所述环形底板设有伸出在所述裙板之外的环形边部，所述环形边部构成所述裙板的裙边。

所述裙板的上端切线与桩基轴向方向平行，下端与海底夹角150°～170°。

所述裙板的下端外径为1～5倍桩基直径，垂向高度为1～5米。

所述消能块为边长为0.1～0.3米的正方体钢筋混凝土块或半径为0.1～0.2米的混凝土半球。

所述环形边部的内外径之差为0.2～1米。