[发明专利]适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础及安装方法

说明书

本发明公开了一种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础，涉及海上风电基础结构。它包括圆形筒体和导管架，圆形筒体包括中心舱室和多个外舱室，圆形筒体顶部有筒裙顶板、底部开口；导管架下部宽、上部窄，导管架包括多个主腿柱和斜撑，主腿柱底部通过连接过渡段与中心舱室顶部连接。本发明传力路径简单，没有水下灌浆作业，缩短了筒型基础海上施工周期，节省了海上打桩与驳运费用，在我国30‑50m海域具有良好的应用前景。本发明还涉及这种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础的安装方法。

技术领域

本发明涉及海上风电基础结构，更具体地说它是一种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础。本发明还涉及这种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础的安装方法。

背景技术

基于我国近海区域较大部分是淤泥、淤泥质土、粉质黏土等软弱地质条件，通常采用传统的桩基础如单桩基础和多桩导管架基础，这两种基础型式均需要通过锤击或静压等方式使桩基础穿透软弱土层到达砂层或基岩等承载力较好的持力层，工作量大，海上作业时间长。

随着机组单机容量的增大，采用传统单桩及导管架基础需要增大基础的尺寸和材料用量，且随着水深加大，海上作业窗口期减少，海上沉桩施工难度加大，在此背景下，筒型基础在海上风电领域应运而生，筒型基础利用自重和负压作用下沉，其避免了繁琐的打桩流程，极大缩短了海上作业时间；如专利号：201711241209.7，专利名称为《一种海上风电复合筒型基础》的复合筒型基础已应用于数个海上风电场，在近海海域具有较好的适用性，但对于30m以上水深，考虑到基础法兰需要到静水面以上一定高程，混凝土过渡段高度一般需达到50-60m以上，现有过渡段高度无法满足要求，且弧形过渡段水面线较大，产生了较大波浪力，不利于基础结构安全。

由于我国近海海域表层覆盖有较厚淤泥、淤泥质土与粉土等软弱土质，为克服30-50m水深打桩作业的困难，研发一种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础很有必要。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础。

本发明的第二目的是为了提供这种适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础的安装方法。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：适用于深水的海上风电导管架大圆筒基础，其特征在于：包括圆形筒体和导管架，所述圆形筒体包括中心舱室和与中心舱室外表面的多个外舱室，所述圆形筒体顶部有筒裙顶板、底部开口；

所述导管架下部宽、上部窄，导管架包括多个主腿柱和位于两个主腿柱之间的斜撑，所述主腿柱底部通过连接过渡段与中心舱室顶部的顶点连接。

在上述技术方案中，所述中心舱室为下部开口的正方体，中心舱室包括四根填芯柱、位于四根填芯柱之间的四块中心舱室钢板。

在上述技术方案中，所述主腿柱有四根，所述连接过渡段有四根，连接过渡段底部直径与填芯柱直径相等，连接过渡段顶部直径与主腿柱直径相等。

在上述技术方案中，所述连接过渡段与筒裙顶板之间有多个加劲板。

在上述技术方案中，所述外舱室有八个，外舱室包括基础外筒壁和与基础外筒壁连接的两个分舱板，一个分舱板与填芯柱连接，另一个分舱板与中心舱室钢板中部连接，两个相邻的外舱室共用一个分舱板，八个外舱室共用一个基础外筒壁。

在上述技术方案中，所述基础外筒壁厚度为15-40mm，分舱板厚度为10mm-30mm，中心舱室钢板厚度为10-30mm，填芯柱直径为500-2500mm，筒裙顶板厚度为10-20mm，连接过渡段长度为1-3m。

在上述技术方案中，所述填芯柱和连接过渡段内填充C30-C60细骨料混凝土。

在上述技术方案中，所述填芯柱内放置钢筋笼。