[实用新型]一种组合浮体结构单元

说明书

本实用新型公开一种组合浮体结构单元，包括FRP外管、内置在FRP外管内的中空不锈钢内管以及填充在FRP外管和不锈钢内管之间的超高性能混凝土，且两端盖合有密封盖。本实用新型具有壁薄、重量轻、承载力高、耐腐蚀性能好、施工安装方便等优点，减少了材料、模板、维修费用，可节约成本。

技术领域

本实用新型涉及海洋、结构工程领域，特别是涉及一种组合浮体结构单元。

背景技术

近年来，国家大力发展海上风电，然而面临着近海台风风险和不利的海床条件挑战以及过渡水深海域挑战。深远海漂浮化是应对挑战的重要方式，而浮化平台结构多是钢筋混凝土和钢结构的形式。例如公布号为CN107487421A、公布日为2017.12.19的中国专利：可一次浇筑成型模块化拼接的无底板混凝土浮台，该专利公开了利用钢筋混凝土和钢结构形式的一体式浮台，但该种结构耐腐蚀性均较差，在海洋中或潮湿地等恶劣环境中容易腐蚀和退化。

实用新型内容

本实用新型提供一种组合浮体结构单元，解决现有浮化平台结构在海洋中或潮湿地等恶劣环境中容易腐蚀和退化的问题。本实用新型具有壁薄、重量轻、承载力高、耐腐蚀性能好、施工安装方便等优点，减少了材料、模板、维修费用，可节约成本。

本实用新型的技术方案为：

一种组合浮体结构单元，包括FRP外管、内置在FRP外管内的中空不锈钢内管以及填充在FRP外管和不锈钢内管之间的超高性能混凝土，且两端盖合有密封盖。

纤维增强复合材料(Fibre-reinforced polymer，简称FRP)以其轻质、高强、耐腐蚀性、抗疲劳等优点，在海洋工程，结构工程中得到越来越多的应用；超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,简称UHPC)因其超高强度、高耐久性和高韧性等优点广泛应用于土木工程领域；不锈钢又称“不锈耐酸钢”，当不锈钢表面与腐蚀介质接触时，钢材所含的合金元素就会与腐蚀介质进行氧化还原反应，在钢材的表面形成一层很薄的氧化物薄膜，由此形成的氧化物薄膜能够有效地阻止不锈钢内的钢基体继续被腐蚀介质腐蚀，它具有超强的耐腐蚀性，塑形延性高，施工方便，环保可回收等优点。

本实用新型将FRP、超高性能混凝土、不锈钢三种材料结合起来能充分发挥各自的优点，形成具有壁薄重量轻，承载力高，延性好，耐腐蚀性能好，施工安装方便等优点的浮体结构，从而减少材料、模板、维修费用，大大节约成本。

进一步，多个所述不锈钢内管在所述FRP外管内沿水平方向间隔均匀设置，所述FRP外管和多个所述不锈钢内管之间的间隙填充所述超高性能混凝土。

通过设置的若干个不锈钢内管，并在内管与外管之间的间隙填充有超高性能混凝土，使浮体结构单元形成多箱式结构，适应不同的应用场景，增强实用性。

进一步，所述不锈钢内管的外表面根据荷载设有多个剪力连接件。

进一步，所述剪力连接件包括带钉帽或不带钉帽的不锈钢剪力钉、开孔不锈钢板等形式的剪力连接键。

通过剪力连接件增强载荷能力和连接强度，从而使浮体结构单元的结构得到加强，延长使用寿命和耐用性。

进一步，所述剪力连接件是通过焊接固定在所述不锈钢内管的外表面。

进一步，所述FRP外管为预制缠绕管，采用碳纤维FRP管或玻璃纤维FRP管或玄武岩FRP管。

进一步，浮体结构单元可以是长方体、圆柱体等空间几何体。

进一步，所述不锈钢内管可以采用304奥氏体不锈钢或316奥氏体不锈钢或2205双向体不锈钢；不锈钢内管也可以使用高强钢管代替。

进一步，所述密封盖为不锈钢盖板，所述密封盖与所述不锈钢内管通过四面围焊连接，并在所述超高性能混凝土与所述密封盖间的间隙作密封处理。