[实用新型]一种海底梅花形裙式吸力桶

说明书

本实用新型公开了一种海底梅花形裙式吸力桶，包括顶端封闭且底端开口的吸力主桶，吸力主桶的顶端同轴套装有裙式结构，该裙式结构底部开口，且裙式结构的顶端及吸力主桶的顶端上均开设有排水孔；裙式结构包括裙边及裙顶，其中裙边间隔套装在吸力主桶周向外壁上，裙边的一个轴向端面密封固接裙顶，该裙顶与吸力主桶顶端平面平齐并同轴固接；裙边由多个弧形结构周向拼接固定组成，其中多个弧形结构的内弧面均朝向吸力主桶的轴心。该吸力桶能够增强桶‑土之间的摩阻力，进而提高吸力桶基础的竖向抗拔和水平承载力，而且能够有效解决桶体周围土体受波浪、海流等的冲蚀问题，提高吸力桶使用年限。

技术领域

本实用新型涉及海洋结构工程技术领域，具体为一种海底梅花形裙式吸力桶。

背景技术

随着海洋工程技术的迅速发展，海上油气资源的大幅度开采和海上风力发电的日益崛起，吸力桶基础作为海洋工程中一种新型的基础形式，它以施工方便、造价低、安装噪音小、可回收利用等优点，在海上浮式平台和海上风电结构中得到成功的应用。吸力桶基础用于锚固上部结构时，基础的承载能力是设计的关键。

嵌固在海底地基中的吸力桶基础，一方面会因上部结构所受浮力而承竖向拉拔作用，另一方面在风、浪、流等作用下又会承受较大的水平荷载和弯矩。传统吸力桶基础通常采用单桶结构形式，整体刚度较低、承载力较弱，在复杂海洋环境下容易发生失稳破坏，且周围土体通常会受到波浪、海流等的冲蚀，从而导致吸力桶基础承载力降低，使用年限缩短。

因此，如何克服传统吸力桶基础的以上缺点，并在现有基础上开发出具有较强竖向抗拔承载、水平承载力且能够抵抗冲蚀的海底吸力桶基础，便成为了本领域人员亟待解决的技术问题。

经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的如下专利文献：

CN110700307A公开了一种新型海底吸力锚，包括桶体和锚顶，桶体外表面沿着圆周间隔制有多个啮齿，使桶体外表面呈“啮齿”状。该发明能显著增大桩侧负摩阻力，从而提高吸力锚的抗拔能力，可以解决传统吸力锚自身抗拔能力不足和整体稳定性差等问题。

上述公开专利为申请人的前期研究成果，其主要创新在于吸力主桶的截面形状，用于增大吸力主桶与土体的接触面积，并且提高吸力主桶的抗拔抗剪能力，但是上述专利中吸力主桶仍然为一体单层结构，其承载力不如多层结构的裙式吸力桶，且吸力主桶上棱角较多，易发生土体阻力过大难以下沉的问题。

综上，上述公开专利不影响本申请的新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种海底梅花形裙式吸力桶，该吸力桶能够增强桶-土之间的摩阻力，进而提高吸力桶基础的竖向抗拔和水平承载力，而且能够有效解决桶体周围土体受波浪、海流等的冲蚀问题，提高吸力桶使用年限。

一种海底梅花形裙式吸力桶，包括顶端封闭且底端开口的吸力主桶，吸力主桶的顶端同轴套装有裙式结构，该裙式结构底部开口，且裙式结构的顶端及吸力主桶的顶端上均开设有排水孔；裙式结构包括裙边及裙顶，其中裙边间隔套装在吸力主桶周向外壁上，裙边的一个轴向端面密封固接裙顶，该裙顶与吸力主桶顶端平面平齐并同轴固接；裙边由多个弧形结构周向拼接固定组成，其中多个弧形结构的内弧面均朝向吸力主桶的轴心。

而且，排水孔包括裙顶排水孔及桶顶排水孔；裙顶排水孔垂向穿透并周向均布开设在裙顶上；桶顶排水孔制出有多个，且多个桶顶排水孔均垂向穿透制出在吸力主桶的顶端平面上。

而且，吸力主桶的直径与高度的比例为1:1～1:3。

而且，裙边内周与吸力主桶外周的最大间距小于吸力主桶的半径，且裙边的轴向延伸高度小于吸力主桶的直径。

而且，吸力主桶桶壁厚度为30～50mm,裙边的厚度为10～15mm,吸力主桶桶顶厚度和裙顶厚度为20～60mm.