[发明专利]一种重力式堆石混凝土海上风电基础

说明书

本发明公开一种重力式堆石混凝土海上风电基础，包括设置在海床基础上的底部预制构件和顶部预制构件；所述底部预制构件为上方开口的仓体结构，所述底部预制构件的内部填充有大粒径块石和自密实混凝土；所述顶部预制构件卡合在上方开口处并固定在所述自密实混凝土的上方，所述顶部预制构件用于连接安装风机塔筒；本海上风电基础结构通过分别预制的方式能够在工厂中完成预制结构的制作，减少海上施工工程量，安全性和施工效率均得到了提升，底部预制构件为重力式基础空腔，体积容量大但是自重较小，运输和安装过程中，无需投入大型起重船吊扶安装，降低了施工门槛和工程造价，增强了该基础在海上风电领域的竞争性。

技术领域

本发明涉及到海上风电基础技术领域，具体涉及到一种重力式堆石混凝土海上风电基础。

背景技术

风力发电目前已成为技术成熟、成本最低、对环境影响最小的可再生能源利用方式，也是最具经济价值的新能源类型。相较于陆上风电，海上风电存在风能资源丰富、空间大等显著优势，但海上风电的施工技术难度大，施工成本高，其中，海上风机基础造价占海上风电总成本的15％～25％。海上风机基础型式较多，可分为重力式、单桩式、吸力筒式、导管架式以及漂浮式。

重力式基础是海上风电机组基础结构中的一种主要基础型式，主要依靠结构重量抵抗风机荷载和环境载荷产生的倾覆力矩和滑动力，使海上风电机组保持稳定。重力式基础结构部分通常为预制混凝土结构物，不需要进行打桩作业，可直接进行现场安装。但预制基础结构全部采用混凝土浇筑，造价相对较高，并且需要进行混凝土养护以增强混凝土的耐久性和整体性，防止开裂，使得预制工期较长。在安装过程中，由于其体积和自重较大，需要借助大型设备进行海上运输和安装，施工过程相对复杂。

如中国发明专利(公告号：CN101545462B)在2011年公开了一种钢-混凝土组合重力式海上风电机组基础结构，钢管立柱顶端设有钢承台，钢管立柱下端的外表面均匀的设有若干型钢混凝土筋板，型钢混凝土筋板的外端固定在多边形的型钢混凝土基座的内表面，型钢混凝土基座的底面以中心为原点，均匀地设有沿径向的若干肋板，相邻的两肋板的外端设有裙边，肋板的高度与裙边相同，型钢混凝土基座的底面上设有若干灌浆孔和锚杆孔。该重力式基础结构，虽然在一定程度上减少了施工难度，但是整个结构容易受到海上侵蚀，海上能够很容易进入待内部空间中。

中国发明专利申请(公开号：CN111809652A)在2020年公开了一种拼装式重力风电基础结构，包括基础箱台；该基础箱台包括沿着圆周方向分布的多个预制拼接基础箱；基础箱台的顶部中心位置，垂直固定连接塔筒；每个预制拼接基础箱包括相互连接的一个承台局部和一个中空的配重箱；该基础结构采用了预制的方式也能够减少工程量，但是在海面拼装的工作量增加了，而且这些配重箱体以环绕的形式布置，在海面上拼装难度较高，需要使用较多的辅助工具；另外如果这些配重箱沉入海底，海水也能够进入箱体内部，海水对内部部件以及基础的侵蚀较为明显。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种重力式堆石混凝土海上风电基础。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种重力式堆石混凝土海上风电基础，包括设置在海床基础上的底部预制构件，以及设置在所述底部预制构件上方的顶部预制构件；所述底部预制构件为上方开口的仓体结构，所述上方开口位于海平面的上方，所述底部预制构件的内部填充有大粒径块石，以及填充在所述大粒径块石之间的自密实混凝土，所述自密实混凝土填充至上方开口处；所述顶部预制构件卡合在上方开口处并固定在所述自密实混凝土的上方，所述顶部预制构件用于连接安装风机塔筒。

本重力式堆石混凝土海上风电基础结构简单，易于施工，通过分别预制的方式能够在工厂中完成整体结构的制作，减少海上施工工程量，安全性和施工效率均得到了提升；外轮廓较大的底部预制构件为重力式基础空腔，体积容量大但是自重较小，运输和安装过程中，无需投入大型起重船吊扶安装，降低了施工门槛和工程造价，增强了该基础在海上风电领域的竞争性。