[发明专利]一种抗冰防撞海上单桩基础结构及抗冰防撞方法

说明书

本发明公开了一种抗冰防撞海上单桩基础结构，包括单桩基础，所述单桩基础外围套设有抗冰防撞套，且两者之间通过弹性组件连接，所述抗冰防撞套包括柱形部及可向外扩展的扩展部，所述单桩基础与扩展部之间设有用于调节扩展部扩展角度的角度调节机构。本发明还公开了其抗冰防撞方法。本发明具有防撞的同时可以抗冰，安全稳定的优点。

技术领域

本发明涉及海上风力发电技术领域，具体涉及一种抗冰防撞海上单桩基础结构及抗冰防撞方法。

背景技术

海上风电已成为全球新能源体系中重要组成部分，资源开发方为了追求风场更高的经济效益，在基础支撑结构方面不断追求一种更加经济的基础型式，而单桩基础结构具有结构简单，施工方便等优点，成为海上风电场的第一选择。

目前全球海上风电场开发势头正盛，不断有相关海域被批准进入风电场开发潮流中来，而在一些寒冷易结冰的海域，由于海流以及海风等因素的影响，移动的浮冰和冰锥等容易和风电单桩基础结构发生碰撞，当冰速与冰厚满足某一特定条件后，容易产生冰激振动现象，基础结构受到的载荷会瞬间增大，影响风电机组的安全。此外，海上资源开发越来越多元化，海洋牧场，海上制氢，海上观光等产业综合发展，海上风电基础结构受到的安全隐患增多，进入风场后的船舶都会不可避免地与风电机组产生碰撞，一旦基础结构遭受碰撞产生较大的变形，不仅基础结构发生损伤，而且顶部机头也会产生强烈动力响应，这样很容易使风力机组整体结构失稳倒塌，影响风电机组安全运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种防撞的同时可以抗冰，安全稳定的抗冰防撞海上单桩基础结构及抗冰防撞方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种抗冰防撞海上单桩基础结构，包括单桩基础，所述单桩基础外围套设有抗冰防撞套，且两者之间通过弹性组件连接，所述抗冰防撞套包括柱形部及可向外扩展的扩展部，所述单桩基础与扩展部之间设有用于调节扩展部扩展角度的角度调节机构。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述扩展部内设有多个扩展块，多个所述扩展块沿扩展部圆周方向间隔布置。

所述扩展块外层为钢层，内层为吸能材料层。

所述角度调节机构包括多组沿圆周方向间隔布置的撑杆组件及多根调节杆，所述撑杆组件包括相互铰接的两根撑杆，两根所述撑杆分别与单桩基础及扩展块铰接，两根所述撑杆的连接端对应铰接有调节杆，所述调节杆通过上下移动调节两根撑杆之间的撑开角度。

所述柱形部和扩展部与单桩基础之间均设有多个弹性组件。

多个所述弹性组件沿单桩基础长度方向间隔布置。

所述弹性组件为弹簧组件。

所述柱形部外层为橡胶层，内层为吸能材料层。

一种上述抗冰防撞海上单桩基础结构的抗冰防撞方法，海域结冰时，角度调节机构调节扩展部向外扩展与水平面形成一定角度a，此时0°a90°，浮冰与扩展部进行碰撞时，扩展部使浮冰发生弯曲破坏，再通过弹性组件的缓冲作用保护单桩基础；海域结冰融化后，角度调节机构调节扩展部与水平面垂直，使得整个抗冰防撞套平整防撞，再通过弹性组件的缓冲作用保护单桩基础。

作为上述技术方案的进一步改进：

海域结冰时，角度调节机构根据海域内浮冰的物理性质来决定a的大小。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：