本實用新型涉及一種單樁錨固的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

風能作為綠色清潔可再生能源已受到各國能源開發(fā)者的青睞，在海上風電場的建設(shè)中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是重中之重。海上環(huán)境復(fù)雜多變，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性與適應(yīng)性是制約海上風電開發(fā)的關(guān)鍵因素。

海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式多種多樣，包括多樁導(dǎo)管架、單樁、三腳架基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)、筒形基礎(chǔ)以及漂浮式基礎(chǔ)等。目前采用最廣泛的基礎(chǔ)型式是單樁基礎(chǔ)，單樁基礎(chǔ)通常由單根大直徑鋼管構(gòu)成，下部深入土中，提供承載力；中部浸于水中承受波浪海流潮汐等長期循環(huán)作用；上部通過連接段與風機塔筒相連。單樁基礎(chǔ)主要承受風浪流等水平荷載作用，在設(shè)計中需要重點考慮其水平承載性能，由于其整體剛度相對較小，樁身位移往往較大，且在波浪、風荷載作用下的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)較大，容易產(chǎn)生疲勞損傷甚至失效。隨著海上風電規(guī)模化的開發(fā)，風力機組單機容量越來越大，樁的直徑和壁厚將會顯著增加，既增加了成本，也增加了施工難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎的單樁錨固的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，有效增強結(jié)構(gòu)抵抗彎矩的能力和承載能力，提高經(jīng)濟效益。

本實用新型采用以下方案實現(xiàn)：一種單樁錨固的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括下端嵌入海床中上端位于海平面之上的鋼管單樁，所述鋼管單樁上端安裝有風機塔筒，所述鋼管單樁周部設(shè)置有嵌固于海床巖體中的錨固件，錨固件的錨頭固定于鋼管單樁上。

進一步的，所述錨固件為錨桿或錨索，錨固件的錨頭焊接固定于鋼管單樁上或者通過鋼管單樁內(nèi)部的錨具進行固定。

進一步的，所述鋼管單樁外周壁設(shè)置有可供錨固件錨頭穿過的穿孔。

進一步的，所述錨固件與鋼管單樁之間的夾角為0°~90°。

進一步的，所述錨固件沿鋼管單樁軸向?qū)蛹壏植?，并且每層設(shè)置至少兩個錨固件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型單樁錨固的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對單樁進行錨固，在鋼管單樁受到外力作用時，錨固件將外力傳遞到周邊的巖體之中，增強結(jié)構(gòu)抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，提高基樁的水平承載性能，提高樁身整體穩(wěn)定性，降低基樁在動荷載作用下的動力響應(yīng)，從而到達有效減少鋼管單樁直徑、厚度及長度的目的，可降低工程造價，提高結(jié)構(gòu)安全性，且具有較大的經(jīng)濟效益。

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關(guān)附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1構(gòu)造示意圖；

圖2是本實用新型實施例2構(gòu)造示意圖；

圖中標號說明：1- 鋼管單樁、2-錨固件、3-法蘭盤；4-風機塔筒、5-錨具。

具體實施方式

如圖1示出本實用新型實施例1，一種單樁錨固的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括下端嵌入海床中上端位于海平面之上的鋼管單樁1，所述鋼管單樁1上端經(jīng)法蘭盤安裝有風機塔筒4，所述鋼管單樁1周部設(shè)置有嵌固于海床巖體中的錨固件2，錨固件2的錨頭固定于鋼管單樁上。

本實用新型對單樁進行錨固，將錨固件的一端固定于巖體中，另一端與鋼管單樁錨結(jié)，在鋼管單樁受到外力作用時，錨固件通過注漿體與土體之間的側(cè)摩阻力將外力傳遞到周邊的巖體之中，增強結(jié)構(gòu)抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，提高基樁的水平承載性能，提高樁身整體穩(wěn)定性，降低基樁在動荷載作用下的動力響應(yīng)，從而到達有效減少鋼管單樁直徑、厚度及長度的目的，可降低工程造價，提高結(jié)構(gòu)安全性，且具有較大的經(jīng)濟效益。

在本實施例中，所述錨固件2為錨桿或錨索，錨固件2的錨頭焊接固定于鋼管單樁上或者通過鋼管單樁內(nèi)部的錨具5進行固定，錨固件的材料采用鋼材，但不限于此，也可以使用碳纖維、玻璃鋼等抗拉強度強的材料。

在本市實施中，所述鋼管單樁1外周壁設(shè)置有可供錨固件2錨頭穿過的穿孔。

在本實施例中，所述錨固件與鋼管單樁之間的夾角為0°~90°且不為0°。

在本實施例中，所述錨固件沿鋼管單樁軸向?qū)蛹壏植?，層?shù)至少兩層并且每層設(shè)置至少兩個錨固件。

該單樁錨固的海上風電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具體施工過程：首先預(yù)制帶穿孔的鋼管單樁；然后將預(yù)制好的鋼管單樁打入海床中至指定的深度；再清理鋼管單樁內(nèi)土體到一定深度；接著進行錨孔的定位并鉆孔；然后將錨桿或錨索組裝安放直錨孔中并注漿；最后進行錨頭的錨固。

如圖2示出本實用新型實施例2，本實施例與實施例1的區(qū)別在于，錨固件與鋼管單樁之間的夾角為0°，即錨固件與鋼管單樁平行，錨固件的錨頭焊接固定于鋼管單樁上或者通過鋼管單樁內(nèi)部的錨具進行固定，錨固件下端由鋼管單樁下端穿過并嵌固于海床的巖體中。

上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。