專利名稱：導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，適用于水深5 50m海域 內(nèi)的海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)土木工程中。
背景技術(shù)：
在我國，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)。上世紀(jì)八十年代起，我國引進(jìn)國外技術(shù) 逐步在國內(nèi)建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，2000年以后，由于國家鼓勵(lì)對(duì)可再生能源的開發(fā)和利用，使國 內(nèi)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)得到迅速發(fā)展。到目前為止，我國已經(jīng)在內(nèi)蒙古、新疆、河北及東部沿海地區(qū)建成了一大批陸上風(fēng) 電場(chǎng)。但隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，土地資源緊張、與當(dāng)?shù)仄渌a(chǎn)業(yè)的予盾等問題已日漸 顯現(xiàn)，而我國擁有漫長的海岸線，海域蘊(yùn)藏有豐富的風(fēng)能資源，初步資料表明，我國陸上風(fēng) 電可開發(fā)量為2. 5GW，近海風(fēng)電可開發(fā)量為7. 5GW，近年來，海上風(fēng)電得到快速的發(fā)展。由于海上自然環(huán)境的特殊性，普通的陸上施工機(jī)械和施工方法將不再適用，陸上 常規(guī)的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于用在海上。海上的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)要解決防潮水、防海浪、軟 弱地基、海水腐蝕、快速施工等一系列問題。因?yàn)槟壳叭狈Ｉ巷L(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，尚沒有 找到一種廉價(jià)、可靠的基礎(chǔ)解決方案，常規(guī)的混凝土承臺(tái)澆筑方式海上施工作業(yè)量大，受天 氣影響大，施工周期長，基礎(chǔ)造價(jià)高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是基于我國近海自然條件，提出一種適用于水深 5 50m范圍內(nèi)海域的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可避免海上澆筑混凝土，具 有海上施工量小，安裝速度快，造價(jià)低，質(zhì)量易保證的特點(diǎn)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為3 6樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括外圍豎直設(shè)置的導(dǎo)管和其內(nèi)固結(jié)連接 的鋼管樁，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；所述導(dǎo)管上部依次連有空間管架部分和檢 修維護(hù)平臺(tái)部分。所述空間管架部分包括豎直或斜向的主體鋼管及水平向和斜向支撐于主體鋼管 上的支撐鋼管。所述檢修維護(hù)平臺(tái)部分包括與主體鋼管上端連接的檢修維護(hù)平臺(tái)，該平臺(tái)的中央 由下而上依次為相互連接的基礎(chǔ)環(huán)、法蘭和塔筒，基礎(chǔ)環(huán)與主體鋼管上端通過等管徑或變 管徑的斜撐鋼管固定。所述導(dǎo)管通過鋼板與主體鋼管焊接固定。所述導(dǎo)管與鋼管樁之間由灌漿材料粘結(jié)固定。所述導(dǎo)管底部焊接水平的防沉鋼板。所述檢修維護(hù)平臺(tái)的高度高于最高潮位。鋼管樁的直徑為01000 2500 mm;主體鋼管的直徑為0500 1500 mm;支撐
3鋼管的直徑為0400 1000 mm。本實(shí)用新型的有益效果是1)鋼構(gòu)架在工廠預(yù)制，制作速度快，質(zhì)量易保證，并采 用整體安裝，海上作業(yè)量小、作業(yè)時(shí)間短。2)鋼構(gòu)架為圓形鋼管組成，可較大限度地減小波 浪力；整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)非常有利于空間受力，利用較少的材料即可獲得較大的剛度，可解決 機(jī)組振動(dòng)問題。3)單個(gè)基礎(chǔ)打入3 6根鋼管樁，于基礎(chǔ)外圍均勻布置，受力均勻、穩(wěn)定性 好；且設(shè)有防沉鋼板，起防沉和調(diào)平作用；導(dǎo)管對(duì)打樁起定位作用，有利于打樁的精確。4) 鋼管樁與導(dǎo)管間采用灌漿材料連接，施工簡便，并且可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工誤差。5)基礎(chǔ)為全鋼 結(jié)構(gòu)，結(jié)合犧牲陽極的陰極保護(hù)與涂層防護(hù)的防腐蝕措施，施工工藝成熟，質(zhì)量易保證。

圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用于近海海域的立面圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一(3樁)的平面圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二(4樁)的平面圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1、圖2所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機(jī)組的3樁導(dǎo)管架式基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)，它包括3根豎直的導(dǎo)管2 (其底部設(shè)有防沉鋼板3)，呈等邊三角形排列，導(dǎo)管內(nèi)是與之通 過灌漿材料粘結(jié)固定的鋼管樁1。本例中鋼管樁1的直徑均為2100mm，其下端打入至海床 以下持力層，樁長需根據(jù)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)所處的地質(zhì)與水文條件、風(fēng)電機(jī)組的大小而定。導(dǎo)管 2通過鋼板(管)9焊接三個(gè)向內(nèi)傾斜的直徑1400mm的主體鋼管4，且主體鋼管4之間焊接 (或采用螺栓連接)水平和斜向的直徑500mm的支撐鋼管5。本例中，主體鋼管的底端和上 端的支撐鋼管5水平布置，中間的支撐鋼管5斜向布置。主體鋼管4的上端設(shè)置檢修維護(hù) 平臺(tái)6，平臺(tái)高度高于最高潮位，為風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行、維護(hù)和檢修提供場(chǎng)所。該檢修維護(hù)平臺(tái) 6的中央由下而上依次為相互連接的基礎(chǔ)環(huán)8、法蘭和風(fēng)電機(jī)組的塔筒10。且基礎(chǔ)環(huán)8與主 體鋼管4的上端通過三根直徑07OO~22OOmm的變管徑(也可采用等管徑)的斜撐鋼管 7固定連接。本實(shí)施例基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類似正三棱臺(tái)，鋼構(gòu)架及鋼管樁分別在工廠整體加工制作，運(yùn) 到現(xiàn)場(chǎng)后，鋼構(gòu)架由起重船整體安裝，安裝時(shí)，導(dǎo)管底部設(shè)置的防沉鋼板3可防止鋼構(gòu)架下 沉而且便于鋼構(gòu)架的調(diào)平，調(diào)平完畢后，沿導(dǎo)管孔位置由打樁船打入鋼管樁1 (可采用柴油 打樁錘或液壓振動(dòng)錘)。導(dǎo)管與鋼管樁間的間隙灌注灌漿材料，灌漿材料固化后鋼管樁和導(dǎo) 管則牢固的粘接在一起。實(shí)施例二 如圖1、圖3所示，本例為應(yīng)用于海上風(fēng)電機(jī)組的4樁導(dǎo)管架式基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)，它包括4根豎直的導(dǎo)管2，呈正方形排列。其余結(jié)構(gòu)及施工方法與實(shí)施例一類似。區(qū) 別在于本例的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類似正四棱臺(tái)，本例的鋼管樁1直徑為1800mm，主體鋼管4直徑為 1200mm，支撐鋼管5直徑為600mm。5樁及6樁導(dǎo)管架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與施工方法與以上實(shí)施例類似，不再重復(fù)描 述。本實(shí)用新型用于單機(jī)容量為1. 5 6. OMW的海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，上述兩個(gè)實(shí) 施例主要針對(duì)2. (MW典型的風(fēng)電機(jī)組荷載情況提出，其相關(guān)尺寸可根據(jù)場(chǎng)址處的工程地質(zhì)、海洋水文條件、水深、機(jī)組規(guī)模等有所調(diào)整。采用本實(shí)用新型后，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)可適應(yīng) 5 50m深度的海上環(huán)境，基礎(chǔ)不均勻沉降和水平位移可以得到有效控制，較常規(guī)的混凝土 墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，海上施工作業(yè)量小，受天氣影響小，施工質(zhì)量易保證，造價(jià)較低，施工工期短。
權(quán)利要求一種導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為3～6樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括外圍豎直設(shè)置的導(dǎo)管(2)和其內(nèi)固結(jié)連接的鋼管樁(1)，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；所述導(dǎo)管(2)上部依次連有空間管架部分和檢修維護(hù)平臺(tái)部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述空間管 架部分包括豎直或斜向的主體鋼管(4)及水平向和斜向支撐于主體鋼管(4)上的支撐鋼管 (5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述檢修維 護(hù)平臺(tái)部分包括與主體鋼管(4)上端連接的檢修維護(hù)平臺(tái)(6)，該平臺(tái)的中央由下而上依 次為相互連接的基礎(chǔ)環(huán)(8)、法蘭和塔筒(10)，基礎(chǔ)環(huán)與主體鋼管(4)上端通過等管徑或變 管徑的斜撐鋼管(7)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)管(2) 通過鋼板(9)與主體鋼管(4)焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)管(2) 與鋼管樁(1)之間由灌漿材料粘結(jié)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)管(2) 底部焊接水平的防沉鋼板(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述檢修維 護(hù)平臺(tái)(6)的高度高于最高潮位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼管樁 (1)的直徑為01000 2500mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述主體鋼 管⑷的直徑為0500 1500mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支撐鋼 管(5)的直徑為0400 1000mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于水深5～50m范圍內(nèi)海域的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可避免海上澆筑混凝土，具有海上施工量小，安裝速度快，造價(jià)低，質(zhì)量易保證的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是導(dǎo)管架式海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為3～6樁整體鋼構(gòu)架結(jié)構(gòu)，包括外圍豎直設(shè)置的導(dǎo)管和其內(nèi)固結(jié)連接的鋼管樁，鋼管樁下端伸入至海床以下持力層；所述導(dǎo)管上部依次連有空間管架部分和檢修維護(hù)平臺(tái)部分。本實(shí)用新型適用于水深5～50m海域內(nèi)的海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)土木工程中。
文檔編號(hào)E02D27/44GK201649118SQ20102015671
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者姜貞強(qiáng), 孫杏建, 朱彬彬, 羅金平, 郇彩云, 鄭永明, 韓偉 申請(qǐng)人:中國水電顧問集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院