專利名稱：海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種海上風(fēng)電場的風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
風(fēng)電場按建設(shè)場地可分為陸上及海上。與陸上風(fēng)電場相比，海上風(fēng)電場具有風(fēng)速 大、有效發(fā)電時間長和不占用陸地等優(yōu)點。我國海上風(fēng)電場建設(shè)正處于起步階段，即將迎來 快速發(fā)展階段。風(fēng)電機組基礎(chǔ)設(shè)計和施工是海上風(fēng)電場建設(shè)的關(guān)鍵工作，也是影響海上風(fēng) 電場投資的關(guān)鍵因素。受海洋潮汐、波浪、水流影響，以及風(fēng)電機組安裝和運行期間的特殊 要求，海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)設(shè)計和施工難度高，運行期間通航區(qū)域附近風(fēng)機基礎(chǔ)容易遭受船 舶撞擊等影響。因此，海上風(fēng)機基礎(chǔ)的設(shè)計需要考慮海洋環(huán)境下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工便利、風(fēng)機安 裝方便、基礎(chǔ)防撞性能好、造價合理等因素。目前，已建海上風(fēng)電場的風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式主要有3種1、單樁基礎(chǔ)在海床中直接打入一根大直徑鋼管樁作為風(fēng)電機組的基礎(chǔ)。目前已建成的海上風(fēng) 電場中絕大部分都采用單樁基礎(chǔ)。單樁基礎(chǔ)的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)型式簡單、施工方便。主要 缺點是適應(yīng)性不強隨著風(fēng)電機組制造技術(shù)的快速發(fā)展，單機容量不斷增大，需要的單樁直 徑越來越大，樁基施工難度也隨之增大；單樁基礎(chǔ)水平剛度相對比較低，在海床地質(zhì)條件比 較差的地方難以滿足風(fēng)機對水平變形的要求。2、多樁導(dǎo)管架平臺基礎(chǔ)采用與海洋石油導(dǎo)管架平臺類似的結(jié)構(gòu)，先在海床中放置一個由鋼構(gòu)件組成的鋼 結(jié)構(gòu)平臺，然后通過平臺上的樁腿套管打入鋼管樁。多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)是為了適應(yīng)風(fēng)電機組 單機容量不斷增大對基礎(chǔ)剛度更高的要求而采用的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，其優(yōu)點是水平剛度 大。主要缺點是由于采用鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)致造價昂貴，后期運行維護費用高；由于采用先放置導(dǎo)管 架后打樁的方式，在打樁之前和打樁過程中，導(dǎo)管架受波浪水流作用難以精確調(diào)平定位，難 以滿足上部風(fēng)機高聳結(jié)構(gòu)吊裝對基礎(chǔ)提出的嚴格的平整度要求，需要采用附加的連接件進 行二次調(diào)平，增加了施工難度和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。3.混凝土重力式基礎(chǔ)在海床上直接放置一個大體積的混凝土結(jié)構(gòu)作為風(fēng)機基礎(chǔ)，依靠基礎(chǔ)自重在海床 基礎(chǔ)面產(chǎn)生的摩擦力來抵抗水平荷載，維持基礎(chǔ)穩(wěn)定?；炷林亓κ交A(chǔ)的適應(yīng)性比較差， 其應(yīng)用的水深有限，而且要求海床地基條件好，能夠承受巨大的基底壓力。另一方面，混凝 土疲勞強度比較低，完全依靠混凝土承擔(dān)上部風(fēng)電機組長期循環(huán)荷載需要的結(jié)構(gòu)截面比較 大。綜上所述，由于海上風(fēng)電場建設(shè)的復(fù)雜性，目前已提出的幾種海上風(fēng)電機組基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)型式都存在不同的缺陷，為適應(yīng)我國大規(guī)模海上風(fēng)電場建設(shè)要求，需要提出一種對風(fēng) 機單機容量和海床地基適應(yīng)性強、安全可靠、施工難度低、容易滿足風(fēng)機安裝特殊要求以及 經(jīng)濟性合理的海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種對風(fēng)機單機容量和海床地基適應(yīng)性強、 安全可靠、施工難度低、造價經(jīng)濟合理的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種海上風(fēng)電場風(fēng)機基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括多根樁基礎(chǔ)，所述樁基礎(chǔ)的上端連接一個鋼筋混凝土承臺，鋼筋混凝土承臺的 上面固定安裝一個過渡段，鋼筋混凝土承臺與過渡段之間設(shè)有緩沖墊。優(yōu)選地，所述過渡段的下端埋設(shè)在鋼筋混凝土承臺內(nèi)。優(yōu)選地，所述樁基礎(chǔ)的數(shù)量為八根。優(yōu)選地，所述過渡段的下端通過鋼連接件與樁基礎(chǔ)的上端固定連接。優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的上面還設(shè)有工作平臺。優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的底部外沿設(shè)有向下延伸的防撞挑板。優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的下面還設(shè)有封底混凝土。優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的側(cè)面設(shè)有防撞護舷。優(yōu)選地，所述鋼筋混凝土承臺的側(cè)面設(shè)有靠泊設(shè)施。本實用新型的優(yōu)點在于(1)鋼筋混凝土承臺的設(shè)計高程根據(jù)可能發(fā)生的船舶撞擊位置確定，承臺將多根 樁基礎(chǔ)聯(lián)合形成整體，提高了船舶撞擊時基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的防撞能力。(2)鋼筋混凝土承臺底部外沿設(shè)置向下延伸的防撞挑板結(jié)構(gòu)，起到防止低水位時 小型船舶由于干舷高度低而可能進入承臺底部撞擊樁基的作用。為降低在低水位時防撞挑 板的施工難度，防撞挑板可采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。(3)如果在樁基礎(chǔ)上先澆筑封底混凝土平臺，形成一個牢固的支撐結(jié)構(gòu)面，為過渡 段的固定和調(diào)平提供一個可靠的支撐結(jié)構(gòu)，容易滿足風(fēng)機塔筒安裝對過渡段頂面水平度的 要求。(4)設(shè)置在過渡段與樁基礎(chǔ)之間的鋼連接件增強了承臺的抗拉和抗疲勞能力，提 高了海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)的安全可靠性。(5)在鋼筋混凝土承臺與過渡段之間設(shè)有緩沖墊，當(dāng)風(fēng)機塔筒(包括過渡段)受力 變形時，緩沖墊可以避免混凝土因受擠壓而破壞，從而保證過渡段與鋼筋混凝土承臺的連 接更加穩(wěn)固。
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步描述。


圖1是本實用新型海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、鋼筋混凝土承臺 2、過渡段 3、樁基礎(chǔ) 4、封底混凝土 5、防撞挑 板 6、靠泊設(shè)施 7、工作平臺 8、風(fēng)機塔筒 9、防撞護舷10、鋼連接件 11、緩沖
墊
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型包括多根打入海床面以下的樁基礎(chǔ)3，其上端露出海平面。在本實施例中，樁基礎(chǔ)3的數(shù)量為八根，以便形成一個全方位的穩(wěn)固支撐。施工時，可 以在樁基礎(chǔ)3的上端部先澆筑一個封底混凝土 4。封底混凝土 4澆筑完成后，就形成了一個 牢固的支撐面，以便于在上面安裝過渡段2，調(diào)整過渡段2的水平度，使過渡段2頂面水平度 滿足風(fēng)機塔筒8的安裝要求。過渡段2采用鋼結(jié)構(gòu)，過渡段2調(diào)平以后將其固定，其下端可 以通過鋼連接件10與樁基礎(chǔ)3的上端固定連接。如不設(shè)封底混凝土 4，也可設(shè)置一臨時支 撐架，用于安裝、調(diào)平過渡段2。過渡段2安裝好后，綁扎鋼筋混凝土承臺1的鋼筋，需要時預(yù)埋工作平臺7的基 礎(chǔ)，然后在樁基礎(chǔ)3的上端澆筑一個鋼筋混凝土承臺1，鋼筋混凝土承臺1位于海平面以上， 過渡段2的下端和每根樁基礎(chǔ)3的上端都被埋設(shè)在鋼筋混凝土承臺1內(nèi)。在安裝和使用過 程中，風(fēng)機塔筒8連同底部的過渡段2在外力作用下，難免會發(fā)生變形或晃動，從而會對根 部周圍的混凝土產(chǎn)生擠壓，這樣可能造成鋼筋混凝土承臺1的破壞，影響風(fēng)機塔筒基礎(chǔ)的 穩(wěn)固性。因此，本實用新型在鋼筋混凝土承臺1與過渡段2之間設(shè)有緩沖墊11，緩沖墊11 由彈性材料制成，套在過渡段2的外面，以保護周圍的混凝土不致于被擠壓破壞。鋼筋混凝 土承臺1的側(cè)面設(shè)置防撞護舷9，也可以設(shè)置靠泊設(shè)施6，以便于風(fēng)電場運行維護服務(wù)船舶 靠泊。為了防止船舶撞到樁基礎(chǔ)3，鋼筋混凝土承臺1的底部外沿可以設(shè)置向下延伸的 防撞挑板5，如果有封底混凝土 4的話，防撞挑板5可以從封底混凝土 4的底部外沿向下延 伸。防撞挑板5可以采用鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制型鋼混 凝土結(jié)構(gòu)或現(xiàn)澆型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或現(xiàn)澆型鋼混凝土結(jié)構(gòu)時， 防撞挑板5與鋼筋混凝土承臺1 (或封底混凝土 4) 一起澆筑；如果防撞挑板5采用預(yù)制鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)制型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，可以在安裝就位后將其外露鋼筋或鋼構(gòu)件澆入鋼筋 混凝土承臺1(或封底混凝土 4)。如果防撞挑板5采用鋼結(jié)構(gòu)，可以在鋼筋混凝土承臺1內(nèi) 設(shè)置預(yù)埋件，待鋼筋混凝土承臺1澆筑完成后再安裝防撞挑板5。防撞挑板5的底高程和平 面尺寸應(yīng)能滿足在設(shè)計低水位時，船舶不能撞到樁基礎(chǔ)3。鋼筋混凝土承臺1為風(fēng)機吊裝提供一個牢固的工作面，風(fēng)機吊裝時可以利用預(yù)埋 在鋼筋混凝土承臺1上的支撐構(gòu)件作為吊裝時的支撐、導(dǎo)向和緩沖。需要時，風(fēng)機吊裝完成 以后，在鋼筋混凝土承臺1的上面可以安裝工作平臺7。本實用新型是一種由高樁承臺和風(fēng)機下部支撐過渡段等構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，這種風(fēng) 機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土承臺增強了樁基礎(chǔ)的整體剛度，提高風(fēng)機基礎(chǔ)防撞性能。本實 用新型與已提出的其他海上風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相比，具有結(jié)構(gòu)安全性能高、施工方便、施工風(fēng)險 小、風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)調(diào)平容易實現(xiàn)等優(yōu)點。
權(quán)利要求一種海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括多根樁基礎(chǔ)(3)，其特征是所述樁基礎(chǔ)(3)的上端連接一個鋼筋混凝土承臺(1)，鋼筋混凝土承臺(1)的上面固定安裝一個過渡段(2)，鋼筋混凝土承臺(1)與過渡段(2)之間設(shè)有緩沖墊(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述過渡段(2)的下 端埋設(shè)在鋼筋混凝土承臺(1)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述樁基礎(chǔ)(3)的數(shù) 量為八根。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述過渡段(2)的下 端通過鋼連接件(10)與樁基礎(chǔ)(3)的上端固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼筋混凝土承臺 (1)的上面設(shè)有工作平臺(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼筋混凝土承臺 (1)的底部外沿設(shè)有向下延伸的防撞挑板(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼筋混凝土承臺 (1)的下面設(shè)有封底混凝土(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼筋混凝土承臺 (1)的側(cè)面設(shè)有防撞護舷(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征是所述鋼筋混凝土承臺 (1)的側(cè)面設(shè)有靠泊設(shè)施(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種海上風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括多根樁基礎(chǔ)，所述樁基礎(chǔ)的上端連接一個鋼筋混凝土承臺，鋼筋混凝土承臺的上面固定安裝一個過渡段，鋼筋混凝土承臺與過渡段之間設(shè)有緩沖墊。鋼筋混凝土承臺的側(cè)面可以設(shè)置防撞挑板、防撞護舷和靠泊設(shè)施等。本實用新型是一種由高樁承臺和風(fēng)機下部支撐過渡段等構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，這種風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土承臺增強了樁基礎(chǔ)的整體剛度，提高風(fēng)機基礎(chǔ)防撞性能。本實用新型與已提出的其他海上風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相比，具有結(jié)構(gòu)安全性能高、施工方便、施工風(fēng)險小、風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)調(diào)平容易實現(xiàn)等優(yōu)點。
文檔編號E02D27/12GK201713827SQ20102020002
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者張開華, 李彬, 林毅峰, 陸忠民 申請人:上?？睖y設(shè)計研究院;上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司