CN102906340A - 地锚、使用地锚的近海地基和建立近海地基的方法 - Google Patents

Abstract

提供近海地基，具体是用于风力涡轮机的近海地基，其被安装在海床（3）上。近海地基包括近海地基结构（1）和具有至少一个可折叠元件（8）的至少一个地锚（6），所述可折叠元件能够被折叠以具有最小表面面积并且被展开以便能够用作倒钩。

Description

地锚、使用地锚的近海地基和建立近海地基的方法

技术领域

本发明涉及用于近海地基的地锚。此外，本发明涉及近海地基以及建立近海地基的方法。更具体地，本发明涉及借助于一个或更多个地锚建立和保持地基结构。

背景技术

公知的是在海床上建立单桩、护套构造或三脚架构造作为地基，特别是用于近海风力涡轮机设施。单桩结构例如描述于WO2009/026933A1。US 5988949以及EP 2067914A2例如描述了护套构造，并且DE 102004042066A1例如描述了三脚架构造。

用于建立地基（具体地，基于护套构造或三脚架构造的地基）的典型方法是在建立地基之前准备海床，其包括消除海床的高度差别以便获得处于水平的构造。此外，方法包括例如借助于在海床上的预制且预定位的桩定位样板结构来建立被非常准确地放置在海床内的桩。桩用作近海地基的锚。

通过使用例如液压漂流装置（其切实地将桩锤击到海床内）来建立桩。当建立所述桩时，例如护套或三脚架建筑被设立在桩的一部分上并且支腿和桩之间的空间被灌浆以便建立牢固连接。

发明内容

关于上述技术领域，本发明的目标是提供用于锚定近海地基的有利地锚。进一步的目标是提供有利的近海地基和建立近海地基的方法。

第一目标是通过如权利要求1所声明的用于近海地基的地锚来实现的。该进一步目标是通过如权利要求5所声明的近海地基以及如权利要求8所声明的在海床上建立近海地基的方法来实现的。从属权利要求包含本发明的进一步改进。

本发明的用于被安装在海床上的近海地基的地锚，具体是用于风力涡轮机的近海地基的地锚，包括至少一个可折叠元件，其能够被折叠以便具有最小表面面积并且被展开以便能够用作倒钩。地锚可以具体地用于单桩结构、护套结构或三脚架结构。

这样的地锚实现类似雨伞的功能，即：在放置过程期间，锚被折叠以使其具有最小表面面积并且具有朝向海床物质且因而朝向被放置方向的最小阻力。当锚被放置在海床内一定深度的正确位置时，其被展开并且用作倒钩来提供大阻力来抵抗沿附接的张力装置的方向的张力以及抵抗从海床被移除。

地锚可以包括用于连接张力装置的连接装置或者其可以是这种张力装置的一体部分。

为了有助于展开可折叠元件，可折叠元件可以装备有尖锐边缘，其呈现于在展开过程期间可折叠元件将运动的方向。

本发明的地锚提供现有地锚的便宜且简单的替代并且还易于安装。

本发明的近海地基，具体是用于风力涡轮机的近海地基，被安装在海床上并且包括近海地基结构，例如护套或三脚架结构，或者单桩，以及被置于地面内且连接到地基结构的至少一个地锚。

通过使用本发明的地锚，能够通过便宜且简单并且还易于安装的锚定装置来锚定近海地基。

地锚可以通过张力装置被连接到近海地基结构，张力被施加到该张力装置。这样的张力装置可以由一个或更多个线缆、一个或更多个杆、一个或更多个链条等等来实现。之后，锚的类似倒钩的结构承受张力以便为张紧的张力装置且因此为地基提供牢固的固定。

在本发明的在海床上建立近海地基的方法中，具体是建立用于风力涡轮机设施的近海地基的方法中，通过借助于本发明的地锚将连接到近海地基结构的支脚的至少一个地锚放置到地面内来在海床中锚定近海地基结构。当正在将地锚放置在地面内时，地锚的所述至少一个可折叠元件被折叠。当地锚被放置在正确位置时，所述至少一个可折叠元件被展开并用作倒钩，该倒钩通过可从近海地基施加的张力来固定地锚以抵抗从海床拉出。

当地锚被折叠以便被安装在海床内时，其由于处于折叠状态时的最小表面面积的原因而提供朝向海床物质的低阻力。在锚已经被放置并且被展开之后，其提供朝向海床物质的增大的阻力。因此，张力能够被施加到地锚而不需要将其从海床移除，使得能够实现地基的牢固锚定。

因此，当通过张力装置实现支脚和地锚之间的连接时，在地锚展开之后该张力装置能够被张紧以便固定地基。

为了将地锚放置在地面内，可以向地面内钻取通道并且可以通过该通道放置地锚。能够使用具有小直径的被钻取通道，这是节约成本的。作为替代性方案，可以通过将地锚冲入地面内来放置地锚。可以通过地锚处于折叠状态时的小横截面以及由此得到的抵抗海床物质的低阻力来有助于将锚冲入海床内。

附图说明

结合附图从下述对实施例的描述中将显而易见到本发明的其他特征、特性和优点。

图1示意性示出了通过本发明的地锚锚定的近海风力涡轮机地基的三脚架或护套结构。

图2示意性示出了处于折叠状态的本发明的地锚的实施例。

图3示意性示出了处于展开状态的图2的实施例。

图4示意性示出了通过本发明地锚锚定的近海风力涡轮机地基的单桩结构。

具体实施方式

图1和图4以高度示意图的形式示出了典型的近海地基，例如用于风力涡轮机的近海地基。图1示出了使用护套结构或三脚架结构形式的地基结构的地基，而图4示出了使用单桩作为地基结构的地基。

在图1中，作为示意性示例，在海床3上建立使用护套结构1作为近海地基结构的近海地基。护套结构包括三个或更多个支腿7，其具有支脚4且通过一个或更多个地锚6在例如支脚4处被固定到海床3，所述地锚建立在海床3内一定深度处。地锚6和结构1之间的连接，例如地锚6和结构1的支脚4之间的连接，可以通过张力装置5来实现，该张力装置5可以例如是一个或更多个线缆、钢或铁杆、一个或更多个链条等等。对于本发明的各种实施例而言，在将锚放置在海床3内期间张力装置被连接到地锚6。不过，作为替代性方案，地锚6可以是张力装置5的一体部分。

张力被施加到张力装置5以便即使在结构1受到来自海浪2或来自结构1上安装的风力涡轮机的负荷的影响时仍保持结构1就位。

如图2和图3所示，地锚6包括锚主体12和至少一个可折叠元件8，所述可折叠元件8能够从如图2所示的折叠状态运动到如图3所示的展开状态。可折叠元件8可以具有带尖锐边11的三角形横截面，该尖锐边11从锚主体12向外以便当可折叠元件正被展开时减少朝向海床3的物质的阻力从而有助于展开可折叠元件8。为了有助于将地锚6引入到海床3内，地锚可以在其下侧端具有尖端13。

能够借助于伞状机构来实现可折叠元件8的折叠和展开，该伞状机构包括伸张器9以用于伸展可折叠元件8，其能够相当于伞的肋。

本实施例的地锚6装备有连接装置10，例如钩、孔眼、线绳等等，以用于将其连接到一个或更多个线缆、钢或铁杆、一个或更多个链条等等，其能够被用作张力装置5。此外，连接装置10可以借助于致动器设置被连接到伞状机构，当张力被施加到该致动器设置时该致动器设置使伸张器9伸展以使得可以通过向张力装置5施加张力而展开可折叠元件8。替代性地，伞状机构可以通过被整体形成到地锚6内的驱动器来致动并且经由控制信号由操作者控制。这些控制信号可以例如通过沿着张力装置5或穿过张力装置5延伸的线缆被发送到地锚。

如上所述，根据所示实施例的地锚6具有伞状功能，即在放置过程期间锚被折叠，以使其具有最小表面面积以及朝向海床3的物质和朝向被放置方向的最小阻力，而当锚6被放置在海床3内一定深度的正确位置时，其被展开并且用作倒钩且具有最大阻力来抵抗沿附接的张力装置5的方向的张力以及抵抗从海床3被移除。

例如通过钻取通道以便锚6通过该通道被放置，通过将锚冲入海床内，或者类似手段，所述一个或更多个地锚6可以被建立在海床内一定深度处。

因此，本发明的这种实施例的特征在于，地基结构（护套或三脚架）1由被安装在海床3内并且被一个或更多个张力装置5连接到地基结构1的一个或更多个地锚6固定到海床3。

实施例的优点在于，地锚6呈现了对于结构1与海床3的常规固定的替代方案。该实施例进一步的优点在于，这是非常廉价的建筑并且易于安装。此外，地锚是已知的并且是从陆上建筑经过充分测试的技术。

已经结合图1-3描述的实施例的支腿7相对于竖直方向倾斜。不过替代性地，支腿7也可以被竖直地定向。

图4示出了用作近海地基结构的单桩结构，其作为本发明的近海地基的替代性实施例。单桩结构包括桩14作为主要元件之一，该桩14在其纵向端部16处具有支脚15，该支脚15安置在海床3上。三个或更多个张力装置5从桩14的上部位置延伸到海床6内到达被置于海床内一定深度处的地锚6。锚优选地围绕桩14被置于正多边形的角落处，例如在等边三角形的角落处。所用的地锚6对应于关于图1-3所描述的地锚。

Claims (11)

1.一种被安装在海床（3）上的近海地基的地锚（6），具体是用于风力涡轮机的近海地基结构的地锚，

特征在于：

其包括至少一个可折叠元件（8），所述可折叠元件能够被折叠以具有最小表面面积并且被展开以便能够用作倒钩。

2.如权利要求1所述的地锚（6），

特征在于：

其包括用于将张力装置（5）连接到所述地锚（6）的连接装置（10）。

3.如权利要求1所述的地锚（6），

特征在于：

其是张力装置（5）的一体部分。

4.如权利要求1-3中任一项所述的地锚（6），

特征在于：

所述可折叠元件（8）包括尖锐边缘（11），该尖锐边缘呈现于在展开过程期间所述可折叠元件（8）将运动的方向。

5.一种近海地基，具体是用于风力涡轮机的近海地基，其被安装在海床（3）上并且包括近海地基结构（1、14），

特征在于：

至少一个根据前述权利要求中任一项所述的地锚（6），所述地锚被置于地面内且连接到所述近海地基结构（1、14）。

6.如权利要求5所述的近海地基（1），

特征在于：

所述地锚（6）被张力装置（5）连接到所述近海地基结构（1、14），张力被施加于该张力装置（5）。

7.如权利要求6所述的近海地基（1），

特征在于：

所述张力装置（5）由一个或更多个线缆、一个或更多个杆、或者一个或更多个链条来实现。

8.一种在海床上建立近海地基的方法，具体是建立用于风力涡轮机设施的近海地基的方法，其中通过将连接到近海地基结构（1、14）的至少一个地锚（6）放置到地面内来将所述近海地基结构（1、14）锚定到所述海床内，

特征在于：

如权利要求1-5中任一项所述的地锚（6）被用作所述地锚，以及

当正在将所述地锚（6）放置在地面内时，所述地锚（6）的所述至少一个可折叠元件（8）被折叠，并且当所述地锚（6）被放置在正确位置时，所述至少一个可折叠元件（8）被展开。

9.如权利要求8所述的方法，

特征在于：

所述近海地基结构（1、14）和所述地锚（6）之间的连接通过张力装置（5）来实现，当所述地锚（6）被展开时所述张力装置（5）被张紧。

10.如权利要求8或权利要求9所述的方法，

特征在于：

通过向地面内钻取通道并且通过该通道放置所述地锚（6）来将所述地锚（6）放置在地面内。

11.如权利要求8或权利要求9所述的方法，

特征在于：

通过将所述地锚（6）冲入地面内来将所述地锚（6）放置在地面内。

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