CN104234069A - 具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础 - Google Patents
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Abstract
一种具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，基础下部底盘为下方开口倒扣的扁平的复数个蜂窝结构的底盘，周围均匀分布垂直方向的复数个支撑固定桩孔，支撑固定桩孔内有打入海底深处的支撑固定桩，支撑固定桩上部有支撑固定桩封顶块，位于上部的空心柱状的基础上部立柱安装海上风力发电机；海上风力发电机基础能承受海上的强风载荷、海水腐蚀、波浪冲击，解决由于软土基础承载力低造成的基础不稳、向下沉降等难题，风力发电机的基础施工效率高、建设成本低，投资少，建设周期短。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机领域。
背景技术
风力发电机使用自然风力来发电，由于有经济、环保的优点，越来越受到人们的重视，是绿色能源，风力发电技术也得到了高速发展。宽阔的沿海风力资源丰富，还不占用宝贵的陆地，是风力发电的首选地带。
在浅海的软土基础上进行风力发电时，风力发电机的基础要承受海上的强风载荷、海水腐蚀、波浪冲击等，还要解决由于软土基础的含水量大，形成很厚的淤泥层，淤泥层的承载力很低造成的基础不稳、向下沉降等难题。所以，现有的风力发电机的基础远比陆上的结构复杂、技术难度高、施工效率低、建设成本高，投资大，建设周期长，基础问题严重阻碍海上风力发电机的发展，是海上风力发电机技术的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，能承受水上的强风载荷、海水腐蚀、波浪冲击，解决由于软土基础承载力低造成的基础不稳、向下沉降等难题，使风力发电机的基础施工效率高、建设成本低，投资少，建设周期短。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：风力发电机的基础包括基础上部立柱、基础下部底盘、复数个支撑固定桩；位于下部***海底泥面以下的基础下部底盘为下方开口倒扣的扁平的复数个蜂窝结构的底盘，包括下部底盘上平板、下部底盘蜂窝结构垂直立板、在基础下部底盘周围均匀分布垂直方向的复数个支撑固定桩孔；位于上部安装海上风力发电机的空心柱状的基础上部立柱包括上部立柱顶部平台、柱状的上部立柱壁、增加基础上部立柱强度的横向及竖向的复数个上部立柱加强筋；支撑固定桩包括支撑固定桩孔内打入海底深处的支撑固定桩、支撑固定桩孔的上部有封闭支撑固定桩的支撑固定桩封顶块，基础上部立柱、基础下部底盘、支撑固定桩孔制成一体。
所述的基础下部底盘蜂窝结构的截面和空心柱状的基础上部立柱的截面为正六角形结构。
所述的基础下部底盘蜂窝结构的截面和空心柱状的基础上部立柱的截面为圆形结构。
所述的基础上部立柱、基础下部底盘采用钢材料制作，支撑固定桩、支撑固定桩封顶块用钢筋混凝土材料制作。
所述的基础上部立柱、基础下部底盘、支撑固定桩、支撑固定桩封顶块用钢筋混凝土材料制作。
本发明的有益效果是：风力发电机的基础能承受海上的强风载荷、海水腐蚀、波浪冲击，解决由于软土基础承载力低造成的基础不稳、向下沉降等难题，使风力发电机的基础施工效率高、建设成本低，投资少，建设周期短。
附图说明
1.图1是具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础的正面剖视图。
2.图2是图1A-A剖视图的第一种施实例。
3.图3是图1A-A剖视图的第二种施实例。
4.图4是图1B-B截面图的第一种施实例。
5.图5是图1B-B截面图的第二种施实例。
在图中：
1.风力发电机 2.风力发电机固定螺丝
3.上部立柱顶部平台 4.基础上部立柱
5.上部立柱加强筋 6.基础下部底盘
7.下部底盘上平板 8.下部底盘蜂窝结构垂直立板
9.支撑固定桩封顶块 10.支撑固定桩孔
11.支撑固定桩 12.支撑固定桩尖锥
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：图1是具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础的正面剖视图，图2是图1A-A剖视图的第一种施实例，图3是图1A-A剖视图的第二种施实例，图4是图1B-B截面图的第一种施实例，图5是图1B-B截面图的第二种施实例。
由图中可以看出，具有大面积底盘和多立柱结构的水上风力发电机的基础支撑风力发电机1的重量和载荷，风力发电机1可以有各种不同功率、不同结构和重量，本发明特别适用于重量体积大的位于浅海软土基础上的大功率风力发电机。
风力发电机的基础包括基础上部立柱4、基础下部底盘6、复数个支撑固定桩11。
基础下部底盘6位于下部，包括下部底盘上平板7、下部底盘蜂窝结构垂直立板8、复数个支撑固定桩孔10。基础下部底盘6为下方开口倒扣的扁平的复数个蜂窝结构底盘，***海底泥面以下，下部底盘上平板7的下平面与海底泥面接触，海底泥面支承下部底盘上平板7。下部底盘上平板7及下部底盘蜂窝结构垂直立板8形成强度和刚度都很好的蜂窝结构底盘，扁平的基础下部底盘6的面积较大，形成宽浅的暗基床结构，基础下部底盘6受不到海浪的冲击，由于支承面积大，能承受较大的倾复载荷，其中包围的泥沙有较大的质量，使海上风力发电机具有横向稳定性，牢固的固定在海底泥面上。
垂直方向的复数个支撑固定桩孔10在基础下部底盘6周围均匀分布，支撑固定桩孔10内有支撑固定桩11，支撑固定桩11和基础下部底盘6连接为一体，支撑固定桩11有较大的分布面积，能形成较大的支撑力距，支撑固定桩11打入海底深部的承力层，能很好的承受横向及竖向载荷，使其不会向下沉降及摇摆，将基础下部底盘牢固的支承固定在海上，能抗击风暴潮或台风的袭击，适用于经常受到强风暴潮或台风的袭击的地区，使基础能稳定的支撑风力发电机。
支撑固定桩孔10的上部有封闭支撑固定桩11的支撑固定桩封顶块9，支撑固定桩11的下端有方便打桩的支撑固定桩尖锥12。
基础上部立柱4位于基础上部，为空心柱状，上方安装海上风力发电机1，海上风力发电机1用风力发电机固定螺丝2固定，基础上部立柱4包括上部立柱顶部平台3、柱状的上部立柱壁、增加基础上部立柱强度的横向及竖向的复数个上部立柱加强筋5，上部立柱加强筋5使基础上部立柱具有极高的强度及刚度，上部立柱顶部平台3的高度高于最高潮水位。基础上部立柱大部分位于海水中，因直径较小，受波浪冲击面积小，减小了波浪的横向冲击力，可以很好的支承风力发电机1。
基础上部立柱4、基础下部底盘6、支撑固定桩孔10制成一体，形成整体结构。
当使用钢筋混凝土材料制作风力发电机基础时，因基础重量大，海上运输和安装困难，倒扣的基础下部底盘6其下部底盘蜂窝结构垂直立板8与下部底盘上平板7形成复数个封闭空间，可以封闭空气，能形成浮力，基础下部底盘在陆上制作，下水后可以在海上进行浮运，浮运能解决体积重量极大的基础下部底盘海上运输困难。基础下部底盘运输到安装位置，放出空气后即可自然下沉。然后继续抽出封闭空间的空气，在封闭空间中形成负压，负压使下部底盘压入海底泥面以下。
下部底盘蜂窝结构垂直立板将基础下部底盘6分隔为多个不同位置的封闭空间，在不同位置的空间形成不同的负压，使基础下部底盘6不同位置的负压力不同，用以控制基础下部底盘各方向的下沉量，准确进行调平，使基础下部底盘安装海上风力发电机的顶部平台保持水平，保障海上风力发电机中心线垂直，确保海上风力发电机的安装质量。
图2是图1A-A剖视图的第一种施实例，表示基础下部底盘6A-A剖面形状是7个正六角形组成的剖面。
图3是图1A-A剖视图的第二种施实例，表示基础下部底盘6A-A剖面形状是圆形的剖面。
图4是图1B-B截面图的第一种施实例，表示基础上部立柱4B-B剖面形状是正六角形的剖面。
图5是图1B-B截面图的第二种施实例，表示基础上部立柱4B-B剖面形状是圆形的剖面。
本发明风力发电机基础的施工过程是：
1.在陆上的预制场整体预制基础上部立柱4、基础下部底盘6、复数个支撑固定桩孔10。
预制采用大批量连续流水生产方式，使用专业生产设备及工具，陆上制作施工方便快捷安全，尽量减少海上施工的工作量，减少用昂贵的海上船舶来施工，提高效率降低成本。
2.基础下水及漂浮运输。
当使用钢筋混凝土材料制作风力发电机基础时，基础由于体积重量较大，下水及海上运输困难，大面积底盘适用于漂浮运输，用拖轮漂浮运输到安装位置放气下沉。本发明不对软土基础支承力极低的淤泥层进行置换或加固处理，基础下部底盘直接放在海底泥面上，极大的减少了施工的费用和降低成本，基础下部底盘由支撑固定桩11来支撑固定。
3.基础下部底盘负压下沉及调平。
继续抽出底盘封闭空间的空气，形成负压，负压将基础下部底盘6压入软土基础的淤泥层中。使基础下部底盘6不同位置的负压力不同，用以控制基础下部底盘6各方向的下沉量，准确进行基础下部底盘6的调平，确保海上风力发电机的安装质量。
4.在支撑固定桩孔10内打入支撑固定桩11，灌注封闭支撑固定桩11的支撑固定桩封顶块9的混凝土。
5.在基础上安装风力发电机。
安装风力发电机最好使用风力发电机专用的整体吊装船进行安装，提高效率，降低成本。
本发明的有益效果是：风力发电机的基础能承受海上的强风载荷、海水腐蚀、波浪冲击，解决由于软土基础承载力低造成的基础不稳、向下沉降等难题，使风力发电机的基础施工效率高、建设成本低，投资少，建设周期短。
Claims (5)
1.一种具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，其特征是：风力发电机的基础包括基础上部立柱(4)、基础下部底盘(6)、复数个支撑固定桩(11)；位于下部***海底泥面以下的基础下部底盘(6)为下方开口倒扣的扁平的复数个蜂窝结构的底盘，包括下部底盘上平板(7)、下部底盘蜂窝结构垂直立板(8)、在基础下部底盘(6)周围均匀分布垂直方向的复数个支撑固定桩孔(10)；位于上部安装海上风力发电机(1)的空心柱状的基础上部立柱(4)包括上部立柱顶部平台(3)、柱状的上部立柱壁、增加基础上部立柱强度的横向及竖向的复数个上部立柱加强筋(5)；支撑固定桩(11)包括支撑固定桩孔(10)内打入海底深处的支撑固定桩、支撑固定桩孔(10)的上部有封闭支撑固定桩(11)的支撑固定桩封顶块(9)，基础上部立柱(4)、基础下部底盘(6)、支撑固定桩孔(10)制成一体。
2.根据权利要求1所述的具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，其特征是：基础下部底盘(6)蜂窝结构的截面和空心柱状的基础上部立柱(4)的截面为正六角形结构。
3.根据权利要求1所述的具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，其特征是：基础下部底盘(6)蜂窝结构的截面和空心柱状的基础上部立柱(4)的截面为圆形结构。
4.根据权利要求1所述的具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，其特征是：基础上部立柱(4)、基础下部底盘(6)采用钢材料制作，支撑固定桩(11)、支撑固定桩封顶块(9)用钢筋混凝土材料制作。
5.根据权利要求1所述的具有下插式蜂窝结构底盘的海上风力发电机基础，其特征是：基础上部立柱(4)、基础下部底盘(6)、支撑固定桩(11)、支撑固定桩封顶块(9)用钢筋混凝土材料制作。
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| PB01 | Publication | ||
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