CN104389748A - 用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，包括作为风机塔筒向下延伸部分的塔筒基座，作为导管架桩腿向上延伸部分的导管架帽立柱，用于联接塔筒基座与导管架帽立柱的变截面箱型梁，作为立柱间连系结构的横撑。其中的变截面箱型梁由内腹板、外腹板、上面板与下面板组成。本发明专利结构构造简单、传力机制合理、建造方便、易于安装、所受风波流力小，能够达到简化施工工序、减少结构环境载荷、安全可靠利用风能的目的。

Description

用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构

技术领域

本发明专利涉及海上风电结构领域，具体的说，是涉及一种在建立海洋风电设施时用于联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构。

背景技术

我国是海上风力资源丰富的国家，面对临海发达地区旺盛的能源需求，近海风电有着巨大的开发潜力。随着海上风电技术的日趋成熟，大功率风机和深水域是未来发展方向。在水深增大到25m及其以后，传统的重力式、单桩式以及三桩基础将逐渐不再可行。而导管架式基础可以胜任比上述基础形式更深的水深和更大的风机，能够适应目前大部分的风机需求。

目前，风机塔筒与导管架基础的常用联接方法为渐变塔筒式：塔筒下端以倒置圆锥的形式逐渐变细，直至其直径与导管架基础部分的管材相当，并通过横撑、斜撑与主桩腿相连,而导管架桩腿作为导管架的主要传力结构，再将上部载荷进一步传至海底。渐变塔筒结构的下端往往会渐变至海平面以下，这在一定程度上会导致整个导管架基础波浪海流载荷的增加；塔筒渐变部分的存在也会给安装施工现场增加难度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，解决现有渐变塔筒式结构面临的大波流载荷、受力状态复杂、现场安装施工不便等问题。

本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，包括作为风机塔筒向下延伸部分的塔筒基座，所述塔筒基座通过变截面箱型梁与导管架帽立柱进行联接。

所述导管架帽立柱为导管架桩腿的向上延伸部分，之间设置有用于连系导管架帽立柱的横撑。

所述变截面箱型梁由内腹板、外腹板、上面板与下面板组成。

所述外腹板、上面板、下面板以圆弧过渡的形式联接到所述导管架帽立柱壁上。

所述内腹板联接至所述塔筒基座及其内部加强结构上，并延伸至所述塔筒基座另一侧，与该侧所述外腹板进行联接。

本发明的有益效果是：

本发明专利的导管架帽结构安全可靠，安装过程采用的是导管架海洋平台的成熟安装方式：整个导管架帽结构可在陆地建造场预先裁板焊接完成制造，通过驳船运至安装场地；在导管架基础结构完成打桩作业并切平露出桩腿后，即可通过吊船起吊至安装位置进行切平桩腿与导管架帽立柱的焊接联接；待焊接作业完成后，将风机塔筒吊装至导管架帽塔筒基座完成联接即可。整个导管架帽结构在安装完成后皆处于最高水位以上，不会给整体结构增加额外的波浪、海流载荷。

因此，本发明专利结构构造简单、传力机制合理、便于海上运输与现场安装作业、适应性强，能够达到简化施工操作工序、避免增加整体结构波流载荷的目的。

附图说明

图1为本发明导管架帽的俯视图；

图2为图1的A-A截面图；

图3为立体半剖视图；

图中：1，导管架帽立柱；2，横撑；3，塔筒基座；4，内腹板；5，外腹板；6，内腹板延伸部分；7，变截面箱型梁；8，上面板；9，下面板。

具体实施方式

为能进一步阐述本发明专利的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图所示，本发明的导管架帽结构，塔筒基座3为风机塔筒向下至导管架帽结构的延伸部分，其材料外径壁厚及内部加强结构宜与所选风机塔筒结构相同。导管架帽立柱1为导管架桩腿向上至导管架帽结构的延伸部分，其材料外径壁厚宜与所置导管架基础桩腿相同。在导管架帽立柱1与塔筒基座3之间的变截面箱型梁7中：内腹板4为传递剪力的主要构件，外腹板5、上面板8、下面板9为传递双向弯矩、扭矩的主要构件，内腹板延伸部分6增强了结构的整体性，并对上面板8、下面板9的薄弱部分进行了加强；上述内腹板4、上面板8、下面板9、外腹板5的相互联接增强了各部分的稳定性，其具体尺寸厚度也可以根据其负责内力的大小进行调整。横撑2直接与导管架帽立柱1进行联接，对导管架帽立柱1进行连系，起到增大结构冗余的作用。外腹板、上面板、下面板以圆弧过渡的形式联接到导管架帽立柱壁上的形式减弱了结构的突变，缓解了应力的集中。

在陆上施工场地完成对导管架帽结构的制造并通过驳船运至安装场地，导管架基础结构完成打桩且切平露出桩腿作业后，即可进行导管架帽与导管架基础的联接工作。导管架帽立柱1与导管架基础切平桩腿宜进行焊接联接，风机塔筒与导管架帽塔筒基座3部分由法兰进行螺栓联接。

尽管上面结合附图对本发明专利的优选实施例进行了描述，但是本发明专利并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明专利的启示下，在不脱离本发明专利宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，其特征在于，包括作为风机塔筒向下延伸部分的塔筒基座，所述塔筒基座通过变截面箱型梁与导管架帽立柱进行联接。

2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，其特征在于，所述导管架帽立柱为导管架桩腿的向上延伸部分，之间设置有用于连系导管架帽立柱的横撑。

3.根据权利要求1所述的一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，其特征在于，所述变截面箱型梁由内腹板、外腹板、上面板与下面板组成。

4.根据权利要求1所述的一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，其特征在于，所述外腹板、上面板、下面板以圆弧过渡的形式联接到所述导管架帽立柱壁上。

5.根据权利要求1所述的一种用于海上风电联接风机塔筒与导管架基础的导管架帽结构，其特征在于，所述内腹板联接至所述塔筒基座及其内部加强结构上，并延伸至所述塔筒基座另一侧，与该侧所述外腹板进行联接。