CN110670618A - 一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础。本发明包括加翼吸力式沉箱基础与其顶部混凝土重块组成重力式吸力式沉箱基础。其特征在于：加翼吸力式沉箱基础的下端开口，加翼吸力式沉箱基础的上端设置封盖，封盖上设置钢柱、钢套管、排水通道和连接钢筋。排水通道通过钢套管与负压筒内腔连通；连接钢筋与顶板焊接并埋设在混凝土内部，使混凝土与下部吸力式沉箱基础形成一体。本发明通过在加翼吸力式沉箱基础顶部设置混凝土重块，利用混凝土自重大大提高吸力式沉箱基础的竖向抗拔承载力。利用翼板大大提高吸力式沉箱基础的水平承载力。

Description

一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础
技术领域
本发明涉及漂浮式海上风机锚固技术领域，具体涉及一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础。
背景技术
全球海上风电大多数处于小于50m范围内，对于深海领域的资源开发处在探索阶段，传统的固定式风机应用深海领域的风力发电势必会造成成本造价高、施工困难等不利之处。因此，漂浮式海上风机取代传统固定式风机已成为未来风电发展的方向。
吸力式沉箱基础是深海海洋平台结构的一种新型基础形式，满足深海领域风机建设的需求。与传统的桩基础相比，吸力式沉箱基础具有运输与施工方便、工期短、可重复性使用以及造价低等优点，在海洋工程中应用越来越多。基础的稳定与否是决定海洋平台能否正常使用的关键因素，深水海洋平台中的吸力式沉箱基础主要承受风浪作用于上部结构而传递下来的拉拔荷载，所以吸力式沉箱基础竖向承载力以抗拔承载力为主。
当吸力式沉箱基础缓慢拔出时，地基内的渗流运动导致沉箱内泥沙的孔隙水压力充分消散，土体处于完全排水状态，基础发生局部剪切破坏，其抗拔承载力主要取决于沉箱筒壁与土体之间的摩擦力和基础自重。承载力较低。因此，提高承载力可从三个方面入手，1、增加沉箱尺寸；2、进行地基加固；3、提高吸力式沉箱基础自重。然而第一种与第二种不经济，且代价高耗时长，效果不明显。第三种方法提高沉箱用钢量，无疑增加成本不经济。如何有效便捷及经济的提高吸力式沉箱基础抗拔承载力是目前吸力式沉箱基础应用难题。同时如何抵抗水平承载力目前也是工程中难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，通过在吸力式沉箱基础顶部增加预制混凝土重块，使预制混凝土重块与吸力式沉箱基础形成一整体，可大大提高吸力式沉箱的竖向抗拔承载力。
上述的目的通过以下技术方案实现：一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，包括吸力式沉箱基础和固定在所述吸力式沉箱基础顶部的预制混凝土重块；所述吸力式沉箱基础的上端设置封盖且下端设有开口；所述封盖上设置钢柱、钢套管、排水通道和连接钢筋；所述排水通道嵌入设置在所述钢套管内且顶部与负压管内腔连通；连接钢筋与封盖焊接并埋设在预制混凝土重块的内部，使预制混凝土重块与下部的吸力式沉箱基础形成一体，所述吸力式沉箱基础的上部周边设有环型翼缘或若干个翼板。
本发明的进一步改进在于：所述排水通道的一端与排水阀连接固定且另一端延伸至所述刚套管的内部；所述排水阀与吸力式沉箱基础的内腔连通。
本发明的进一步改进在于：所述钢柱的高度大于等于所述预制混凝土重块的高度，所述钢柱的上部与导缆孔连接。
本发明的进一步改进在于： 所述连接钢筋的高度低于所述预制混凝土重块的高度，其形状或圆形或其他任意形状，所述连接钢筋的直径小于所述吸力式沉箱基础的直径。
本发明的进一步改进在于：所述预制混凝土重块的直径大于等于所述吸力式沉箱基础的直径。
本发明的进一步改进在于：当预制混凝土重块的直径大于所述吸力式沉箱基础的直径时，在所述预制混凝土重块的底部预制一钢板，所述钢板的下端与所述封盖连接固定。
本发明的进一步改进在于：所述钢板的上端也可以设置钢连接筋用于固定预制混凝土重块。
本发明的进一步改进在于：所述预制混凝土重块采用岸上预制与吸力式沉箱基础形成一起，并同时下沉安装。
本发明通过在加翼吸力式沉箱基础顶部设置混凝土重块，利用混凝土自重大大提高吸力式沉箱基础的竖向抗拔承载力。利用翼板大大提高吸力式沉箱基础的水平承载力；能够降低海上风电工程基础成本，提高工程效率，确保海洋漂浮式结构整体稳定性。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例2的结构示意图；
图3是实施例3的结构示意图；
图4是实施例3的结构示意图。
附图标记：1-吸力式沉箱基础；2-预制混凝土重块；3-封盖；4-导览孔；5-钢柱；6-钢筋；7-钢套管；8-排水通道；9-负压管；10-钢板；11-环形翼缘、12-翼板、13-排水阀。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本实例的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，包括吸力式沉箱基础1和固定在所述吸力式沉箱基础1顶部的预制混凝土重块2；所述吸力式沉箱基础1的上端设置封盖3且下端开口；所述封盖3上设置钢柱5、钢套管7、排水通道8和连接钢筋6；所述排水通道8嵌入设置在所述钢套管7内且顶部与负压管9内腔连通；连接钢筋6与封盖3焊接并埋设在预制混凝土重块2的内部，使预制混凝土重块2与下部的吸力式沉箱基础1形成一体。
所述排水通道的一端与排水阀13连接固定且另一端与吸力式沉箱基础1的内腔连通。
所述钢柱5的高度大于等于所述预制混凝土重块2的高度，所述钢柱5的上部与导缆孔4连接。
所述连接钢筋6的高度低于所述预制混凝土重块2的高度，其形状圆形。
所述预制混凝土重块2采用岸上预制与吸力式沉箱基础1形成一起，并同时下沉安装。
实施例1
如图1：所述预制混凝土重块2的直径大于所述吸力式沉箱基础1的直径。在所述预制混凝土重块2的底部预制一钢板10，所述钢板10的下端与所述封盖3连接固定。所述吸力式沉箱基础1的上部周边设有若干个翼板12。
其中所述钢板10的上端也可以设置钢连接筋用于固定预制混凝土重块2。
实施例2
如图2：所述预制混凝土重块2的直径等于于所述吸力式沉箱基础1的直径。。所述吸力式沉箱基础1的上部周边设有环形翼缘11。
实施例3
如图3：所述预制混凝土重块2的直径大于所述吸力式沉箱基础1的直径。在所述预制混凝土重块2的底部预制一钢板10，所述钢板10的下端与所述封盖3连接固定。所述吸力式沉箱基础1的上部周边设有翼板12。
实施例4
如图4：所述预制混凝土重块2的直径等于所述吸力式沉箱基础1的直径。在所述预制混凝土重块2的底部预制一钢板10，所述钢板10与封盖3连接固定。所述钢板10四周设有环形翼缘11。
所述预制重力式吸力式沉箱基础顶部混凝土块采用岸上预制，与吸力式沉箱基础形成一起，并同时下沉安装。本发明通过在翼板吸力式沉箱基础顶部预制混凝土重块，使混凝土重块与翼板吸力式沉箱基础成为一整体，可大大提高翼板吸力式沉箱基础竖向与水平承载力。能够降低海上风电工程基础成本，提高工程效率，确保海洋漂浮式结构整体稳定性。

Claims (9)

1.一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：包括吸力式沉箱基础（1）和固定在所述吸力式沉箱基础（1）顶部的预制混凝土重块（2）；所述吸力式沉箱基础（1）的上端设置封盖（3）且下端开口；所述封盖（3）上设置钢柱（5）、钢套管（7）、排水通道（8）和连接钢筋（6）；所述排水通道（8）嵌入设置在所述钢套管（7）内且顶部与负压管（9）内腔连通；连接钢筋（6）与封盖（3）焊接并埋设在预制混凝土重块（2）的内部，使预制混凝土重块（2）与下部的吸力式沉箱基础（1）形成一体，所述吸力式沉箱基础（1）的上部周边设有环型翼缘（11）或若干个翼板（12）。
2.一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，包括翼板吸力式沉箱基础与其顶部混凝土重块，其特征在于：所述排水通道（8）的一端与排水阀（13）连接固定且另一端与吸力式沉箱基础（1）的内腔连通。
3.根据权利要求1所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：所述钢柱（5）的高度大于等于所述预制混凝土重块（2）的高度，所述钢柱（5）的上部与导缆孔（4）连接。
4.根据权利要求1所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：所述连接钢筋（6）的高度低于所述预制混凝土重块（2）的高度。
5.根据权利要求1所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：所述预制混凝土重块（2）的直径大于等于所述吸力式沉箱基础（1）的直径。
6.根据权利要求1和5所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：当预制混凝土重块（2）的直径大于所述吸力式沉箱基础（1）的直径时，在所述预制混凝土重块（2）的底部预制一钢板（10），所述钢板（10）的下端与所述封盖（3）连接固定。
7.根据权利要求6所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：所述吸力式沉箱基础（1）的上部周边设有的环型翼缘（11）与钢板（10）的外边缘连接，钢板（10）的内侧与吸力式沉箱基础（1）固定连接。
8.根据权利要求6所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：所述钢板（10）的上端也可以设置钢连接筋用于固定预制混凝土重块（2）。
9.根据权利要求1所述的一种带有翼板的预制重力式吸力式沉箱基础，其特征在于：所述预制混凝土重块（2）采用岸上预制与吸力式沉箱基础（1）形成一起，并同时下沉安装。
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