CN202768300U - 一种海上风机双层同心圆多桩基础 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海上风机双层同心圆多桩基础，包括至少2根外层桩、至少2根内层桩及与外层桩、内层桩分别对应的外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管；所述外层桩、内层桩分别套入对应的导管架支撑腿管内并与其固定连接；还包括一筒状连接段，以所述筒状连接段的中心为圆心，外层桩、内层桩分布在两层不同的同心圆周上；外层导管架支撑腿管与内层导管架支撑腿管之间至少有1层水平支撑；且外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管与筒状连接段均通过水平支撑与斜支撑固定连接。本实用新型具有直径较小，施工、安装方便的特点，尤其适用于10-100米水深海域，3MW-12MW海上风机。
Description
技术领域
本实用新型涉及海上风机领域，具体地，涉及一种海上风机双层同心圆多桩基础。
背景技术
海上风力资源丰富。通常离岸10km的海上风速要比沿岸陆上高出25％，深海区域的风力资源比近海区域更为丰富。据统计，美国海域在水深60～900m处的海上风力资源达到1533GW，而近海0～30m的水域只有430GW。据国家发展和改革委员会能源研究所等机构的研究，中国近海10m、20m和30m水深以内的海域风能资源分别约为1×108kW、3×108kW和4.9×108kW。按比例计算，深海60～900m处的海上风能资源将约有l7.4×108KW。海上风力发电发展前景广阔。
目前，5MW和6MW的大容量风电机组已经下线运行，多家风电企业都在研制10MW及以上超大容量风电机组，联合动力正在研发12MW高温超导海上风力发电机组。
我国唯一的海上风电场上海东海大桥风电场水深不足10米，采用的是高桩承台基础，风电机组容量3MW；江苏如东潮间带风电场采用的是普通的三桩、四桩等基础，桩通过上部支撑腿管直接打入海底土壤，风电机组容量都在3MW以下。
随着水深的增加和风电机组容量的增大，风机基础桩的数量和直径就要相应增加。这大大加剧了海底桩制造、安装的难度，甚至会因超过安装能力极限而无法施工。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种直径较小，施工、安装方便，且适用于10-100米水深海域，3MW-12MW海上风机的双层同心圆多桩基础。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种海上风机双层同心圆多桩基础，包括至少2根外层桩、至少2根内层桩及与所述外层桩、内层桩分别对应的外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管；所述外层桩、内层桩分别套入对应的导管架支撑腿管内并与其固定连接；还包括一筒状连接段，以所述筒状连接段的中心为圆心，所述外层桩、内层桩分布在两层不同的同心圆周上；所述外层导管架支撑腿管与内层导管架支撑腿管之间至少有1层水平支撑；且所述外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管与筒状连接段均通过水平支撑与斜支撑固定连接。
进一步地，所述外层桩、内层桩分别在各自的圆周上等间距排列，且所述外层桩与内层桩交错排列。
进一步地，所述内层导管架支撑腿管之间还设置有至少一层水平支撑。
进一步地，所述外层导管架支撑腿管与内层导管架支撑腿管之间还设置有一层或多层斜支撑。
进一步地，所述外层桩有2到4根，对应地，所述内层桩有2到4根。
进一步地，所述外层桩、内层桩与对应的导管架支撑腿管之间均通过灌浆或焊接的方式固定连接。
进一步地，所述导管架支撑腿管为垂直或具有一定倾角。
进一步地，所述筒状连接段上部设有检修平台，且所述筒状连接段的顶面高于最高潮位加上波高的一半高度。
进一步地，所述外层桩、内层桩直径为Φ1000-Φ2000mm；对应地，所述外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管直径为Φ1200-Φ2500mm；所述水平支撑以及斜支撑直径为Φ300-Φ1500mm。
进一步地，所述多桩基础整体为钢构架结构。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、由于本实用新型采用双层同心圆多桩基础，与普通桩基础相比，桩的直径较小，施工、安装方便。
2、由于使用双层同心圆多桩基础，能够大大提高海上风机基础的承载能力，可以把海上风机安装到水深几十米甚至100米的海域，可以支撑几兆瓦甚至十几兆瓦的大型风电机组，大大提高发电效率。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型应用于海上的立面图；
图2是本实用新型具体实施方式（六桩型式）的平面图；
图3是本实用新型具体实施方式（四桩型式）的平面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
本实用新型的一种海上风机双层同心圆多桩基础，整体为钢构架结构。以六桩型式为例，如图1、图2所示，包括3根外层桩1、3根内层桩2，外层桩1及内层桩2下端均深入至海床泥面以下持力层，还包括与外层桩1、内层桩2分别对应的外层导管架支撑腿管3、内层导管架支撑腿管4，外层桩1、内层桩2分别套入对应的导管架支撑腿管内并与其通过灌浆或焊接的方式固定连接；该多桩基础还包括一筒状连接段（连接段钢筒12），以连接段钢筒12的中心为圆心，外层桩1、内层桩2分布在两层不同的同心圆周上，外层桩1所在圆周的直径36米，内层桩2所在圆周的直径20米。
其中，外层导管架支撑腿管3与内层导管架支撑腿管4之间设有水平支撑5和斜支撑6，其中水平支撑5至少有一层，斜支撑6可以没有或有至少一层；内层导管架支撑腿管4之间设有水平支撑7，水平支撑7至少有一层；外层导管架支撑腿管3通过水平支撑8和斜支撑9与连接段钢筒12固定连接；内层导管架支撑腿管4通过水平支撑10和斜支撑11与连接段钢筒12固定连接，连接段钢筒12上部设有检修平台，上端通过法兰与海上风机塔筒连接。
上述实施例中的导管架支撑腿管、桩分别在陆上加工厂加工制作，用船舶运到现场海域，先放置导管架支撑腿管，调平完毕，用打桩船将桩沿导管架支撑腿管的中心打入海底土壤，然后在桩与导管架支撑腿管之间灌注灌浆材料或焊接，两者就牢固地连接在一起。桩打入海底土壤的深度根据具体海域的地质与水文条件、风机的大小等因素确定。
在上述实施例中，外层桩1、内层桩2可以分别在各自的圆周上等间距排列，且外层桩1与内层桩2交错排列。
在上述实施例中，导管架支撑腿管可以垂直设置或具有一定倾角。
在上述实施例中，连接段钢筒12为大直径钢筒，可以设计成等直径或变直径，顶面高于最高潮位加上波高的一半高度。
在上述实施例中，外层桩1与内层桩2尺寸可以相同，也可以不同；外层导管架支撑腿管3与内层导管架支撑腿管4尺寸可以相同，也可以不同；水平支撑和斜支撑可以设计成等直径或变直径。以三角型式为例，优选的尺寸范围为：外层桩1、内层桩2直径为Φ11000-Φ2000mm；对应地，外层导管架支撑腿管3、内层导管架支撑腿管4直径为Φ1200-Φ2500mm；水平支撑以及斜支撑直径为Φ300-Φ1500mm。
上述实施例列举了六桩型式，本实用新型的多桩基础中的外层桩1及内层桩2还均可以为2或4根。
实施例2
本实施例为一种海上风机双层同心圆多桩基础（四桩型式），如图3所示，与实施例1的不同之处在于，外层桩1及内层桩2及其对应的外层导管架支撑腿管3、内层导管架支撑腿管4分别为2根，且在内层导管架支撑腿管4之间不采用水平支撑进行连接。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，包括至少2根外层桩、至少2根内层桩及与所述外层桩、内层桩分别对应的外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管；所述外层桩、内层桩分别套入对应的导管架支撑腿管内并与其固定连接；还包括一筒状连接段，以所述筒状连接段的中心为圆心，所述外层桩、内层桩分布在两层不同的同心圆周上；
所述外层导管架支撑腿管与内层导管架支撑腿管之间至少有1层水平支撑；且所述外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管与筒状连接段均通过水平支撑与斜支撑固定连接。
2.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述外层桩、内层桩分别在各自的圆周上等间距排列，且所述外层桩与内层桩交错排列。
3.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述内层导管架支撑腿管之间还设置有至少一层水平支撑。
4.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述外层导管架支撑腿管与内层导管架支撑腿管之间还设置有一层或多层斜支撑。
5.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述外层桩有2到4根，对应地，所述内层桩有2到4根。
6.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述外层桩、内层桩与对应的导管架支撑腿管之间均通过灌浆或焊接的方式固定连接。
7.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述导管架支撑腿管为垂直或具有一定倾角。
8.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述筒状连接段上部设有检修平台，且所述筒状连接段的顶面高于最高潮位加上波高的一半高度。
9.根据权利要求1所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述外层桩、内层桩直径为Φ1000-Φ2000mm；对应地，所述外层导管架支撑腿管、内层导管架支撑腿管直径为Φ1200-Φ2500mm；所述水平支撑以及斜支撑直径为Φ300-Φ11500mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的海上风机双层同心圆多桩基础，其特征在于，所述多桩基础整体为钢构架结构。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN103696915A (zh) * | 2013-12-12 | 2014-04-02 | 天津大学 | 海上风力发电机塔筒与导管架基础的筒式连接结构 |
| CN112161611A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-01 | 中铁大桥局集团第五工程有限公司 | 一种海上风电导向架导向框的厂内同心度定位方法 |
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2012
- 2012-09-29 CN CN2012205096435U patent/CN202768300U/zh not_active Expired - Lifetime
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