CN205530323U - 海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：包括深入海床体内的钢管桩和套设在钢管桩***且露出海床表面的过渡管段，所述过渡管段上、下端部内表面与钢管桩外表面之间套设有上密封圈和下密封圈，所述过渡管段下部位于下密封圈上方连接进浆管，所述过渡管段上部位于上密封圈下方连接出浆管，本实用新型通过回浆管可以清楚的观察灌浆料质量，有效解决水下灌浆质量无法检测的问题。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构。
背景技术：
风能作为一种高效清洁的能源，是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。与陆上风电场相比，海上风电场以其风资源优越、环保、节约土地、规模大等优势，受到越来越多国家的高度重视。但是，海上工程因在海上施工，工况较恶劣，具有可施工时间短、施工难度大、受天气海况等自然条件影响巨大等特点，对于海上风机基础施工的要求更高。
海上风机基础一般多采用钢管桩基础，钢管桩与风机塔筒可通过钢管空间构架进行连接。钢管空间构架与钢管桩之间通过过渡段连接。钢管桩与过渡段之间一般通过灌浆进行连接。传统的海洋石油平台桩基础在进行灌浆施工时，多为上部钢管空间构架调平完成后，在过渡段与钢管桩之间的环形空间采用橡胶环止水密封，阻止泥浆、海生物和水进入环形空间，以保证内部环形灌浆空间与海水环境隔离。此种方法通过灌浆管对过渡段和钢管桩之间的环形空间进行灌浆填充，灌浆由常规灌浆设备泵送注浆，适用于主要承受压力荷载的海洋石油平台。海水风机桩基础结构受海洋水文条件影响，大多数时候需在水下进行钢管桩与过渡段之间的灌浆连接，灌浆连接质量难于检测，同时，与海洋石油平台以抗压承载力为主要工况不同，海上风机基础以抗拔承载力为主要工况，为了保证海上风机的正常运行和结构安全，对钢管桩与过渡段之间的灌浆连接质量提出了更高的要求。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，该海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构简单、设计合理，有利于解决水下灌浆质量无法检测的问题。
本实用新型海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：包括深入海床体内的钢管桩和套设在钢管桩***且露出海床表面的过渡管段，所述过渡管段上、下端部内表面与钢管桩外表面之间套设有上密封圈和下密封圈，所述过渡管段下部位于下密封圈上方连接进浆管，所述过渡管段上部位于上密封圈下方连接出浆管。
进一步的，上述过渡管段内表面上位于上密封圈下方设有向外凸出的上环形槽，所述过渡管段内表面上位于下密封圈上方设有向外凸出的下环形槽。
进一步的，上述进浆管与过渡管段的连通处位于下环形槽的下槽面，所述出浆管与过渡管段的连通处位于上环形槽的上槽面。
进一步的，上述上、下环形槽具有通向过渡管段内腔的上、下通孔。
进一步的，上述下密封圈为被动挤压式密封圈，上密封圈为主动充气式密封圈。
进一步的，上述上密封圈为环形圈，其截面呈圆环状，在环形圈外侧设有自内往外穿设的螺栓，或者上密封圈为环形圈，其截面呈漏斗状，在漏斗状环形圈上沿部内圈套有上环圈，环形圈上沿部与上环圈穿接有由内往外穿接的螺栓；所述下密封圈为环形圈，其截面呈漏斗状，在漏斗状环形圈下沿部外圈套有下环圈，环形圈下沿部与下环圈穿接有由内往外穿设的螺栓。
进一步的，上述过渡段上部和下部上套接两支撑板，两支撑板之间且位于过渡段侧部设有剪力板。
进一步的，上述剪力板侧部设有穿过两支撑板的风机基础上部钢管空间构架。
本实用新型海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构的安装工艺，所述连接结构包括深入海床体内的钢管桩和套设在钢管桩***且露出海床表面的过渡管段，所述过渡管段上、下端部内表面与钢管桩外表面之间套设有上密封圈和下密封圈，所述过渡管段下部位于下密封圈上方连接进浆管，所述过渡管段上部位于上密封圈下方连接出浆管；安装时，预先将钢管桩打入海床，露出一段在海床上方，上、下密封圈及进浆管与回浆管先安装在过渡套管上、下端部，然后将过渡管段套入钢管桩***即可。
进一步的，上预先在过渡管段上部和下部分别套装上、下支撑片，并在上、下支撑片之间连接剪力板，在剪力板侧部连接风机基础上部钢管空间构架。实际上上部钢管空间构架、上下支撑片、剪力板和过渡管段是在工厂里整体加工好，然后通过过渡管段整体安装在钢管桩上，对上部结构进行调平后再进行灌浆。
本实用新型在过渡管段与钢管桩之间的环形空间采用止水结构，环形空间上端采用主动充气式密封，设有回浆管；环形空间下端采用被动挤压式密封，设有进浆管；环形空间上、下端均设置环形槽。风机基础上部钢管空间构架与钢管桩连接调平后，通过布置在工作船舶上的高压灌浆设备对过渡管段与钢管桩之间的环形空间进行压力灌浆。高强灌浆料从进浆管进入环形空间，设置的上、下端环形槽确保高强灌浆料将环形空间填充均匀密实，通过观察设置在水面以上的回浆管出口溢出的灌浆体的浓度和质量来判别水下灌浆施工质量。
本实用新型的有益效果是：
1、海上风机基础与过渡管段之间采用水下灌浆进行连接，可以有效将上部荷载传递给钢管桩，质量可靠，操作简单。
2、通过设置在钢管桩上端的主动充气式密封止水圈和下端被动挤压式止水圈提供过渡管段与钢管桩之间一个干燥的密封条件，有效解决了海上风机基础钢管桩与过渡管段之间水下灌浆密封施工的问题，易于保证灌浆施工质量。
3、通过回浆管可以清楚的观察灌浆料质量，有效解决水下灌浆质量无法检测的问题。
附图说明：
图1是本实用新型的构造示意图；
图2是图1的A部放大视图；
图3是图2的B部放大视图；
图4是下密封圈的剖面图；
图5是图2的C部放大视图；
图6是上密封圈的剖面图；
图7是上密封圈的俯视图；
图8是图2的C部另一种实施例的放大视图；
图9是上密封圈另一种实施例的剖面图。
其中11为灌浆材料，12为海水。
具体实施方式：
本实用新型海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构包括深入海床1体内的钢管桩2和套设在钢管桩2***且露出海床表面的过渡管段3，所述过渡管段3上、下端部内表面与钢管桩外表面之间套设有上密封圈4和下密封圈5，所述过渡管段下部位于下密封圈上方连接进浆管6，所述过渡管段上部位于上密封圈下方连接出浆管7。通过回浆管可以清楚的观察灌浆料质量，有效解决水下灌浆质量无法检测的问题。
进一步的，为了实现设计合理、增加连接强度，上述过渡管段3内表面上位于上密封圈下方设有向外凸出的上环形槽301，所述过渡管段内表面上位于下密封圈上方设有向外凸出的下环形槽302。
进一步的，上述进浆管与过渡管段的连通处位于下环形槽的下槽面，所述出浆管与过渡管段的连通处位于上环形槽的上槽面。
进一步的，上述上、下环形槽具有通向过渡管段内腔的上、下通孔13、14。
进一步的，上述下密封圈5为被动挤压式密封圈，上述下密封圈5为环形圈，其截面呈漏斗状，在漏斗状环形圈下沿部501外圈套有下环圈502，环形圈下沿部与下环圈穿接有由外往内穿接的螺栓503。上密封圈4为环形圈401，其截面呈圆环状，在环形圈401外侧设有自内往外穿设的螺栓403，该上密封圈也为遇水膨胀环形圈。
进一步的，为了支撑牢靠，上述过渡段上部和下部上套接两支撑板8，两支撑板8之间且位于过渡段侧部设有剪力板9。
进一步的，上述剪力板9侧部设有穿过两支撑板的斜钢管架10。
过渡管段内直径可以为钢管桩外径的1.1倍，过渡管段长度可以为钢管桩外径的2倍，上、下环形槽距离过渡管段上底边、下底边的间距可以为钢管桩外径的0.2倍，上、下环形槽宽度可以为钢管桩外径的0.2倍，两支撑板8距离过渡管段上底边、下底边的间距可以为钢管桩外径的0.3倍，两支撑板8可以相对倾斜形成15度。
另一种实施例中上密封圈4为环形圈，其截面呈空心环形状，在空心环形状内侧设有凸出筋条44，在空心环形状外侧设有两翼片42，所述两翼片42通过螺栓43连接在过渡段内侧壁。该上密封圈4可以遇水膨胀，或者通过在空心腔内充气膨胀。
本实用新型海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构安装时，预先将钢管桩打入海床，露出一段在海床上方，同时预先在过渡管段上部和下部分别套装上、下支撑片，并在上、下支撑片之间连接剪力板，在剪力板侧部连接风机基础上部钢管空间构架，并且在过渡管段上、下部分别连接进浆管和回浆管，以及将上、下密封圈套装入过渡管段上、下端部；最后将过渡管段套入钢管桩***即可。
灌浆开始后灌浆材料从进浆管6进入下环形槽内，将下环形槽填满后，通过下通孔14进入过渡管段与钢管桩的间隙，由于灌浆材料重力作用使下密封圈5逐渐更加密封好过渡管段与钢管桩的下部；随着过渡管段与钢管桩间隙内灌浆材料越来越多，逐渐溢满到上密封圈4，也使上密封圈4在挤压力的作用下胀紧，同时上密封圈4会遇水膨胀，进一步胀紧，实现过渡管段与钢管桩上部的密封，接着灌浆材料也就会从上通孔13溢入上环形槽中，最后从出浆管7流出，通过回浆管可以清楚的观察灌浆料质量，有效解决水下灌浆质量无法检测的问题。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：包括深入海床体内的钢管桩和套设在钢管桩***且露出海床表面的过渡管段，所述过渡管段上、下端部内表面与钢管桩外表面之间套设有上密封圈和下密封圈，所述过渡管段下部位于下密封圈上方连接进浆管，所述过渡管段上部位于上密封圈下方连接出浆管。
2.根据权利要求1所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述过渡管段内表面上位于上密封圈下方设有向外凸出的上环形槽，所述过渡管段内表面上位于下密封圈上方设有向外凸出的下环形槽。
3.根据权利要求2所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述进浆管与过渡管段的连通处位于下环形槽的下槽面，所述出浆管与过渡管段的连通处位于上环形槽的上槽面。
4.根据权利要求2所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述上、下环形槽具有通向过渡管段内腔的上、下通孔。
5.根据权利要求1所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述上、下密封圈均为被动挤压式密封圈，或者下密封圈为被动挤压式密封圈，上密封圈为主动充气式密封圈。
6.根据权利要求1所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述上密封圈为环形圈，其截面呈圆环状，在环形圈外侧设有自内往外穿设的螺栓,或者上密封圈为环形圈，其截面呈漏斗状，在漏斗状环形圈上沿部内圈套有上环圈，环形圈上沿部与上环圈穿接有由内往外穿接的螺栓；所述下密封圈为环形圈，其截面呈漏斗状，在漏斗状环形圈下沿部外圈套有下环圈，环形圈下沿部与下环圈穿接有由外往内穿接的螺栓。
7.根据权利要求1所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述过渡段上部和下部上套接两支撑板，两支撑板之间且位于过渡段侧部设有剪力板。
8.根据权利要求7所述的海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构，其特征在于：所述剪力板侧部设有穿过两支撑板的风机基础上部钢管空间构架。
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|---|---|---|---|---|
| CN105604084A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-25 | 福建省水利水电勘测设计研究院 | 海上风机基础钢管桩与过渡段水下高压灌浆连接结构及其安装工艺 |
| CN115030230A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-09-09 | 衡橡科技股份有限公司 | 一种先桩式充浆封闭封隔器及封闭方法 |
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2016
- 2016-03-02 CN CN201620158021.0U patent/CN205530323U/zh active Active
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