CN208235569U - 一种用于海上风电大功率机组的基础结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于海上风电大功率机组的基础结构，该结构可以包括翼型承台，所述翼型承台包括圆台部以及均匀分别于所述圆台部周侧的多个翼型部；多个所述翼型部下部分别固定连接有支撑腿；基础环，所述基础环与所述圆台部上部固定相连；该结构可应用于大容量的风电机组，将大直径单桩下部过渡为6根小桩，并通过翼型承台相连接，避免采用紧缺的大型打桩锤，采用一般振动锤或冲击锤即可对小桩进行沉桩。施工方便，翼型承台（附带6根支撑腿、基础环）在陆地整体加工制造完成，直接在海上整体式吊装并通过灌浆连接，大大减少了海上作业时间，同时可规模化制造、施工。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电基础设施技术领域，特别是涉及一种用于海上风电大功率机组的基础结构。
背景技术
现阶段海上风电进入大规模发展阶段，且海上风电的单机容量越来越大，目前国内海上风电最大单机容量已达8MW，国外已有10MW以上的风电机组。随着风电机组容量的增大，对海上风电基础结构的要求越来越高，特别是对于单桩结构，直径将达到7~10m。采用如此大的钢管桩一方面对于生产制造、运输、吊装提出更高的要求，可能需要配备专用的卷管设备、吊装能力更强的起吊装备；另一方面，也是更关键的一点就是需要配备更大的打桩锤，而目前大直径单桩的打桩锤等设备被国外所垄断，只能依靠进口来引进，因此在国内属于稀缺资源，而目前海上风电场大规模开发，国内的大型打桩设备已难以满足现阶段开发建设的需要。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于海上风电大功率机组的基础结构。
本实用新型提供了如下方案：
一种用于海上风电大功率机组的基础结构，包括：
翼型承台，所述翼型承台包括圆台部以及均匀分别于所述圆台部周侧的多个翼型部；多个所述翼型部下部分别固定连接有支撑腿；
基础环，所述基础环与所述圆台部上部固定相连；所述基础环用于与大直径钢筒或塔筒相连；
多根钢管桩，多根所述钢管桩分别与多个所述支撑腿一一对应相连；所述钢管桩用于与海底泥面相连。
优选地：所述基础环直径至少为6～10米。
优选地：所述基础环通过第一法兰与所述大直径钢筒或塔筒相连。
优选地：所述支撑腿包括导向结构以及剪力键，导向板用于保证***钢管桩时的定位，并确保支撑腿与钢管桩的同轴度。
优选地：所述支撑腿采用灌浆方式与所述钢管桩相连。
优选地：所述钢管桩上部设置有第二法兰，所述第二法兰用于安装环形密封圈。
优选地：所述翼型部为六个。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
通过本实用新型，可以实现一种用于海上风电大功率机组的基础结构，在一种实现方式下，该结构可以包括翼型承台，所述翼型承台包括圆台部以及均匀分别于所述圆台部周侧的多个翼型部；多个所述翼型部下部分别固定连接有支撑腿；基础环，所述基础环与所述圆台部上部固定相连；所述基础环用于与大直径钢筒或塔筒相连；多根钢管桩，多根所述钢管桩分别与多个所述支撑腿一一对应相连；所述钢管桩用于与海底泥面相连。本申请提供的用于海上风电大功率机组的基础结构，可应用于大容量的风电机组，将大直径单桩下部过渡为6根小桩，并通过翼型承台相连接，避免采用紧缺的大型打桩锤，采用一般振动锤或冲击锤即可对小桩进行沉桩。施工方便，翼型承台（附带6根支撑腿、基础环）在陆地整体加工制造完成，直接在海上整体式吊装并通过灌浆连接，大大减少了海上作业时间，同时可规模化制造、施工。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种用于海上风电大功率机组的基础结构的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的一种用于海上风电大功率机组的基础结构的俯视图；
图3是本实用新型实施例提供的与钢管桩连接后的第一结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的与钢管桩连接后的第二结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的一种用于海上风电大功率机组的基础结构施工方法流程图。
图中：翼型承台1、圆台部101、翼型部102、支撑腿103、基础环2、大直径钢筒或塔筒3、钢管桩4。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
参见图1、图2、图3、图4、图5，为本实用新型实施例提供的一种用于海上风电大功率机组的基础结构，如图1、图2所示，该结构包括翼型承台1，所述翼型承台1包括圆台部101以及均匀分别于所述圆台部101周侧的多个翼型部102；多个所述翼型部102下部分别固定连接有支撑腿103；
基础环2，所述基础环2与所述圆台部101上部固定相连；所述基础环2用于与大直径钢筒或塔筒3相连；
多根钢管桩4，多根所述钢管桩4分别与多个所述支撑腿103一一对应相连；所述钢管桩4用于与海底泥面相连。
进一步的，所述基础环2直径至少为6～10米。所述基础环2通过第一法兰与所述大直径钢筒或塔筒相连。所述支撑腿包括导向结构以及剪力键，导向板用于保证***钢管桩时的定位，并确保支撑腿与钢管桩的同轴度。所述支撑腿采用灌浆方式与所述钢管桩相连。所述钢管桩上部设置有第二法兰，所述第二法兰用于安装环形密封圈。所述翼型部为六个。
该基础结构主要由6根钢管桩、翼型承台结构（带基础环）、上部大直径钢管结构或塔筒组成。翼型承台中间设置基础环结构用于与上部大直径钢管或塔筒连接，下部附带6个支撑腿结构用于***钢管桩中。该结构涉及到2种应用思路，即图3所示翼型承台结构在水下的型式，以及图4翼型承台结构在水上的型式。
该结构型式能够适应大功率的风电机组，根据风电机组容量的大小，基础环直径可设置为6～10m或者更大，用于连接上部大直径钢管/塔筒。基础环与上部大直径钢管/塔筒通过法兰连接。翼型承台下部设置支撑腿结构，支撑腿上可设置导向结构和剪力键，支撑腿直接***6根钢管桩并通过灌浆连接，灌浆管设计时可考虑在翼型承台支撑腿内侧焊接灌浆导管。
该设计采用翼型承台结构，翼型承台（附带6根支撑腿、基础环）可在陆地整体加工制造完成，有利于制造过程中的质量控制；且翼型承台与圆形承台相比，所用材料较少，重量大幅减少，对于海上吊装设备起重能力大幅降低。
翼型承台结构在水下，避免了波浪力的影响，下部6根钢管桩出露泥面较少，因此桩的悬臂段较短。基础环上部通过一根大直径钢管支撑上部塔筒及风机，材料用钢量相对较少，材料成本较少。但它涉及到水下打桩、水下灌浆、水下法兰连接，故水下工作量较多。
将翼型承台结构提高到水面以上，类似于目前采用的高桩承台基础型式，整个结构整体刚度增大，避免了水下作业，便于施工和维修。但是波浪会对承台产生倾覆作用，且上部承台使得受风面积增大，6根钢管桩长度增大，悬臂段较长，6根钢管桩所受的弯矩会增大，整个结构所用材料可能会增多。
总之，本申请提供的用于海上风电大功率机组的基础结构，可应用于大容量的风电机组，将大直径单桩下部过渡为6根小桩，并通过翼型承台相连接，避免采用紧缺的大型打桩锤，采用一般振动锤或冲击锤即可对小桩进行沉桩。施工方便，翼型承台（附带6根支撑腿、基础环）在陆地整体加工制造完成，直接在海上整体式吊装并通过灌浆连接，大大减少了海上作业时间，同时可规模化制造、施工。
本申请实施例还提供的用于海上风电大功率机组的基础结构的安装方法，所述方法包括：
在陆上将所述基础结构整体加工制作完成；
将所述钢管桩采用打桩式安装方式打入海底泥面内；所述打桩安装方式包括采用专用模具架对桩基进行定位后进行打桩施工。
采用吊装方式将所述基础结构与所述钢管桩进行安装；
安装完成后进行灌浆处理，使所述基础结构包含的支撑腿与所述钢管桩固定相连。
施工时采用先打桩式安装方法，即先打入6根钢管桩，然后吊装上部翼型承台安装，之后灌浆，为控制打桩精度，一般打桩时采用专用模具架对6根桩基进行定位。支撑腿吊装安放后与钢管桩连接部分形成环形灌浆腔，在支撑腿末端上设置有导向板和剪切键，导向板用来保证***钢管桩时比较容易定位，并确保支撑腿与钢管桩的同轴度。
6根钢管桩靠近上端部分内壁设有法兰，用于安放环形密封圈，环形密封圈用来保证钢管桩、支撑腿紧密贴合，形成灌浆连接的密闭空间。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于海上风电大功率机组的基础结构，其特征在于，包括：翼型承台，所述翼型承台包括圆台部以及均匀分别于所述圆台部周侧的多个翼型部；多个所述翼型部下部分别固定连接有支撑腿；基础环，所述基础环与所述圆台部上部固定相连；所述基础环用于与大直径钢筒或塔筒相连；多根钢管桩，多根所述钢管桩分别与多个所述支撑腿一一对应相连；所述钢管桩用于与海底泥面相连。
2.根据权利要求1所述的用于海上风电大功率机组的基础结构，其特征在于，所述基础环直径至少为6～10米。
3.根据权利要求2所述的用于海上风电大功率机组的基础结构，其特征在于，所述基础环通过第一法兰与所述大直径钢筒或塔筒相连。
4.根据权利要求1所述的用于海上风电大功率机组的基础结构，其特征在于，所述支撑腿包括导向结构以及剪力键，导向板用于保证***钢管桩时的定位，并确保支撑腿与钢管桩的同轴度。
5.根据权利要求4所述的用于海上风电大功率机组的基础结构，其特征在于，所述支撑腿采用灌浆方式与所述钢管桩相连。
6.根据权利要求5所述的用于海上风电大功率机组的基础结构，其特征在于，所述钢管桩上部设置有第二法兰，所述第二法兰用于安装环形密封圈。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的基础结构，其特征在于，所述翼型部为六个。
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2018
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