CN209636848U - 一种组合式海上风电筒型基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式海上风电筒型基础，用于安装海上风机，包括筒裙、筒盖、圈梁、主梁、钢筋混凝土立柱、钢质过渡段、支撑杆、支墩和次梁，筒盖为圆环形结构且设置于筒裙的顶部，筒盖中部设置有立柱底板，立柱为圆筒形结构且设置于立柱底板上方，以立柱为中心，均匀径向布置有主梁，主梁最外侧设有圈梁；主梁中部环向设有圈梁；主梁和圈梁形成的梁格中径向均匀布置次梁；钢质过渡段为圆筒形结构，顶部与风机塔筒连接；钢质过渡段的下部设有下法兰I；下法兰I埋入立柱顶部；以钢质过渡段为中心，倾斜均匀布置有3～12根所述支撑杆；支墩均匀布置于筒盖上底板的边缘。该装置具有自浮能力，安装时可通过负压进行下沉安装。

Description

一种组合式海上风电筒型基础

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电领域，具体涉及一种组合式海上风电筒型基础。

背景技术

社会的发展和生产力的进步使人类对化石能源的依赖越来越大，环境污染、全球变暖等问题随之出现。随着化石能源的大量开采，人类还面临着能源危机的挑战。为了保护环境、遏制全球气候变暖、保障能源安全、维护人类社会的可持续发展，世界各国越来越重视对可再生能源的开发利用。风能，作为一种储量巨大的新型的可再生清洁能源，可以很好地作为传统高污染高能耗电力供应资源的替代品。风能发电的利用主要分为陆上发电和海上发电两种。与陆上风电相比，海上风电的优势在于可节约土地资源，风速高，具有稳定的主导风向，允许安装单机容量更大的风电机组，实现更高的产出。因此，许多沿海国家已将海上风电作为重大的发展以及研究方向。

在海上风电场的建设中，基础结构的成本占总造价的比例较高，根据海上风电场不同的场区水文、地质条件，选用不同的基础结构型式，是保证海上风电机组基础稳定性、可靠性和经济性的关键。多样的结构型式、复杂的环境条件等因素使得基础结构方面的研究成为海上风电领域的研究重点和难点。

随着近些年来，国家对于海上风电的大力支持，我国的海上风电蓬勃向上的持续不断的发展中，对于近海区(水深0～30m)建设海上风电场的基础型式的选用、建设等的技术已经相对成熟；对于远海区(水深＞50m)，其建设海上风电场的基础，由于成本等一系列因素，业界也基本上定论采用漂浮式，但对于漂浮式的各种形式也是五花八门，也在持续不断的研究中；而对于中间海域(水深30～50m)，目前缺乏一种适应我国海洋地质环境特点的、并且安全经济适用的海上风电基础结构型式。对于我国中间海域，广东、福建等海域海床表面存在有较厚的淤泥层，传统的基础如若应用，势必会产生基础抗倾覆能力不足，刚度不够，制造工艺要求高，不便于维修，投入的基础成本巨大等一系列问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种适用于海床表层存在超过10m厚度软弱层的地基，水深在30～50m的组合式海上风电筒型基础，旨在使基础的结构受力更加合理，且施工方便。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种组合式海上风电筒型基础，用于安装海上风机，包括筒裙、筒盖、圈梁、主梁、钢筋混凝土立柱、钢质过渡段、支撑杆、支墩和次梁，所述筒盖为圆环形结构且设置于筒裙的顶部，所述筒裙为开口向下的圆筒形半密封结构，筒盖由筒盖上底板和筒盖下底板组成，所述筒盖中部设置有立柱底板，所述钢筋混凝土立柱为圆筒形结构且设置于所述立柱底板上方，以钢筋混凝土立柱为中心，均匀径向布置有3～12根所述主梁，主梁最外侧设有所述圈梁；所述主梁中部环向设有1～5道所述圈梁；主梁和圈梁形成的梁格中径向均匀布置1～5根次梁；所述主梁、圈梁和次梁的梁高一致；所述筒盖上底板和筒盖下底板分别设置于主梁、圈梁、次梁的顶部和底部；主梁高度、筒盖下底板厚度、筒盖上底板厚度之和与所述立柱底板厚度相同；

所述钢质过渡段为圆筒形结构，顶部设有上法兰，通过上法兰与风机塔筒连接；钢质过渡段的下部设有下法兰I；所述下法兰I埋入钢筋混凝土立柱顶部，并通过预应力钢筋I将下法兰I锚固于钢筋混凝土立柱里；

以所述钢质过渡段为中心，倾斜均匀布置有3～12根所述支撑杆，支撑杆的倾角为30°～75°；支撑杆顶部与钢质过渡段焊接连接；支撑杆底部设有下法兰II；下法兰II处设有所述支墩；所述支墩均匀布置于筒盖上底板的边缘，支墩底部与筒顶盖下底板连接；下法兰II埋入支墩顶部，并通过预应力钢筋II将下法兰II锚固于支墩里。

进一步的，所述上法兰、下法兰I和下法兰II的材质均为钢材。

进一步的，筒盖下底板、圈梁、筒盖上底板、主梁、立柱底板、次梁和支墩均为钢筋混凝土材料。

进一步的，筒盖下底板、圈梁、筒盖上底板、主梁、钢筋混凝土立柱、立柱底板、次梁和支墩通过混凝土浇筑连接为整体。

进一步的，所述海上风电筒型基础适用于水深在30～50m，海床表层存在超过10m厚度软弱层的地基。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

本实用新型组合式海上风电筒型基础适用于水深在30～50m，海床表层存在超过10m厚度软弱层的地基。整个基础可在陆上整体预制，具有自浮能力，安装时可通过负压进行快速下沉安装。此基础结构能够显著缩短海上施工作业时间，减少了基础的用钢量，降低了工程造价。

附图说明

图1是本实用新型海上风电筒型基础的正面剖视结构示意图。

图2本实用新型海上风电筒型基础的俯视结构示意图。

附图标记：1、筒裙；2、筒盖下底板；3、圈梁；4、筒盖上底板；5、主梁；6、钢筋混凝土立柱；7、钢质过渡段；8、上法兰；9-1、下法兰I；9-2、下法兰II；10、支撑杆；11-1、预应力钢筋I；11-2、预应力钢筋II；12、支墩；13、立柱底板；14、次梁。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

本实用新型涉及一种组合式海上风电筒型基础，由筒裙1、筒盖下底板2、圈梁3、筒盖上底板4、主梁5、钢筋混凝土立柱6、钢质过渡段7、上法兰8、下法兰I 9-1、下法兰II 9-2、支撑杆10、预应力钢筋I 11-1、预应力钢筋II 11-2、支墩12、立柱底板13、次梁14组成；

该筒型基础可分为下部结构和上部结构，下部结构为由筒裙1、筒盖下底板2、圈梁3、筒盖上底板4、主梁5、钢筋混凝土立柱6、立柱底板13、次梁14组成的开口朝下的半密封结构；上部结构由钢筋混凝土立柱6、钢质过渡段7、上法兰8、下法兰I 9-1、下法兰II 9-2、支撑杆10、预应力钢筋I 11-1、预应力钢筋I 11-2、支墩组成12；

筒裙1为钢质材料，圆筒形结构，壁厚25mm，外径45m，高度12m；筒裙1的顶部连接有筒盖，筒盖由筒盖下底板2和筒盖上底板4构成。筒裙1顶部***筒盖下底板2，并与筒盖下底板2内部钢筋焊接连接，两者形成一整体；

筒盖的中心为钢筋混凝土立柱6，钢筋混凝土立柱6为圆筒形结构，壁厚70cm，内径4.3m，高度20m；钢筋混凝土立柱6底部设有立柱底板13，板厚1.5m；以钢筋混凝土立柱6为中心，均匀径向布置6根主梁5，梁高0.9m，宽度1.2m；主梁5最外侧设有圈梁3；主梁5中部在环向设有1道圈梁3；主梁5和圈梁3形成的梁格中径向均匀布置1根次梁14；主梁5、圈梁3、次梁14梁高一致，圈梁3宽0.8m，次梁14宽0.8m；主梁5、圈梁3、次梁14底部和顶部分别设有筒盖下底板2和筒盖上底板4；筒盖下底板2、筒盖上底板4为圆环形结构，板厚0.3m；筒盖下底板4、圈梁3、筒盖上底板2、主梁5、立柱底板13、次梁14材质为钢筋混凝土材料；筒盖下底板4、圈梁3、筒盖上底板2、主梁5、钢筋混凝土立柱6、立柱底板13、次梁14通过混凝土浇筑连接成整体；

钢质过渡段7为圆筒形结构，壁厚70mm，内径4.93m，高度15m；其顶部设有上法兰8，通过上法兰8与风机塔筒进行连接；钢质过渡段7下部设有下法兰I 9-1；下法兰I埋入钢筋混凝土立柱顶部6，并通过预应力钢筋I 11-1将下法兰I 9-1锚固在钢筋混凝土立柱里；上法兰8和下法兰I 9-1材质为钢材；

以钢质过渡段7为中心，倾斜均匀布置支撑杆10，6根，壁厚30，内径2m；支撑杆10顶部与钢质过渡段7焊接连接；支撑杆10底部设有下法兰II 9-2；下法兰II 9-2处设有支墩12；支墩材质为钢筋混凝土，下法兰II 9-2材质为钢材；支墩12均匀布置在筒盖上底板4边缘，支墩12底部与筒顶盖下底板2连接；支墩12与筒盖上底板4、筒盖下底板2、圈梁3、主梁5浇筑为一体；下法兰II 9-2埋入支墩12顶部，并通过预应力钢筋II 11-2将下法兰II 9-2锚固在支墩里。

本实施例的具体施工方法如下：

(1)首先在陆上工厂中制造这种新型组合式海上风电筒型基础。

(2)将此结构基础拖航到指定安装地点。

(3)通过抽负压下沉，将下筒裙部分压入海床，使其筒盖下底板与海床面紧密接触。

(4)基础安装完毕。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种组合式海上风电筒型基础，用于安装海上风机，其特征在于，包括筒裙、筒盖、圈梁、主梁、钢筋混凝土立柱、钢质过渡段、支撑杆、支墩和次梁，所述筒盖为圆环形结构且设置于筒裙的顶部，所述筒裙为开口向下的圆筒形半密封结构，筒盖由筒盖上底板和筒盖下底板组成，所述筒盖中部设置有立柱底板，所述钢筋混凝土立柱为圆筒形结构且设置于所述立柱底板上方，以钢筋混凝土立柱为中心，均匀径向布置有3～12根所述主梁，主梁最外侧设有所述圈梁；所述主梁中部环向设有1～5道所述圈梁；主梁和圈梁形成的梁格中径向均匀布置1～5根次梁；所述主梁、圈梁和次梁的梁高一致；所述筒盖上底板和筒盖下底板分别设置于主梁、圈梁、次梁的顶部和底部；主梁高度、筒盖下底板厚度、筒盖上底板厚度之和与所述立柱底板厚度相同；

所述钢质过渡段为圆筒形结构，顶部设有上法兰，通过上法兰与风机塔筒连接；钢质过渡段的下部设有下法兰I；所述下法兰I埋入钢筋混凝土立柱顶部，并通过预应力钢筋I将下法兰I锚固于钢筋混凝土立柱里；

以所述钢质过渡段为中心，倾斜均匀布置有3～12根所述支撑杆，支撑杆的倾角为30°～75°；支撑杆顶部与钢质过渡段焊接连接；支撑杆底部设有下法兰II；下法兰II处设有所述支墩；所述支墩均匀布置于筒盖上底板的边缘，支墩底部与筒顶盖下底板连接；下法兰II埋入支墩顶部，并通过预应力钢筋II将下法兰II锚固于支墩里。

2.根据权利要求1所述一种组合式海上风电筒型基础，其特征在于，所述上法兰、下法兰I和下法兰II的材质均为钢材。

3.根据权利要求1所述一种组合式海上风电筒型基础，其特征在于，筒盖下底板、圈梁、筒盖上底板、主梁、立柱底板、次梁和支墩均为钢筋混凝土材料。

4.根据权利要求1所述一种组合式海上风电筒型基础，其特征在于，筒盖下底板、圈梁、筒盖上底板、主梁、钢筋混凝土立柱、立柱底板、次梁和支墩通过混凝土浇筑连接为整体。

5.根据权利要求1所述一种组合式海上风电筒型基础，其特征在于，所述海上风电筒型基础适用于水深在30～50m，海床表层存在超过10m厚度软弱层的地基。