[实用新型]海上风电场风机基础结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海上风电场的风机基础结构。

背景技术

风电场按建设场地可分为陆上及海上。与陆上风电场相比，海上风电场具有风速大、有效发电时间长和不占用陆地等优点。我国海上风电场建设正处于起步阶段，即将迎来快速发展阶段。风电机组基础设计和施工是海上风电场建设的关键工作，也是影响海上风电场投资的关键因素。受海洋潮汐、波浪、水流影响，以及风电机组安装和运行期间的特殊要求，海上风电机组基础设计和施工难度高，运行期间通航区域附近风机基础容易遭受船舶撞击等影响。因此，海上风机基础的设计需要考虑海洋环境下基础结构施工便利、风机安装方便、基础防撞性能好、造价合理等因素。

目前，已建海上风电场的风电机组基础结构型式主要有3种：

1、单桩基础

在海床中直接打入一根大直径钢管桩作为风电机组的基础。目前已建成的海上风电场中绝大部分都采用单桩基础。单桩基础的主要优点是结构型式简单、施工方便。主要缺点是适应性不强：随着风电机组制造技术的快速发展，单机容量不断增大，需要的单桩直径越来越大，桩基施工难度也随之增大；单桩基础水平刚度相对比较低，在海床地质条件比较差的地方难以满足风机对水平变形的要求。

2、多桩导管架平台基础

采用与海洋石油导管架平台类似的结构，先在海床中放置一个由钢构件组成的钢结构平台，然后通过平台上的桩腿套管打入钢管桩。多桩导管架基础是为了适应风电机组单机容量不断增大对基础刚度更高的要求而采用的一种基础结构型式，其优点是水平刚度大。主要缺点是由于采用钢结构导致造价昂贵，后期运行维护费用高；由于采用先放置导管架后打桩的方式，在打桩之前和打桩过程中，导管架受波浪水流作用难以精确调平定位，难以满足上部风机高耸结构吊装对基础提出的严格的平整度要求，需要采用附加的连接件进行二次调平，增加了施工难度和结构的复杂性。

3.混凝土重力式基础

在海床上直接放置一个大体积的混凝土结构作为风机基础，依靠基础自重在海床基础面产生的摩擦力来抵抗水平荷载，维持基础稳定。混凝土重力式基础的适应性比较差，其应用的水深有限，而且要求海床地基条件好，能够承受巨大的基底压力。另一方面，混凝土疲劳强度比较低，完全依靠混凝土承担上部风电机组长期循环荷载需要的结构截面比较大。

综上所述，由于海上风电场建设的复杂性，目前已提出的几种海上风电机组基础结构型式都存在不同的缺陷，为适应我国大规模海上风电场建设要求，需要提出一种对风机单机容量和海床地基适应性强、安全可靠、施工难度低、容易满足风机安装特殊要求以及经济性合理的海上风电机组基础结构型式。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种对风机单机容量和海床地基适应性强、安全可靠、施工难度低、造价经济合理的海上风电场风机基础结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种海上风电场风机基础结构，包括多根桩基础，所述桩基础的上端连接一个钢筋混凝土承台，钢筋混凝土承台的上面固定安装一个过渡段，钢筋混凝土承台与过渡段之间设有缓冲垫。

优选地，所述过渡段的下端埋设在钢筋混凝土承台内。

优选地，所述桩基础的数量为八根。

优选地，所述过渡段的下端通过钢连接件与桩基础的上端固定连接。

优选地，所述钢筋混凝土承台的上面还设有工作平台。

优选地，所述钢筋混凝土承台的底部外沿设有向下延伸的防撞挑板。

优选地，所述钢筋混凝土承台的下面还设有封底混凝土。

优选地，所述钢筋混凝土承台的侧面设有防撞护舷。

优选地，所述钢筋混凝土承台的侧面设有靠泊设施。

本实用新型的优点在于：

(1)钢筋混凝土承台的设计高程根据可能发生的船舶撞击位置确定，承台将多根桩基础联合形成整体，提高了船舶撞击时基础结构的防撞能力。

(2)钢筋混凝土承台底部外沿设置向下延伸的防撞挑板结构，起到防止低水位时小型船舶由于干舷高度低而可能进入承台底部撞击桩基的作用。为降低在低水位时防撞挑板的施工难度，防撞挑板可采用预制混凝土结构或钢结构。

(3)如果在桩基础上先浇筑封底混凝土平台，形成一个牢固的支撑结构面，为过渡段的固定和调平提供一个可靠的支撑结构，容易满足风机塔筒安装对过渡段顶面水平度的要求。

(4)设置在过渡段与桩基础之间的钢连接件增强了承台的抗拉和抗疲劳能力，提高了海上风电机组基础的安全可靠性。