[发明专利]海上支撑结构和相关的安装方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于支撑海上部件的结构。具体地，本发明涉及例如用于海上风轮机等的支撑结构。

背景技术

常规的海上支撑结构具有甲板支架，这些甲板支架是竖直的或者随着它们向下延伸而向外倾斜。各种常规的布置为甲板和海上装置提供了足够的结构上的支撑，但是与结构的相关联的尺寸导致高的材料和安装费用。风轮机当被放置在海上时传统上被支撑在单桩上。然而，最近，努力将风轮机部分地定位在较深的水中(近似六到七英里或更多英里的海上)以提高从海岸线观看的美感。然而，随着风轮机进一步离岸运动，采用单桩作为放置风轮机的基座已变得成本效率较低。

近年来已使用具有打入管桩的夹套式基础或支撑结构来支撑海上风轮机，因为海上风电产业已考虑到先前未考虑的较深的水场所对于基于增加成本的单桩或重力式基础是可行的。当涡轮机尺寸增大以产生更多电力时，位于下支撑件和风轮机塔之间的过渡段的复杂性和重量增加。该接头通常是在构造的岸上制造阶段期间制成的铸件、锻造的或厚壁钢焊接的连接件。厚壁接头的制造和安装会是风轮机基础的重要成本构成。

发明内容

符合要求保护的发明的实施方式包括用于支撑海上装置的支撑结构，该支撑结构包括具有竖直纵轴线的竖直构件以及围绕该竖直构件定位的至少三个长形元件。所述长形元件均包括远端和近端部，其中所述近端部定位得比所述远端更靠近所述竖直构件。所述结构还包括过渡接头，所述过渡接头包括筒状部和凸部，其中所述凸部连接到所述竖直构件。所述结构还包括至少三个上斜向支柱，每个斜向支柱均在第一端连接到所述长形元件中的相应一个长形元件中并且在第二端连接到所述凸部。

所述至少三个上斜向支柱的所述第二端均可包括这样的外周范围，所述外周范围连接到围绕该外周范围的整个圆周的所述凸部。所述至少三个长形元件可仅包括围绕所述竖直构件彼此偏移120度的三个长形元件。所述凸部可以是半球形的。所述支撑结构还可包括至少三个上横向支柱，每个横向支柱均在第一端连接到所述长形元件中的相应一个长形元件中并且在第二端连接到所述筒状部。所述凸部可以包括外凸面，其中所述至少三个斜向支柱均包括外支柱面，并且所述外凸面和所述外支柱面在相应的所述斜向支柱和所述凸面的连接处形成至少30度的角度。所述至少三个斜向支柱均沿着纵向的支柱轴线延伸，并且所述纵向的支柱轴线与所述竖直纵轴线形成不大于40度的支柱支承角。所述过渡接头可以是中空的，并且可以包括内表面和与该内表面接触的加强材料。所述加强材料可以是混凝土，诸如复合钢筋混凝土，即，喷射混凝土。所述支撑结构还可包括安装在所述过渡接头上的海上风轮机装置。

符合要求保护的发明的另一个实施方式包括用于支撑海上装置的支撑结构，该支撑结构包括：竖直构件，该竖直构件具有竖直纵轴线；过渡接头，该过渡接头包括筒状部和连接到所述竖直构件的凸部；以及在一端连接到所述凸部的至少一个斜向支柱。

符合要求保护的发明的另一个实施方式包括组装和安装用于在海上位置支撑海上装置的支撑结构的方法，该方法包括在岸上位置将过渡接头连接到竖直套管构件，其中所述过渡接头包括筒状部和凸部，并且所述凸部连接到所述竖直套管构件。所述方法还包括在所述岸上位置利用至少三个斜向支柱将至少三个长形套管元件连接到所述竖直套管构件；在所述岸上位置将下桩插入并暂时连接到各所述至少三个长形套管元件以形成支撑结构；以及将具有插入的下桩的所述支撑结构从所述岸上位置运输到所述海上位置。所述方法还包括将竖直沉箱打入所述海上位置处的支撑表面中以将该竖直沉箱固定在竖直支撑位置中；将所述支撑结构降至所述竖直沉箱上，其中所述竖直沉箱延伸到所述竖直套管构件中；将每个下桩段与相应的长形套管元件分开；将每个下桩段通过相应的长形套管元件打入所述支撑表面中；将上桩段插入各所述至少三个长形套管元件中；以及将每个上桩段固定到相应的下桩段。可以在插入相应的上桩段之后进行每个下桩段的所述打入，并且所述方法还可包括向各所述上桩段中的施加驱动力以使每个上桩段将相应的下桩段打入所述支撑表面中。

附图说明

图1是支撑结构和风轮机的示例性实施方式的侧视图；

图2a和2b是图1的支撑结构的导向部的不同侧的侧视图；

图3a和3b分别是具有平台和不具有平台的图2a和2b的支撑结构的俯视图；

图4是图2a和2b的支撑结构的立体图；

图5是混凝土加强过渡接头的示例性实施方式的局部剖视图；

图6是沿图5中的平面6-6剖取的混凝土加强过渡接头的平面局部剖视图；