[发明专利]海上风电单桩基础波流激振减小方法

权利要求书

1.一种海上风电单桩基础波流激振减小方法，其特征在于，通过在单桩基础壁面外布置一活动的减振装置，从两方面达到减振效果：

(1)采用翼型壁面平顺水流，改善流态，减小波浪破碎冲击和潮流紊动强度，避免因圆柱绕流引起的漩涡脱落及卡门涡激励，主动控制振源；

(2)切断激励荷载的传递路径，并采用阻尼材料吸收激励能量，进一步减小作用于结构的荷载。

2.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础波流激振减小方法，其特征在于，所述的减振装置为一等截面平面对称的空心柱状结构，套于单桩基础上，从内至外由支撑部件、阻尼部件、平衡水箱三部分组成。

3.根据权利要求1～2之一所述的海上风电单桩基础波流激振减小方法，其特征在于，所述的减振装置的构造尺寸根据工程具体条件设计，受单桩基础的直径和波浪参数影响。

4.根据权利要求1～3之一所述的海上风电单桩基础波流激振减小方法，其特征在于，减振装置高度应大于波浪主要冲击作用范围，取1.2倍以上的设计最大波高。

5.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，所述的支撑部件，位于桩基外第一层，由上部、中部和下部三圈光滑半球外接一层薄壁圆管组成，支撑部件内与桩基光滑接触，外接阻尼部件。

6.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，所述的阻尼部件，为位于支撑部件与平衡水箱之间的一层阻尼材料，阻断和吸收外层传递过来的激励。

7.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，所述的平衡水箱，内侧为圆柱面，与阻尼部件连接，外侧为波浪、潮流过流壁面，过流壁面形状设计如下：

(1)以过钢管桩中心垂直水流方向的直线为界，水箱在分界线上左右两边的宽度最窄，分别以分界线上水箱两端点为圆心、以两端点距离为半径，绘制两段圆弧，两圆弧在分界线上游迎水侧交汇于桩基的正前方，过交点和钢管桩中心的直线与分界线垂直，为断面中心线，与水流流向平行，分界线上游两段交汇的圆弧沿中心线左右对称，构成了头部迎水壁面。

(2)从钢管桩中心沿断面中心线向下游3倍以上桩径的位置设为尾部末端，绘制过该点与头部两圆弧的切线，切点位于分界线下游，两切线与分界线下游两段圆弧组成尾部背水壁面。

8.根据权利要求1～7之一所述的减振装置，其特征在于，平衡水箱内填充不同深度的水体来控制其整体相对海水表面的位置，使其处于表面波浪潮流的主要作用区，在浮力和重量的共同作用下，装置会跟随水位变化自动升降，与海水表面的相对位置始终不变；翼型断面，头短尾长，在头部压力和尾部吸力的作用下，装置能够灵活跟随波流方向变化，首尾始终保持与波流方向一致，时刻发挥减振功能。

9.根据权利要求1～8之一所述的减振装置，其特征在于，平衡水箱和支撑部件采用高分子防腐材料制造，阻尼部件选用粘弹性阻尼材料。