[发明专利]一种带裙板的复合式筒型基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于海上风电基础领域，具体的说，是涉及一种海上风电的复合式筒形基础及其施工方法。

背景技术

目前，在海上装备工程如海上风电工程中，基础结构通常包括：单桩、三脚架、导管架式基础、重力基础、负压筒基和浮动平台结构等几种。这些基础通常需要大型的设备进行运输和安装，造成在海域施工时费用很高，且上述基础抵抗海底冲刷的能力有限。

近海基础结构常常面临着往复海流的冲刷作用，冲刷对基础结构承载力有着一定程度的影响。因此，如何改进常规的复合筒型基础结构，使其具有更强的抗冲刷及抗倾覆能力，从而最大程度的发挥基础结构的承载能力，保证基础结构在运行期间的安全稳定，是海洋基础结构设计中的一个重要环节。

发明内容

基于海上风电基础结构的抗海底冲刷能力方面的要求，本发明提供了一种带裙板的复合式筒型基础及其施工方法，该基础施工方便、成本低，可自浮拖航和负压沉放，裙板的增加能够增大基础正常使用时的抗倾覆及抗冲刷能力，并且有效地提高基础的下沉力，同时降低钢制筒型基础内部土塞发展。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种带裙板的复合式筒型基础，包括钢制筒型结构、钢筋混凝土顶盖、钢筋混凝土过渡段；

所述钢制筒型结构的顶盖外缘扩出于所述钢制筒型结构，所述钢制筒型结构的顶盖外缘焊接有由顶盖向下延伸的钢质裙板；所述钢制筒型结构内部布置有多个分舱板，以使所述钢制筒型结构与所述分舱板构成多个底部开口的密封分舱；

所述钢筋混凝土顶盖下部与所述钢制筒型结构采用剪力钉连接；所述钢筋混凝土顶盖布置有多个抽水管，包括对应于每个密封分舱的抽水管和对应于所述钢质裙板与所述钢制筒型结构侧壁之间的环形部分均布的抽水管；

所述钢筋混凝土过渡段浇筑连接于所述钢筋混凝土顶盖上部。

优选地，所述钢制筒型结构的直径为10～50m，壁厚为10～100mm。

优选地，所述钢制筒型结构的顶盖直径是底部环形筒壁直径的1.2～2倍。

优选地，所述钢质裙板的高度为0.1～0.5倍的所述钢制筒型结构的侧壁高度。

优选地，所述钢制筒型结构与所述分舱板构成的密封分舱为蜂窝状分舱结构，包括中心的一个正六边形分舱和均匀设置于其周围的六个相同的边分舱；正六边形分舱和边分舱的边长均等，为所述钢制筒型结构直径的0.25倍。

优选地，所述分舱板的高度与所述筒型基础侧壁相同，厚度与所述筒型基础侧壁相同。

优选地，所述钢筋混凝土顶盖的直径与钢制筒型结构的顶盖直径相同，为10～50m；厚度为0.2～0.6m。

优选地，所述钢筋混凝土过渡段的高度为5～10米，厚度为0.1～2m，顶面直径小于等于底面直径，并且壁面为弧形内凹曲面，曲面的曲率为1/60～1/10。

优选地，所述钢筋混凝土过渡段为预应力混凝土结构，其内部布置有预应力钢筋，配筋率不小于0.3％，其预应力钢筋的张拉应力不低于0.75倍的钢筋屈服应力。

上述带裙板的复合式筒型基础的施工方法，按照如下步骤进行：

(1)将组装好塔筒和风机的复合式筒型基础移入水中，使其整体漂浮在水面上；

(2)将复合式筒型基础浮运托航至指定施工地点，对施工地点的海床进行初步平整；

(3)打开所述钢筋混凝土顶盖上的所有抽水管，使复合式筒型基础通过自重下沉至海床；

(4)自重下沉停止后通过对应于所述钢制筒型结构的抽水管对所述钢制筒型结构内部抽水，使复合式筒型基础通过负压下沉继续下沉；

(5)负压下沉至所述钢质裙板底部进入海床时，再通过对应于所述钢质裙板与所述钢制筒型结构侧壁之间的抽水管辅助进行抽水，增加复合式筒型基础的下沉力；

(6)复合式筒型基础下沉就位后，整个结构施工完毕。

本发明的有益效果是：

本发明的带裙板的复合式筒型基础及其施工方法，该基础结构简单紧凑、施工便捷快速，基础边缘钢质裙板的增加有效提高了基础的沉贯力，降低了基础内部土塞高度的发展，同时还能有效提高基础的抗倾覆能力和抗冲刷能力，其安装过程可自浮拖航和沉放，沉放过程不需要大型设备，具有造价低、施工效率高等特点。

附图说明

图1是本发明所提供的带裙板的复合式筒型基础的主视图；

图2是本发明所提供的带裙板的复合式筒型基础的仰视图；

图3是钢制筒型结构的主视图；