[实用新型]一种耗能式海上风机桩与套筒灌浆连接结构

说明书

本实用新型涉及一种耗能式海上风机桩与套筒灌浆连接结构，属于海上工程及风力发电领域，包括钢管桩、套筒、灌浆灌注装置和耗能装置，其特征在于：所述钢管桩设有一圈牛腿，所述套筒套于钢管桩外并搁置于牛腿上，钢管桩与套筒同轴套设形成环形区域，环形区域内部设置剪力圈，通过灌浆灌注装置填充灌浆材料，所述耗能装置为双排波浪形阻尼器。本实用新型与传统灌浆连接段相比，设置了双排波浪形阻尼器耗能装置，可在地震、风浪等振动作用下有效耗能，实现振动控制，防治灌浆连接处应力集中过大，造成结构疲劳失效。

技术领域

本实用新型属于海上工程及风力发电领域，涉及一种用于海上风机耗能式桩与套筒灌浆连接结构。

背景技术

近年来全球海上风电行业发展迅速，我国海上风电行业也快速起步。目前，投入在建、拟建的海上风电场逐年增多，但就整体而言，我国海上风力发电技术仍处于发展初期，未来海上风力发电发展具有巨大潜力，必将成为未来新能源的重要组成部分。

海上风电基础结构多采用灌浆连接，如导管架基础部分通过桩与套筒的灌浆连接。在实际施工中，套筒连接导管架与桩，套筒与桩之间的环形施工区域，注入灌浆材料，通过灌浆材料自身强度及钢材表面设有的剪力圈增大咬合力，实现桩与导管架的连接，共同承受上部结构传递来的各种应力。

海上风电机组工作环境复杂，不仅受波浪荷载、风荷载的作用，地震作用对结构有着严重的影响，灌浆连接处由于循环振动作用，容易出现应力集中，灌浆体疲劳性能降低，套筒与桩通过灌浆材料连接，粘结力难以达到保障而发生相对滑动，进而发生破坏。

软钢具有明显的屈服点，是建筑节点阻尼器理想耗能材料之一，当发生振动作用时，能有效吸收节点能量，发挥耗能效果。

记忆合金在外力作用下产生变形，当外力作用撤去，在一定温度下，记忆合金能依靠“记忆”恢复至原来形状，同时还具有无毒、无磁、耐久性强等优点，是一种优质的减震材料。

目前国内海上风机灌浆连接结构如预制构件的灌浆连接结构(如授权公开号CN204626693 U)，设置剪力键的灌浆连接结构(如授权公开号CN 201506979 U)等实用新型专利，这些实用新型通过灌浆材料自身密实度或设置剪力键来提高灌浆连接结构的承载力性能，无法有效在地震等循环振动作用下耗能，容易导致结构应力集中或疲劳，从而结构性能降低乃至失效。

发明内容

为了克服现有技术存在上述不足，本实用新型提出一种耗能式海上风机桩与套筒灌浆连接结构，在海上风电基础正常工作时能控制结构振动，阻尼器通过自身弯曲变形或者剪切耗能，灌浆连接段具有良好的抗风浪、振动控制及抗震能力。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于海上风机的耗能式桩与套筒灌浆连接结构，包括钢管桩、套筒、灌浆灌注装置和耗能装置，所述钢管桩设有一圈牛腿，所述套筒套于钢管桩外并搁置于牛腿上，钢管桩与套筒同轴套设形成环形区域，环形区域内部设置剪力圈，通过灌浆灌注装置填充灌浆材料，所述耗能装置为双排波浪形阻尼器。

本实用新型具有以下优点和效果：

1、套筒顶部设置耗能装置，耗能装置为双排波浪形阻尼器，具有一定的弹性变形能力，有良好的振动控制效果。

2、当海上风电基础正常工作过程中受到波浪、地震等作用时，双排波浪形阻尼器的波浪板及外侧波浪板夹层弯曲或剪切进行耗能，当达到极限状态时，可依靠所设置的记忆合金丝拉伸或压缩变形实现二次耗能，进一步提高耗能效果。

3、钢管桩外侧的下部设置牛腿，用于搁置外部套筒，并且可以承担上部结构传来的竖向承载力，减缓应力集中，减缓材料疲劳带来的影响。