[实用新型]海上风电新型基础结构

说明书

本实用新型公开了海上风电新型基础结构，包括钢管桩和支撑结构，所述支撑结构由套管和翼板构成，所述支撑结构通过滑动装置安装于钢管桩，两者连接方式为滑动连接或固定连接。本实用新型利用支撑结构提供的额外水平抗力，提高基础结构的水平承载能力，利用套管降低翼板尺寸，通过相互独立的支撑结构和钢管桩，降低基础结构制作、运输和安装的难度，使之适用于浅覆盖层海域和水深35~50m海洋环境。

技术领域

本实用新型涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种海上风电新型基础结构。

背景技术

风电是清洁能源的重要组成部分，海上风电具有风速高、风速稳定、单机容量大等特点。目前，海上风机基础型式包括单桩基础、导管架基础、漂浮式基础等。由于单桩基础具有海床地形适应性强、施工速度快、施工成本低等优点，在全球已建海上风电场基础型式中的占比超过80%。

在海上风电机组运行期间，单桩基础承受风、破浪、海流和海冰等产生的水平荷载，在水平循环荷载的作用下，桩基会产生较大的水平位移和钢管桩变形。根据《海上风力发电场设计标准》（GB/T 51308-2019），单桩基础泥面处累积倾角（侧向位移幅度）不得超过0.25°。工程中，通常采用增大桩径和增加桩身锚固深度的方式，提高单桩基础水平承载力，降低单桩基础水平位移，这种方式意味着单桩制作成本的增加，施工难度的提高。此外，我国部分海上风电场的海床地质条件为浅覆盖层，往往需要进行嵌岩桩施工，进一步增加施工难度，增加海上风电场建设成本。近年来，研究学者提出在桩壁外侧增设桩翼提高单桩基础水平承载力不足（以下简称翼板桩），包括一种海上风电机组单桩基础（CN202265837U）、一种带稳定翼的海上风力发电机单桩基础结构（CN102041813A）、一种T型翼板海上风机钢管桩基础（CN208899515U），在上述专利技术方案中，翼板通过直接焊接或通过连接部件焊接等方式固定于钢管桩外壁，使用时，通过沉桩直接将翼板桩沉入海床泥面以下。然而，由于现有海上风电安装船不具备直接安装上述技术方案中翼板桩的能力，且施工单位没有适合翼板桩的施工工艺，因此，目前国内外海上风电场并没有翼板桩成功应用的工程示范。此外，上述专利技术方案中，翼板桩的翼板尺寸较大（翼板宽度不小于桩径的1/2，不大于桩径；翼板长度不小于桩径，不大于桩径的3倍），尺寸过大的翼板不易运输、同时提高施工难度，以及在土压力作用下翼板易发生扭曲变形。基于此，迫切需要提出一种海上风电新型基础结构，新型基础结构首先能提高足够的水平承载力和减小桩身水平位移，其次可以利用现有施工设备和施工工艺进行安装，最后可以减小翼板尺寸，提高工程可行性和节约成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术问题。为此，本实用新型提出一种海上风电新型基础结构，利用管套和翼板组合而成的支撑结构，提高新型基础结构的水平承载能力，通过设置于管套和钢管桩上的滑动装置连接部件，改进新型基础结构的安装方式，充分利用现有海上风电单桩基础的安装设备进行施工，提高新型基础结构的工程可行性和经济性。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：海上风电新型基础结构，它包括：

钢管桩；

支撑结构，所述支撑结构由管套和翼板构成，所述管套内径大于钢管桩外径；

滑动装置，所述滑动装置的第一连接部件设置于钢管桩外壁，所述滑动装置的第二连接部件设置于管套内壁，所述支撑结构通过滑动装置安装于钢管桩；

其中，所述钢管桩外壁滑动装置第一连接部件与管套内壁滑动装置第二连接部件组成滑动导轨，所述钢管桩与支撑结构的连接方式为滑动连接、固定连接的一种，所述钢管桩与支撑结构滑动连接时，两者之间通过滑动装置传递水平荷载，所述钢管桩与支撑结构的固定连接是通过水下灌浆将钢管桩外壁与支撑结构内壁之间的空腔填充，浆体凝固后形成固定连接。