[发明专利]一种海上风电单桩基础的防冲刷装置

说明书

本发明公开了一种海上风电单桩基础的防冲刷装置，防冲刷装置套设于钢管桩外部，包括外环架、可伸缩套管以及土工布，套设于钢管桩外部，外环架内部设置有进液管道，进液管道上方入口通过高压水管与高压泵连通，高压泵设置于水体外部，可伸缩套管一端与外环架下方的进液管道底部出口密封连通，可伸缩套管包括伸缩头管、伸缩尾管以及水密软管，伸缩头管外端与进液管道底部出口连接，伸缩头管与伸缩尾管通过水密软管伸缩连接固定，土工布内侧与相邻伸缩头管固定连接，土工布外侧与相邻伸缩尾管固定连接，土工布上固定卡接有数个均匀分布的仿生草组件。本发明的优点在于能够实现对海上风电单桩基础四周的防冲刷以及冲刷消能作用。

技术领域

本发明涉及海上桩基防护技术领域，特别涉及一种海上风电单桩基础的防冲刷装置。

背景技术

海上风电单桩基础通常由单根大直径钢管构成，下部深入土中，提供承载力；中部浸于水中，承受波浪、海流、潮汐、海生物生长等长期海洋环境作用；上部通过法兰与风力发电机塔筒相连。作为结构最为简单的一种海上风机基础型式，单桩基础是目前海上风电的主导基础结构型式。

单桩基础沉桩后，潮流和波浪引起的水体粒子的运动形态会受到显著的影响。在单桩基础的向流处前方会形成一个马蹄涡，在单桩基础的背流处后方会形成涡流卡门涡街，在单桩基础的两侧流线会收缩。这种局部流态的改变，会增加水流对底床的剪切应力，从而使水流挟沙能力的提高。如果底床是易受侵蚀的，那么在单桩基础局部会形成冲刷坑，进而影响结构的稳定性。

针对上述海上风电单桩基础容易受冲刷破坏的问题，现行工程中采用较多的是护底减冲防护措施，主要是利用抛石、砂袋、砂被等为主的防护层对桩基周边冲刷影响区域进行压盖防护，并不能有效隔离桩周水流，难以取得可靠的冲刷防护效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上风电单桩基础的防冲刷装置，实现对海上风电单桩基础四周的防冲刷以及冲刷消能作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种海上风电单桩基础的防冲刷装置，所述防冲刷装置套设于钢管桩外部，其特征在于，包括外环架、可伸缩套管以及土工布，所述外环架整体为圆柱形，套设于钢管桩外部，所述外环架内部为中空结构，所述外环架内部设置有进液管道，所述进液管道上方入口通过高压水管与高压泵连通，所述高压泵设置于水体外部，所述可伸缩套管一端与外环架下方的进液管道底部出口密封连通，所述可伸缩套管包括伸缩头管、伸缩尾管以及水密软管，所述伸缩头管外端与进液管道底部出口活动连接，所述伸缩头管与伸缩尾管通过水密软管伸缩连接固定，所述土工布整体为等边梯形设置，所述土工布内侧与相邻伸缩头管固定连接，所述土工布外侧与相邻伸缩尾管固定连接，所述土工布上固定卡接有数个均匀分布的仿生草组件；

所述伸缩头管外端与进液管道底部出口处通过铰点限位装置活动连接，且伸缩头管与进液管道之间角度可活动设置；

所述伸缩头管为中空结构，所述伸缩头管内部与进液管道连通，所述伸缩尾管内端外壁与伸缩头管内部契合匹配，所述水密软管设置于伸缩尾管内端与伸缩头管内部之间；

所述水密软管外部还设置有一金属波纹管，所述水密软管外端还设置有一压力安全阀，所述压力安全阀连通水密软管内部空间以及金属波纹管与水密软管之间内部，所述金属波纹管底部设置有数个均匀分布的通孔。

优选的，所述进液管道底部向下垂直延伸设置有固化剂注射装置，所述固化剂注射装置整体为一中空倒置圆锥形结构，所述固化剂注射装置顶部与进液管道连通，所述固化剂注射装置的锥面上分布有数个垂直于锥面的压力喷头，所述压力喷头外端为尖头状。

优选的，所述钢管桩外端还设置有一挡环，所述挡环内侧与钢管桩外端固定焊接，所述挡环外径大于固化剂注射装置底部外径。

优选的，所述外环架上方设置有多个均匀分布吊孔，所述吊孔与外部起吊装置吊装连接。