[发明专利]一种海上单桩预应力调节装置及其控制方法

说明书

本发明涉及海底桩基技术领域，具体涉及一种海上单桩预应力调节装置及其控制方法。所述海上单桩预应力调节装置包括：预应力绞盘，固定于单桩桩体上；重力锚，沉于海底设置；锚链，适于连接所述预应力绞盘与所述重力锚；检测模块，适于获取所述单桩桩体的状态参数；所述预应力绞盘适于根据所述单桩桩体的状态参数，拉紧或放松所述锚链。本发明提供的海上单桩预应力调节装置，改变单桩桩体上的作用力，实现单桩桩体自振频率的自动调节，避免风机在运行过程中由于自振频率偏移引起的共振危害，增强单桩基础刚度，提高单桩基础水平承载力，进而保证风机运行稳定性，延长基础使用寿命。

技术领域

本发明涉及海底桩基技术领域，具体涉及一种海上单桩预应力调节装置及其控制方法。

背景技术

海上风机设计时应考虑荷载激励频率与系统自振频率的关系，保证系统自振频率避开荷载激励频率。目前国际上均采用“软-刚”(soft-stiff)模式进行系统的结构与基础设计，即系统一阶自振频率介于1P频率(发电机的转动频率)带和3P频率(叶片的扫掠频率)带之间。然而，海洋环境复杂，海上风机运营时间长达数十年，承受上百万次海风海浪循环荷载，同时也承受风暴、地震等作用，因此海洋地基土参数会随着时间发生改变，比如桩周土弹性模量和阻尼发生变化，单桩基础附近土体容易形成冲刷坑使其入泥深度变浅，导致系统自振频率发生偏移，致使系统自振频率与1P频率或3P频率靠近，产生共振危害。传统的风机控制策略对整体系统自振频率的修正有限。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中海上风机在长期使用后容易导致系统自振频率发生偏移，产生共振危害的缺陷，从而提供一种能够根据使用情况对系统自振频率进行调节的海上单桩预应力调节装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中海上风机在长期使用后容易导致系统自振频率发生偏移，产生共振危害的缺陷，从而提供一种能够根据使用情况对系统自振频率进行调节的海上单桩预应力调节控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种海上单桩预应力调节装置，包括：

预应力绞盘，固定于单桩桩体上；

重力锚，沉于海底设置；

锚链，适于连接所述预应力绞盘与所述重力锚；

检测模块，适于获取所述单桩桩体的状态参数；

所述预应力绞盘适于根据所述单桩桩体的状态参数，拉紧或放松所述锚链。

可选的，所述重力锚的数量为多个，多个所述重力锚环绕所述单桩桩体周围均匀分布；

每个所述重力锚均经由至少一根所述锚链与所述预应力绞盘相连接。

可选的，所述重力锚的数量为四个。

可选的，所述单桩桩体的状态参数包括：自振频率、水平度、受力均匀度的至少其中之一。

可选的，所述预应力绞盘包括至少一组绞盘组件，每组所述绞盘组件对应一个所述重力锚设置，所述绞盘组件与所述锚链一端相连接并适于拉紧或放松所述锚链。

可选的，所述绞盘组件包括：

转轴，所述转轴的外周侧适于缠绕所述锚链，且所述转轴适于绕自身轴线转动并调整所述锚链在所述转轴的外周侧的缠绕长度；

驱动电机，设置于所述转轴的内部，并适于驱动所述转轴转动。

可选的，所述绞盘组件还包括：

内板，固定于所述单桩桩体上，并与所述单桩桩体的外表面相贴合；

顶板与底板，分别固定于所述内板沿高度方向的两侧，所述顶板与所述底板之间安装有所述转轴；