[发明专利]海上风电负压桶防冲刷和水平度调整装置及其运作方法

说明书

本发明公开了海上风电负压桶防冲刷和水平度调整装置，包括一负压桶，负压桶内分为7个隔舱，包括6个扇形隔舱和一个圆形隔舱，每个隔舱都有与抽气泵对接抽气的对接孔；一外部套桶，外部套桶侧壁上有诸多圆形小孔，在负压桶扇形舱段内均设有圆平板，板的四周由转动杆连接液压杆，液压杆与后面支撑架之间设有一横撑，还包括连接杆；外部套桶与负压桶之间填充级配相同的砂子，在沉放后抵抗侧向荷载，防冲刷，外部套桶上的若干小孔，可以增强桩的侧向摩阻力，提高桩的承载能力；舱内圆平板在桶沉放后桶顶水平度不满足要求时，可通过对液压装置进行液压，即圆平板与土体的相互作用来调整负压桶的倾斜度，该装置可以在使用过程中实时检测。

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，尤其是涉及海上风电负压桶防冲刷和水平度调整装置及其运作方法。

背景技术

海上风能资源丰富，海上风机的发展也得到大力支持,负压桶基础在国内外海上工程中广为利用。

负压桶基础可事先在陆地上预制好基础，再拖到安装海域，该基础不需要打桩，施工速度快，有效利用海上施工作业窗口期。

负压桶基础安装时抽气下沉，故对桶体的下沉控制要求较高。在负压下沉过程中，桶内外将产生水压差，引起土体渗流，但过大的渗流会导致桶内土体液化或者流动，从而发生结构倾斜。在一些海域，水流冲刷对负压桶的影响很大，也有可能发生结构倾斜。

某沿海海域，在海上风机负压桶沉放结束后，由于受到水流的冲刷以及施工过程中存在的误差的影响，其负压桶桶顶水平度偏差不符合桩顶水平度允许偏差，采用诸多补救措施也没能达到桩顶水平度允许偏差，使吸力桶基础始终承受较大的偏心荷载，最后致使在该海域有两台海上风机发生倒塌，造成严重损失。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种海上风电负压桶防冲刷和水平度调整装置，解决水流冲刷和施工过程中负压桶发生倾斜等问题，避免倒塌事故再次发生。并提供了其运作方法。

技术方案：一种海上风电负压桶防冲刷和水平度调整装置，包括负压桶、下沉倾斜检测机构、防水流冲刷机构、水平度调整机构、控制系统、塔筒、对接管，下沉倾斜检测机构安装于负压桶内部并将其内部划分为多个独立隔舱，两者构成的整体置于防水流冲刷机构内部，三者同轴设置，塔筒封盖三者上方并固定，控制系统安装于塔筒上，负压桶的外壁与防水流冲刷机构固定，负压桶内部的每个隔舱中分别设有一个水平度调整机构，每个水平度调整机构分别与下沉倾斜检测机构连接，每个隔舱匹配有一个对接管，对接管垂直间隔穿设安装于塔筒上并通向对应的隔舱，每个对接管分别连接抽气泵，抽气泵、下沉倾斜检测机构、水平度调整机构分别与控制系统信号连接。

本装置能够在负压桶下沉过程中防止倾斜，提高施工精度；负压桶下沉后受到水流冲刷时能够抵抗侧向荷载，减少水流冲刷的危害；负压桶倾斜后桶顶水平度不满足要求时能够用有效方法来解决问题，进行纠正。

进一步的，下沉倾斜检测机构包括支撑组件、矩形隔舱板、圆形隔舱板、横撑、梯形台、土体位移检测件，圆形隔舱板置于负压桶中部，其底端与负压桶同轴固定，将负压桶中部划为一个圆形的独立隔舱，矩形隔舱板在圆形隔舱板与负压桶之间间隔设有六块，将两者之间的环形墙体等分为六个扇形的独立隔舱，矩形隔舱板的两侧边分别与圆形隔舱板外壁、负压桶内壁固定，每个隔舱中设有一个支撑组件，支撑组件由六块矩形钢板依次焊接构成的六边形筒状结构，其外周壁分别与矩形隔舱板、圆形隔舱板外壁、负压桶内壁固定，每个矩形钢板朝内侧的上部设有一个梯形台，土体位移检测件通过横撑安装于梯形台上，水平度调整机构设置于支撑组件内并与六个梯形台依次连接。

进一步的，土体位移检测件包括激光发射器、激光接收器，分别安装于插片的一端上，横撑固定于梯形台内，其上设有凹槽，凹槽的其中一内侧面上通过多个上锁紧弹簧间隔安装有多个卡块一，另一内侧面上通过多个下锁紧弹簧间隔安装有多个卡块二，插片的相对两侧分别对应设有多个缺口，插片插入凹槽中并通过卡块一、卡块二卡接于横撑上，激光发射器、激光接收器分别与控制系统信号连接。