專(zhuān)利名稱(chēng)：海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，特別涉及一種海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電是世界上發(fā)展最快的綠色能源技術(shù)，在陸地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)快速發(fā)展的同 時(shí)，人們已經(jīng)注意到陸地風(fēng)能利用所受到的一些限制，如占地面積大、噪聲污染等問(wèn)題。海 上風(fēng)力資源豐富，海上風(fēng)力發(fā)電受噪聲、鳥(niǎo)類(lèi)影響及電磁波干擾等問(wèn)題的限制較少，它不占 用陸上土地資源，不涉及土地征用等問(wèn)題。再有，海上風(fēng)速隨高度的變化較小，因此不需要 建立很高的支撐塔架，從而可以降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本。還有，海上湍流強(qiáng)度低，海 平面摩擦力較小，作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上的疲勞載荷減少，因而可以延長(zhǎng)風(fēng)電機(jī)組的使用 壽命ο由于以上諸多優(yōu)點(diǎn)，海洋將成為一個(gè)迅速發(fā)展的風(fēng)電市場(chǎng)。我國(guó)東部沿海水深50m 以?xún)?nèi)的海域面積遼闊，而且距離電力負(fù)荷中心(沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)電力緊缺區(qū))很近，隨著海上 風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟，風(fēng)電必將會(huì)成為我國(guó)東部沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要能源來(lái)源。風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)是海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的重要一環(huán)，目前應(yīng)用的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)主要有以下 兩種形式一、單樁基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ)是最簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由焊接鋼管組成，通過(guò)側(cè)面土壤的壓力來(lái)傳遞風(fēng) 機(jī)荷載。樁的直徑根據(jù)負(fù)荷的大小而定，一般在3 5m左右，壁厚約為樁直徑的1%。插入 海床的深度與土壤的強(qiáng)度有關(guān)，可由液壓錘或振動(dòng)錘貫入海床，或者在海床上鉆孔。單樁基 礎(chǔ)受海底地質(zhì)條件和水深的約束較大，水太深易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象；而且，安裝時(shí)需要專(zhuān)用的設(shè) 備(如鉆孔設(shè)備)，施工安裝費(fèi)用較高；另外，對(duì)沖刷敏感，在海床與基礎(chǔ)相接處，需做好防 沖刷防護(hù)。二、普通多樁基礎(chǔ)與陸上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)類(lèi)似，由多根混凝土或鋼管樁與混凝土承臺(tái)組成。由于在海水中 施工，為了給混凝土施工創(chuàng)造工作平臺(tái)，需要打鋼板樁或整體沉筒，形成封閉的操作空間， 將海水抽干，然后采用陸上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的施工工藝進(jìn)行施工。施工該類(lèi)基礎(chǔ)要采用比較復(fù)雜 的圍護(hù)措施，需要花費(fèi)很多的圍護(hù)費(fèi)用和工時(shí)，再加上后期混凝土的運(yùn)輸、養(yǎng)護(hù)、維護(hù)等，需 要的時(shí)間會(huì)更多，單個(gè)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的時(shí)間在4 5個(gè)月。因此，普通多樁基礎(chǔ)的綜合經(jīng)濟(jì)效益 不佳。

實(shí)用新型內(nèi)容基于以上原因，本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，它由鋼 管樁與鋼圍箱混凝土承臺(tái)組成，解決了上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，包括鋼管樁，還包括鋼制圍箱，所述鋼制圍箱內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)；所述鋼管樁的數(shù)量在三根以上，鋼管樁的頂部連接鋼制圍箱，在鋼制圍箱的現(xiàn)澆 鋼筋混凝土承臺(tái)上安裝風(fēng)機(jī)桿塔。所述三根以上鋼管樁為分立的直樁。所述三根以上鋼管樁為分立的斜樁。所述鋼管樁為圓鋼管樁。所述鋼管樁為方鋼管樁。所述鋼管樁為多邊形鋼管樁。所述鋼管樁為內(nèi)灌混凝土的鋼管混凝土樁。所述鋼管樁為空心鋼管混凝土樁。本實(shí)用新型的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系由鋼管樁與鋼圍箱混凝土承臺(tái)組成，是一 種新型的結(jié)構(gòu)形式，適用于建在淺海和潮間帶的風(fēng)機(jī)機(jī)組，尤其潮間帶風(fēng)機(jī)組應(yīng)用該基礎(chǔ) 形式，其優(yōu)點(diǎn)更為突出。本實(shí)用新型的多鋼管樁+鋼圍箱混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系與 現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、制作及施工優(yōu)勢(shì)。鋼圍箱可在工廠制作，再運(yùn)輸至工地，與樁連接，然后在圍箱內(nèi)進(jìn)行風(fēng)機(jī)鋼筋混凝 土承臺(tái)施工。故該種基礎(chǔ)體系制作簡(jiǎn)便，運(yùn)輸、安裝方便，施工難度低，現(xiàn)場(chǎng)焊接量小，施工 速度快，施工周期短，便于在海上惡劣天氣的間隙施工。2、綜合效益良好。由于采用鋼制圍箱，不需要采取特別的圍護(hù)措施，綜合考慮施工成本和施工周期， 經(jīng)濟(jì)效益良好。3、施工過(guò)程受氣候影響小。由于鋼制圍箱固定后，形成一個(gè)相對(duì)封閉、穩(wěn)定的工作平臺(tái)，在海上施工時(shí)，不會(huì) 受到潮汐、風(fēng)浪、水流等的影響。

圖1是本實(shí)用新型的一種海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系的示意圖。圖2是圖1海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系的另一實(shí)施例示意圖。圖中標(biāo)記1為鋼管樁，2為現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)，3為風(fēng)機(jī)桿塔，4為海床，5為鋼制圍箱。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。參看圖1和圖2，本實(shí)用新型的一種海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系由鋼管樁1和鋼制圍 箱5組成，鋼制圍箱5內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)2。鋼管樁1的數(shù)量在三根以上，可以為三根以上分立的直樁(如圖1所示)，也可以 為三根以上分立的斜樁(如圖2所示)，還可以采用直樁和斜樁的組合形式。鋼管樁1的頂部連接鋼制圍箱5，在鋼制圍箱5的現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)2上安裝風(fēng)機(jī)桿塔3。鋼管樁1的下部埋設(shè)于海床4中。鋼制圍箱5在工廠整體制作，對(duì)應(yīng)樁位預(yù)留吊裝孔，再運(yùn)輸至工地，待樁施工完 畢，將鋼制圍箱吊裝至樁頂并固定，然后在鋼制圍箱5內(nèi)進(jìn)行風(fēng)機(jī)的鋼筋混凝土承臺(tái)2的施工。鋼管樁1可以為圓鋼管樁，也可以為方鋼管樁，還可以為多邊形鋼管樁。這些圓 形、方形或多邊形鋼管樁1都為空心鋼管樁?？招匿摴軜哆€可以是其它形狀的鋼管樁。鋼管樁1可以為內(nèi)灌混凝土的圓鋼管混凝土樁，也可以為內(nèi)灌混凝土的方鋼管混 凝土樁，還可以是其它形狀的鋼管混凝土樁，如多邊形鋼管樁。鋼管樁1可以為空心鋼管混凝土樁，或者是空心圓鋼管混凝土樁，或者是空心方 鋼管混凝土樁，還可以是其它形狀的空心鋼管混凝土樁。本實(shí)用新型的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系與現(xiàn)有的其它風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式的主要優(yōu)缺 點(diǎn)分析比較如下1、單樁基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式最簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)用鋼量大，安裝時(shí)需要專(zhuān)用的設(shè)備，施工安裝費(fèi)用較高。2、普通多樁基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，適用于陸地風(fēng)機(jī)機(jī)組。缺點(diǎn)施工周期長(zhǎng)，需要圍堰、抽水等多種服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)施工的措施，混凝土的運(yùn)輸 成本高、養(yǎng)護(hù)和維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)。3、本實(shí)用新型的多鋼管樁+鋼圍箱混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)鋼圍箱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可在工廠制作，再運(yùn)輸至工地，與樁連接，再在圍箱內(nèi)進(jìn)行 風(fēng)機(jī)鋼筋混凝土承臺(tái)施工。故該種基礎(chǔ)體系制作簡(jiǎn)便，運(yùn)輸、安裝方便，無(wú)須采取圍護(hù)措施， 施工難度低，施工速度快，施工周期短；綜合效益良好；施工過(guò)程受氣候影響小。缺點(diǎn)相比單樁基礎(chǔ)，施工周期略長(zhǎng)。由此可以看出，本實(shí)用新型的多鋼管樁+鋼圍箱混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)突出。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí) 用新型，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí) 施例的變換、變型都將落在本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，包括鋼管樁，其特征在于，還包括鋼制圍箱，所述鋼制圍箱內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)；所述鋼管樁的數(shù)量在三根以上，鋼管樁的頂部連接鋼制圍箱，在鋼制圍箱的現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)上安裝風(fēng)機(jī)桿塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述三根以上鋼管 樁為分立的直樁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述三根以上鋼管 樁為分立的斜樁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述鋼管樁為圓鋼管樁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述鋼管樁為方鋼 管樁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述鋼管樁為多邊 形鋼管樁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述鋼管樁為內(nèi)灌 混凝土的鋼管混凝土樁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，其特征在于，所述鋼管樁為空心 鋼管混凝土樁。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系，包括鋼管樁、鋼制圍箱，鋼制圍箱內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)。鋼管樁的數(shù)量在三根以上，鋼管樁的頂部連接鋼制圍箱，在鋼制圍箱的現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺(tái)上安裝風(fēng)機(jī)桿塔。本實(shí)用新型的海上風(fēng)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)體系由鋼管樁與鋼圍箱混凝土承臺(tái)組成，是一種新型的結(jié)構(gòu)形式，適用于建在淺海和潮間帶的風(fēng)機(jī)機(jī)組，具有如下優(yōu)點(diǎn)制作及施工優(yōu)勢(shì)；綜合效益良好；施工過(guò)程受氣候影響小。由于鋼制圍箱固定后，形成一個(gè)相對(duì)封閉、穩(wěn)定的工作平臺(tái)，在海上施工時(shí)，不會(huì)受到潮汐、風(fēng)浪、水流等的影響。
文檔編號(hào)E02D27/52GK201704699SQ201020253169
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者孫緒東, 徐峰, 李先林, 路志浩, 陳炯 申請(qǐng)人:寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司