一种由筒型基础和系泊缆锚构成的海上风电机组地基基础

摘要

一种由筒型基础和系泊缆锚构成的海上风电机组地基基础，由筒型基础、连接塔筒、钢缆索和吸力锚组成，筒型基础为设有密封顶盖的钢筒型结构；连接塔筒为钢制圆锥筒型结构；连接塔筒与筒型基础通过焊接固定并通过肋板加固，连接塔筒与风电机组塔筒通过法兰连接固定；钢缆索两端分别与连接塔筒和吸力锚焊接固定。本发明的优点是：结构简单、施工方便、工程量小，造价低和结构受力合理。该地基基础的筒型基础通过牵引在海上自漂浮至施工位置，可降低运输费用；不需大型起吊船吊装放入海底或在海上打桩施工，筒型基础可回收利用，更加环保；吸力锚使得基础结构所受之荷载，尤其是弯矩荷载得到了有效的分散，提高了单个筒型基础的抗倾覆能力。

说明书

所属技术领域

本发明涉及海上风电机组地基基础结构，特别是一种由筒型基础和系泊缆锚构成的海上风电机组地基基础。

背景技术

目前，海上风电机组地基基础采用的结构型式通常为单桩基础、多桩基础或重力式基础。重力式基础一般为钢筋混凝土结构或钢筋混凝土与压载混合结构，其对承载基础的要求高，同时还涉及到复杂的海上施工，受气候的影响较大，成本较高。而单桩和多桩基础属于打桩式的支承桩体，需要特殊防腐、强度和韧性要求，并且施工中需要价格昂贵的海上打桩设备，从而导致海上风电机组地基基础成本的增加。

采用以上传统的海上风电机组基础结构，其基础建造和海上施工费用高昂，致使海上风电机组地基基础的投资费用较陆上基础大幅度增加，从而限制了海上风电的发展。对于筒型基础来说，目前国外已有采用全钢筒型基础，采用的结构型式有单筒和多筒型式，但无采用筒形基础与系泊缆锚组合型式。采用系泊缆锚斜向张拉，由于受力力臂的增加，可以提高结构抵抗弯矩的能力。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种由筒型基础和系泊缆锚构成的海上风电机组地基基础，具有结构简单、施工方便、工程量小，造价低和结构受力合理的特点。

本发明的技术方案：

一种由筒型基础和系泊缆锚构成的海上风电机组地基基础，由筒型基础、连接塔筒、钢缆索和吸力锚组成，筒型基础为设有密封顶盖的钢筒型结构；连接塔筒为钢制圆锥筒型结构；连接塔筒与筒型基础通过焊接固定并通过肋板加固，连接塔筒与风电机组塔筒通过法兰连接固定；钢缆索的一段与连接塔筒顶部焊接固定，另一端与吸力锚焊接固定。

所述钢缆索和吸力锚的数量相同为4～36个。

本发明的原理：海上风电机组和塔筒自重作用下的竖向荷载由筒型基础承担；风荷载、水流荷载、波浪荷载、冰荷载环境荷载产生的水平荷载和弯矩由筒型基础和缆索、吸力锚联合承受。

本发明的有益效果是：该海上风电机组地基基础结构具有结构简单、施工方便、工程量小，造价低和结构受力合理的特点。海上风电机组地基基础采用筒型和系泊缆锚结构，一方面由于筒型基础结构中间有较大的空腔，辅以浮箱，可以在牵引下，在海上自漂浮致施工位置，这样就有效的降低了运输费用；另一方面该结构也不需大型起吊船吊装放入海底，更不需要在海上打桩施工，而且筒型基础可以回收利用，从而达到环保的效果。同时，由于吸力锚的存在，使得结构所受之荷载，尤其是弯矩荷载(风电中最主要的荷载)得到了有效的分散，可利用结构的整体受力。该结构减小了单个筒型基础承受的水平力和弯矩，提高了单个筒型基础的抗倾覆能力。

附图说明

图1为该海上风电地基基础横剖面结构示意图。

图2为该海上风电地基基础俯视结构示意图。

图中：1.筒型基础        2.连接塔筒    3.钢缆索    4.吸力锚

      5.风电机组塔筒    6.法兰        7.肋板

具体实施方式

一种由筒型基础和系泊缆锚构成的海上风电机组地基基础，由筒型基础1、连接塔筒2、钢缆索3和吸力锚4组成，筒型基础1为设有密封顶盖的钢筒型结构；连接塔筒2为钢制圆锥筒型结构；连接塔筒2与筒型基础1通过焊接固定并通过八个肋板7加固，连接塔筒2与风电机组塔筒5通过法兰6连接固定；钢缆索3的一段与连接塔筒2顶部焊接固定，另一端与吸力锚4焊接固定；钢缆索和吸力锚的数量相同为八个。

该实施例中：钢制筒型基础直径10m，壁厚50mm，高度8m；钢制吸力锚直径2m，壁厚50mm，高度6m，共8个均匀分布在筒型基础四周，吸力锚中心至筒型基础中心的距离为20m；钢缆索直径20mm，共八根，连接连接塔筒顶部和吸力锚筒顶盖中心。具体施工步骤：1、筒型基础、吸力锚、连接塔筒的预制及拼装；2、将筒型基础充气浮运至安装地点；3、安装地点定位；4、筒型基础的抽真空下沉，并调平；5、吸力锚的定位及抽真空下沉，并调节缆索；6、风电机组的吊装。