适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施

摘要

本发明涉及一种适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施。本发明的目的是提供一种结构简单、施工方便、成本较低、安全可靠、能降低结构不均匀沉降以及增强结构下放稳定性的适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施。本发明的技术方案是：一种适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施，其特征在于：具有与导管架桩腿一一对应设置的防沉箱基座，导管架桩腿下端支撑于防沉箱基座上，该防沉箱基座为开口向下的箱体结构，防沉箱基座顶板上开设有若干排水孔。本发明适用于海上风力发电领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施。适用于海上风力发电领域。

背景技术

随着工业的迅速发展、人口的增长和人民生活水平的提高，能源需求已成为世界性问题，能源补充受到越来越多国家的重视。而其中以煤炭，石油等为代表的化石能源属于不可再生能源，不但需要上千年的生成周期，而且持续使用所带来的二氧化碳和有害气体也引发了严重的环境问题，如海床、地层、地表结构破坏，温室效应，雾霾等环境问题。因此，可再生资源、清洁能源的开发与利用成为我国实现能源可持续发展以及环境保护的首要任务。而风电能源作为一种典型的清洁可再生能源，可以说是取之不尽、用之不竭，具有显著的社会和环保效益。

现如今风电行业呈高爆发的发展态势，陆域甚至近海区域风电可开发的范围逐渐减少，其发展也逐渐受到限制，人们转而将目光投向深远海区域。该区域具备干扰因素少、风力稳定、风速快等多种优势，是未来风电行业的发展趋势。海上升压站作为海上风电输送的枢纽，对整个海上风电场的运行发挥着重要作用。

深远海区域水深往往较大，海床表面常伴有较厚的淤泥覆盖层，这对于海上升压站导管架基础的施工极为不利。在此条件下的导管架基础，若采用传统的防沉板设施，防沉板面积会很大，工程量增加；同时，面积增大后，导管架下水过程的阻力增加，导致其下放稳定性较差；另外，由于传统的防沉板并不能约束土体的侧向位移，因此，导管架的防沉效果较差，而且很容易产生不均匀沉降，对后续的沉桩作业造成极大的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便、成本较低、安全可靠、能降低结构不均匀沉降以及增强结构下放稳定性的适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施。

本发明所采用的技术方案是：一种适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施，其特征在于：具有与导管架桩腿一一对应设置的防沉箱基座，导管架桩腿下端支撑于防沉箱基座上，该防沉箱基座为开口向下的箱体结构，防沉箱基座顶板上开设有若干排水孔。

所述防沉箱基座顶板上固定有套筒，套筒下端贯穿防沉箱基座顶板，该套筒与相应的导管架桩腿之间经连接件相连。

所述套筒上端接有锥形连接段并配有插桩导向板。

所述套筒内壁上设有若干筒内导向板。

所述连接件具有接于所述套筒上部与导管架桩腿之间的上轭板，上轭板被套筒和导管架桩腿贯穿。

所述上轭板边缘制有一圈用于加固的包边。

所述连接件还包括连接所述套筒和导管架桩腿的剪力板。

所述防沉箱基座上表面纵横向各布置有若干工字钢梁结构。

所述排水孔布置于防沉箱基座顶板上、所述工字钢梁结构的端部位置。

该设施在焊缝外侧胶粘防腐材料，防腐涂料采用KN22高分子陶瓷聚合物材料，且在接缝处不粘实并留有1cm的富余长度。

本发明的有益效果是：本发明具有分布于导管架各桩腿位置上的防沉箱基座，与传统的大面积防沉板相比，工程量有所减少；采用导管架四周分散式布置型式，有效减少了结构阻水面积，同时设置有排水孔，进一步降低下水阻力，使得导管架下水过程的可控性和稳定性大大提高。

本发明中防沉箱基座为开口向下的箱体结构，既降低了水流冲刷作用对结构沉降的影响，又增加了导管架与泥面接触位置的侧阻力，使得结构可以有效约束土体的侧向位移，同时减小土体的竖向变形，从而限制了导管架座底后的整体沉降和不均匀沉降，为后续的沉桩作业提供了可靠保障。

附图说明

图1是本发明实施例的结构正面示意图。

图2是本发明实施例的防沉箱结构俯视图。

图3是本发明实施例的防沉箱与导管架连接示意图。

图4是本发明实施例在整个导管架结构平面上的俯视图。

图5是本发明实施例的整体效果图。

图中：1、插桩导向板；2、锥形连接段；3、上轭板；4、套筒；5、剪力板；6、防沉箱基座；7、筒内导向板；8、排水孔；9、工字钢梁结构；10、加筋板。

具体实施方式

本实施例为一种适用于厚淤泥、大水深条件的海上升压站导管架防沉设施，具有与导管架桩腿一一对应设置的防沉箱基座，导管架桩腿下端支撑于防沉箱基座上，防沉箱基座顶板上固定有套筒，套筒下端贯穿防沉箱基座顶板，套筒上端接有锥形连接段并配有插桩导向板，该套筒与相应的导管架桩腿之间经连接件相连。

本例中防沉箱基座顶面由7500mm边长的方形面板组成，四周为四块高3000mm，宽7500的侧面板共同围成一个开口向下的箱体结构，其上表面被套筒以及导管架桩腿贯穿，贯穿深度为500mm。在结构贯穿位置以及上面板与侧面板相连位置进行熔透焊接，且焊接位置处均光滑打磨处理，并在其外侧胶粘防腐材料，进行进一步密封处理，做到防止应力集中以及防腐。

防沉箱基座上表面纵横向各布有三根工字钢梁结构，起到加强防沉箱面板作用。在各横梁两端的位置，布置有直径50mm的排水孔，降低结构下水过程中水阻力影响，另外，防沉箱内部均布有两个加筋板，增加防沉箱侧面板结构强度。

本实施例中采用上轭板和剪力板作为套筒与导管架桩腿之间的连接件，其中上轭板为一横跨套筒与导管架桩腿的工字钢，被套筒及导管架桩腿贯通，以作两者相连之用，上轭板边缘制有一圈用于加固的包边。剪力板为板厚60mm的钢板，立于套筒和桩腿之间，连接部分熔透焊接，起两者固定作用。

本实施例中锥形连接段总高度为1000mm，底端外径2776mm，顶端外径3890mm，板厚50mm。套筒高8500mm，直径2776mm，壁厚50mm，与内部桩体保留有169mm缝隙，内设有筒内导向板进行辅助固定。

本实施例在焊接时需对焊缝清根磨平，焊接完成之后需对焊接面进行光滑打磨处理，并在其外侧胶粘防腐材料，且防腐材料需具有一定的延展性和很好的耐久性，以确保结构处在长期荷载作用下发生微小位移时的可靠防腐性能。本实施例中采用KN22高分子陶瓷聚合物材料作为防腐涂料，且在接缝处不粘实并留有1cm的富余长度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。