一种重力式多筒基础海上测风塔结构及整体运输安装方法

摘要

本发明提供一种重力式多筒基础海上测风塔结构及整体运输安装方法，涉及海上风力发电设备技术领域，包括筒形基础式底座、下部塔架以及上部塔架，下部塔架通过法兰连接上部塔架；筒形基础式底座包括四个筒体，筒体的顶部设有固定台，相邻筒体之间通过箱型梁连接；下部塔架包括第一桁架，相邻第一桁架之间设有第一横撑；上部塔架包括第二桁架，相邻第二桁架之间设有第二横撑，上部塔架设有测风仪悬臂杆，测风仪悬臂杆于上部塔架的外部对称设有若干测风仪，上部塔架的顶部设有避雷针；第一桁架的底部的下表面焊接固定台的上表面，第一桁架的顶部通过法兰连接第二桁架的底部。本发明稳定性好，承载力高，便于组装和拆卸，增加运输效率，降低成本。

说明书

技术领域

本发明属于海上风力发电设备技术领域，具体涉及一种重力式多筒基础海上测风塔结构及整体运输安装方法。

背景技术

测风塔是一种用于测量风能参数的高耸塔架结构，即一种用于对近地面气流运动情况进行观测、记录的塔形构筑物，多由风力发电企业、气象、环保部门建造，用于气象观测和大气环境监测，一直大多建在陆地，随着国家对于环保的重视，绿色能源的迫切需求及海上丰富的风力资源，海上风电产业的爆发式发展，并不断向深水区发展，海上测风塔需求量越来越大。但是由于上海施工环境特别恶劣，传统的陆上测风塔已经不能满足海上需求，现有的海上导管架基础，海上装配式塔架的测风塔普遍制造成本偏高，海上打桩施工受天气，潮汐等环境影响较大，而且海上拼装高耸塔架施工周期长，危险性较大，同时同样受天气、潮汐的影响，可用于施工的窗口期很短。

因此急需提供一种稳定性好，承载力高，便于组装和拆卸，增加运输效率，降低成本的重力式多筒基础海上测风塔结构及整体运输安装方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有用于重力式多筒基础海上测风塔结构及整体运输安装方法的不足，提供一种重力式多筒基础海上测风塔结构及整体运输安装方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种重力式多筒基础海上测风塔结构，包括筒形基础式底座、下部塔架以及上部塔架，所述下部塔架通过法兰连接所述上部塔架；

所述筒形基础式底座包括四个筒体，所述筒体的底部为空心圆柱状，所述筒体的顶部设有固定台，所述固定台的外侧壁与所述筒体的内侧壁之间设有若干T型隔板，所述T型隔板将所述筒体的顶部分隔成若干个舱室，相邻所述筒体之间通过箱型梁连接，所述筒体的顶部侧壁设有向所述筒体内部凹陷的两个凹槽，所述箱型梁的两端分别设于相邻所述筒体对应的所述凹槽中；

所述下部塔架包括四个第一桁架，相邻所述第一桁架之间设有若干第一横撑，若干所述第一横撑的长度由下至上依次减小，在同一平面上相邻所述第一横撑之间设有第一加强筋，在同一斜面上相邻所述第一横撑之间设有两个第一斜撑；

所述上部塔架包括四个第二桁架，相邻所述第二桁架之间设有若干第二横撑，若干所述第二横撑的长度由下至上依次减小，在同一平面上相邻所述第二横撑之间设有第二加强筋，在同一斜面上相邻所述第二横撑之间设有两个第二斜撑，所述上部塔架设有六个测风仪悬臂杆，所述测风仪悬臂杆的长度由下至上依次减小，所述测风仪悬臂杆与两个在同一平面且相对设置的所述第二横撑连接，所述测风仪悬臂杆的两端均通过两根钢绳连接其上方的位于同一平面且相对设置的所述第二横撑的两端，所述测风仪悬臂杆的底部通过四根测风仪斜撑连接所述第二桁架的内侧壁，所述测风仪悬臂杆于所述上部塔架的外部对称设有若干测风仪，所述上部塔架的顶部设有避雷针；

所述第一桁架的底部的下表面焊接所述固定台的上表面，所述第一桁架的顶部通过所述法兰连接所述第二桁架的底部。

优选的，所述筒体底部的内侧壁设有四个加强筋板，所述四个加强筋板与所述筒体底部中心之间的距离相等。

优选的，所述固定台为圆柱状，所述固定台在竖直方向的中轴线与其所在所述筒体在竖直方向的中轴线重合。

优选的，所述筒体的所述舱室内灌装有配重混凝土。

优选的，每个所述箱型梁的内侧侧壁均设有两个出气孔。

优选的，所述第一桁架和所述第二桁架的连接处的下方设有操作台，所述第一桁架的顶部贯穿设于所述操作台，所述操作台的边缘设有围栏，一侧所述围栏与其下方对应的所述第一横撑之间设有第一人梯，所述操作台的一侧与位于顶部的第二测风仪悬臂杆之间设有第二人梯。

本发明的有益效果是：筒体的底部为中空结构，内侧壁设有四个加强筋板，投放至目标海域后，筒体的底部插入海底土层，筒体的顶部通过T型隔板分隔为若干个舱室，可以在所有筒体的舱室内灌装设计需求的配重混凝土，稳定性好；相邻筒体之间使用箱型梁进行连接，使四个筒体连接成为一个整体，提升测风塔整体的承载力，箱型梁的内侧侧壁设置出气孔便于测风塔下沉；通过法兰连接上部塔架和下部塔架，便于组装和拆卸；上部塔架和下部塔架均采用采用桁架形式设计，使测风塔整体结构具有较强的稳定性，且其强度能够适应恶劣的海上环境。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中筒体的放大结构示意图；

图3是本发明中筒体和箱型梁内侧侧壁的结构示意图；

图4是本发明中筒体底部的仰视图；

图5驳船运输多台测风塔的结构示意图；

图6是海上双趴杆浮吊船吊起测风塔脱离驳船的示意图；

图7是本发明中筒体的底部插入海底涂层的结构示意图。

图中标记为：1、筒形基础式底座；2、下部塔架；3、上部塔架；4、筒体；5、固定台；6、T型隔板；7、舱室；8、箱型梁；9、第一桁架；10、第一横撑；11、第一加强筋；12、第一斜撑；13、第二桁架；14、第二横撑；15、第二加强筋；16、第二斜撑；17、测风仪悬臂杆；18、测风仪；19、避雷针；20、加强筋板；21、出气孔；22、操作台；23、围栏；24、第一人梯；25、第二人梯；26、钢绳；27、驳船；28、浮吊船。

具体实施方式

如图1至图7所示，一种重力式多筒基础海上测风塔结构，包括筒形基础式底座1、下部塔架2以及上部塔架3，下部塔架2通过法兰连接上部塔架3；

筒形基础式底座1包括四个筒体4，筒体4的底部为空心圆柱状，筒体4的顶部设有固定台5，固定台5的外侧壁与筒体4的内侧壁之间设有若干T型隔板6，T型隔板6将筒体4的顶部分隔成若干个舱室7，相邻筒体4之间通过箱型梁8连接，筒体4的顶部侧壁设有向筒体4内部凹陷的两个凹槽，箱型梁8的两端分别设于相邻筒体4对应的凹槽中；

下部塔架2包括四个第一桁架9，相邻第一桁架9之间设有若干第一横撑10，若干第一横撑10的长度由下至上依次减小，在同一平面上相邻第一横撑10之间设有第一加强筋11，在同一斜面上相邻第一横撑10之间设有两个第一斜撑12；

上部塔架3包括四个第二桁架13，相邻第二桁架13之间设有若干第二横撑14，若干第二横撑14的长度由下至上依次减小，在同一平面上相邻第二横撑14之间设有第二加强筋15，在同一斜面上相邻第二横撑14之间设有两个第二斜撑16，上部塔架3设有六个测风仪悬臂杆17，测风仪悬臂杆17的长度由下至上依次减小，测风仪悬臂杆17与两个在同一平面且相对设置的第二横撑14连接，测风仪悬臂杆17的两端均通过两根钢绳26连接其上方的位于同一平面且相对设置的第二横撑14的两端，测风仪悬臂杆17的底部通过四根测风仪18斜撑连接第二桁架13的内侧壁，测风仪悬臂杆17于上部塔架3的外部对称设有若干测风仪18，上部塔架3的顶部设有避雷针19；

第一桁架9的底部的下表面焊接固定台5的上表面，第一桁架9的顶部通过法兰连接第二桁架13的底部。

筒体4底部的内侧壁设有四个加强筋板20，四个加强筋板20与筒体4底部中心之间的距离相等，增加稳定性。固定台5为圆柱状，固定台5在竖直方向的中轴线与其所在筒体4在竖直方向的中轴线重合。筒体4的舱室7内灌装有配重混凝土。每个箱型梁8的内侧侧壁均设有两个出气孔21，便于测风塔下沉。第一桁架9和第二桁架13的连接处的下方设有操作台22，第一桁架9的顶部贯穿设于操作台22，操作台22的边缘设有围栏23，一侧围栏23与其下方对应的第一横撑10之间设有第一人梯24，操作台22的一侧与位于顶部的第二测风仪悬臂杆17之间设有第二人梯25，便于施工操作。

应用例

重力式多筒基础海上测风塔运输安装方法分为基地制造、海上运输、海上吊装安装和抛沙袋压载调平四个主要过程：

基地制造：在工厂将筒形基础式底座1制作多个组件后运输至基地生产线进行组装，下部塔架2及上部塔架3在生产线进行分片制造后组装，将其安装靠船柱、第一人梯24，第二人梯25、操作台22、测风仪悬臂杆17等部件，将其使用码头前沿门式吊机吊起，在运输驳船27上将筒形基础式底座1、下部塔架2及上部塔架3合拢吊装，吊装完成后在筒体4各舱室7内灌装设计配重混凝土，完成测风塔的整个地基建造过程；

海上运输：筒体4各舱室7内灌装配重混凝土后，下部塔架2及上部塔架3的重量相对较轻，重心较低，绑扎时仅使用限位将底部筒体4焊接在固定驳船27甲板上便可满足要求，在运输过程中较安全，并且可根据实际需要运输的测风塔数量，采用不同吨位的运输驳船27同时运输多台测风塔见图5，节省运输成本及运输周期；

海上吊装安装：待运输船舶到达目标海域之后，下部塔架2及上部塔架3的法兰连接处下方设置吊耳，采用海上双趴杆浮吊船28双吊钩吊装吊耳，使其脱离运输驳船27，具体见图6，待运输驳船27撤离后，将测风塔整体缓慢下沉至海底，通过测风塔的自重将底部筒体4的下层筒体4插入海底土层，保证测风塔下沉至设计标高后撤出浮吊船28，见图7；

抛沙袋压载调平过程：待测风塔下沉就位后进行抛沙袋作业压载作业，防止海底暗流对测风塔基础的冲刷并且提高基础的承载力，待测风仪18的进行调试后，完成重力式多筒基础测风塔结构制造及整体运输安装的整个流程，增加运输效率，降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。