自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础及其施工方法，它包括塔筒(1)，塔筒(1)通过预应力锚栓(2)连接在环梁(12)上，环梁(12)位于筒体(5)顶部，筒体(5)壁内设置有预应力钢绞线(3)，预应力钢绞线(3)上端与封头短柱(13)相连，平台护栏(14)预埋在封头短柱(13)上，筒体(5)底部安装有底板(6)，底板(6)底部浇筑有灌浆料(8)，密封水管(7)卡在底板(6)下部，筒体(5)内壁上焊接有箍环(15)，自锁头锚杆(10)锚固在预应力钢绞线(3)下端的锚孔(9)内。本发明专利技术结构设计合理，可在20米左右的深海地区施工，施工工艺稳定、效率高，成本低，可操作性强，安全性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海上风电基础，特别涉及一种可用于20m左右水深岩石地基的自锁头预应力钢绞线圆台形砼筒海上风机基础及其施工方法。
技术介绍
海上风机的荷载环境特殊而复杂，世界范围内现有几种海上基础形式，大多存在施工难、成本高等问题。因此需要研究和开发成本较低廉、施工简便的风机基础形式，目前对于水深20米左右的深海地区还未有成熟有效的解决方案。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，操作方便，可自浮拖航的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，本专利技术另一个目的是提供该自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础的施工方法。本专利技术提供的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础可以拖浮航行，将预应力岩石锚头应用在重力式基础中，以减小基础尺寸和重量，可应用于20米左右的深海地区。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术采取的技术方案为：一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，它包括塔筒，塔筒通过预应力锚栓连接在环梁上，环梁位于筒体顶部，筒体壁内设置有预应力钢绞线，预应力钢绞线上端与封头短柱相连，平台护栏预埋在封头短柱上，筒体底部安装有底板，底板底部浇筑有灌浆料，密封水管卡在底板下部，筒体内壁上焊接有箍环，自锁头锚杆锚固在预应力钢绞线下端的锚孔内；所述的筒体内安装有充气囊，充气囊外周包裹有绳网，绳网与箍环连接固定；筒体与安装在钢梁上的液压提升器相连，钢梁与横垫木相连，横垫木和浮筒相连；所述的筒体上部设有基础顶板，预应力锚栓下端连接在基础顶板上，基础顶板中心开设有充气囊取出用的圆孔。塔筒环状分布若干预留孔。预留孔在施工阶段可穿入水刀清洗海床和基础结合面；穿入注浆管对基础底面和海床之间注浆；钻锚杆孔，插入自锁头钢绞线及套管；张拉扩大自锁头，对锚杆底部注浆，旋转取出套管。作为优选方案，以上所述的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，所述的自锁头锚杆包括自锁头圆台螺母，自锁头外套，带孔短管，固定圈，封水板，工具式顶管和PVC压浆管；自锁头圆台螺母、自锁头外套和带孔短管通过螺栓连接；自锁头圆台螺母通过锚具固定在预应力钢绞线的下端部，封水板通过下部的螺纹段和带孔短管连接，PVC压浆管的下端穿入封水板预留的孔中固定；工具式顶管位于带孔短管上部，工具式顶管通过固定圈与带孔短管同心。作为优选方案，以上所述的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，所述的钢梁为4个，构成矩形，每根钢梁上安装有2个液压提升器，每根钢梁连接一个横垫木，每根横垫木连接一个浮筒。一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础的施工方法，包括以下步骤：a、在船坞上支撑模具，绑扎钢筋，然后在模具内埋从下到上依次埋设筒体下周边密封水管的预埋件、调平支架的预埋件、绳网箍环的预埋件、预应力锚栓(2)的下锚板和套管，然后逐层浇捣混凝土，养护，拆模；b、在筒体表面安装调平支架和绳环，并做油漆防护，然后安装筒体下周边的密封水管，密封水管下方粘一层可提高密封性的泡沫塑料，然后在筒体内部安装充气囊，充气，连接绳网，安装4组千斤顶、顶管和液压导管；c、安装外部浮筒，将钢梁上的液压提升器连接筒体的筒底；开闸放水，筒体上浮，浮筒吃水深度2～3m，用超声波探测海底平整度，用高压水枪处理浮筒下部的海底表面，冲走表面疏松不平整部分；d、通过液压提升器将悬挂于浮筒上的筒体向下放松，沉到海底，不接触海底悬停，充气囊不放气；e、用千斤顶带动4根顶管将筒体顶起300～400mm，从筒体预留的60个锚孔插入高压水枪，对环形底面处地基作冲刷，去除疏松碎石；f、缩回千斤顶，并调平基础，直到筒体与海底接触且平整，对密封水管内充高压水，封闭底板的周边缝隙，从筒体中预留锚孔向筒体底部灌注细石混凝土，直到底板上预留溢流孔涌出混凝土为止，养护后到达70％设计强度，去除筒体内部充气囊，从基础顶板中心孔中取出充气囊；解除外浮筒与筒体的连接，测定筒体顶面标高变化；g、从顶面锚孔往下钻岩，达到微风化岩，将预应力钢绞线和工具式顶管和PVC压浆管安装成一体放入锚孔中，张拉预应力钢绞线至设计值50％，使自锁头圆台螺母上行将自锁头外套顶开，压入岩石锚孔，然后在PVC压浆管内压入灌浆料，对自锁头圆台螺母和自锁头外套进行保护，在筒体顶部圆周上对称地进行此操作；灌浆料达到强度后，旋转工具式顶管，将其取出；再完全张拉预应力钢绞线至设计值，并进行超张拉，最后压接固定；所有锚孔张拉完毕后测定基础顶面标高变化；h、用C60灌浆料封闭预应力钢绞线顶部，并连接固定平台护栏，在周边用土工布袋充填泥沙作筒体保护，筒体内部充水与海面高度持平；i.用C80灌浆料找平预应力锚栓的上锚板，使水平高差在2～3mm以内；然后吊装底节塔筒并张拉预应力锚栓，然后吊装其余上部结构，完成风机机组的安装。本专利技术和现有技术相比具有以下有益效果：1.本专利技术提供的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，结构设计合理，强度高，安装方便，容易调平，可自浮拖航，将预应力岩石锚头应用在重力式基础中，以减小基础尺寸和重量，可应用于20米左右的深海地区。2.本专利技术提供的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础的施工方法，可在20米左右的深海地区施工，施工工艺稳定、效率高，成本低，可操作性强，安全性能好。附图说明图1为本专利技术提供的一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础的结构示意图。图2为本专利技术自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础纵剖面的结构示意图。图3为本专利技术自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础下沉过程中的结构示意图。图4为本专利技术自锁头锚杆的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1，图2和和图4所示，一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，其特征在于，它包括塔筒(1)，塔筒(1)通过预应力锚栓(2)连接在环梁(12)上，环梁(12)位于筒体(5)顶部，筒体(5)壁内设置有预应力钢绞线(3)，预应力钢绞线(3)上端与封头短柱(13)相连，平台护栏(14)预埋在封头短柱(13)上，筒体(5)底部安装有底板(6)，底板(6)底部浇筑有灌浆料(8)，密封水管(7)卡在底板(6)下部，筒体(5)内壁上焊接有箍环(15)，自锁头锚杆(10)锚固在预应力钢绞线(3)下端的锚孔内；所述的筒体(5)内安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，其特征在于，它包括塔筒(1)，塔筒(1)通过预应力锚栓(2)连接在环梁(12)上，环梁(12)位于筒体(5)顶部，筒体(5)壁内设置有预应力钢绞线(3)，预应力钢绞线(3)上端与封头短柱(13)相连，平台护栏(14)预埋在封头短柱(13)上，筒体(5)底部安装有底板(6)，底板(6)底部浇筑有灌浆料(8)，密封水管(7)卡在底板(6)下部，筒体(5)内壁上焊接有箍环(15)，自锁头锚杆(10)锚固在预应力钢绞线(3)下端的锚孔内；所述的筒体(5)内安装有充气囊(17)，充气囊(17)外周包裹有绳网(16)，绳网(16)与箍环(15)连接固定；筒体(5)与安装在钢梁(27)上的液压提升器(25)相连，钢梁(27)与横垫木(28)相连，横垫木(28)和浮筒(26)相连；所述的筒体(5)上部设有基础顶板(4)，预应力锚栓(2)下端连接在基础顶板(4)上，基础顶板(4)中心开设有充气囊(17)取出用的圆孔。

【技术特征摘要】
1.一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，其特征在于，它包括塔筒(1)，塔
筒(1)通过预应力锚栓(2)连接在环梁(12)上，环梁(12)位于筒体(5)顶部，筒体(5)壁内
设置有预应力钢绞线(3)，预应力钢绞线(3)上端与封头短柱(13)相连，平台护栏(14)
预埋在封头短柱(13)上，筒体(5)底部安装有底板(6)，底板(6)底部浇筑有灌浆料(8)，
密封水管(7)卡在底板(6)下部，筒体(5)内壁上焊接有箍环(15)，自锁头锚杆(10)
锚固在预应力钢绞线(3)下端的锚孔内；
所述的筒体(5)内安装有充气囊(17)，充气囊(17)外周包裹有绳网(16)，绳网(16)
与箍环(15)连接固定；
筒体(5)与安装在钢梁(27)上的液压提升器(25)相连，钢梁(27)与横垫木(28)
相连，横垫木(28)和浮筒(26)相连；
所述的筒体(5)上部设有基础顶板(4)，预应力锚栓(2)下端连接在基础顶板(4)上，
基础顶板(4)中心开设有充气囊(17)取出用的圆孔。
2.根据权利要求1所述的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，其特征在于，所
述的自锁头锚杆(10)包括自锁头圆台螺母(18)，自锁头外套(19)，带孔短管(20)，固定
圈(21)，封水板(22)，工具式顶管(23)和PVC压浆管(24)；自锁头圆台螺母(18)、自
锁头外套(19)和带孔短管(20)通过螺栓连接；自锁头圆台螺母(18)通过锚具固定在预
应力钢绞线(3)的下端部，封水板(22)通过下部的螺纹段和带孔短管(20)连接，PVC
压浆管(24)的下端穿入封水板(22)预留的孔中固定；工具式顶管(23)位于带孔短管(20)
上部，工具式顶管(23)通过固定圈(21)与带孔短管(20)同心。
3.根据权利要求1所述的自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础，其特征在于，所
述的钢梁(27)为4个，构成矩形，每根钢梁(27)上安装有2～4个液压提升器(25)，每根
钢梁(27)连接一个横垫木(28)，每根横垫木(28)连接一个浮筒(26)。
4.一种自锁头预应力钢绞线圆台砼筒海上风机基础的施工方法，其特征在于包括以下步
骤：
a、在船坞上支撑模具，绑扎钢筋，然后在模具内埋从下到上依次埋设筒体(5)下周边
密封水管(7)的预埋件、调平支架的预埋件、绳网箍环(15)的预埋件、预应力锚栓(2)
的下锚板和套管，然后逐层浇捣混...

【专利技术属性】
技术研发人员：马逸鹄，梁峰，张明熠，杨州，
申请(专利权)人：江苏金海新能源科技有限公司，内蒙古金海新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32