海上风电单桩基础制造技术

技术编号:22193419 阅读:35 留言:0更新日期:2019-09-25 06:37
本实用新型专利技术公开了一种海上风电单桩基础,桩体插入海床并固定,桩体内设有加强结构,加强结构由加强底板和肋板组成,加强底板横向固定在桩体内部,多个肋板竖直固定在加强底板上并与桩体内表面连接。本实用新型专利技术通过在海上风电单桩基础的桩体内设置加强结构来增加桩体最大弯矩处的强度,利用肋板提高桩体的抗弯强度,可有效提高海上风电单桩基础的强度,降低了桩体出现疲劳损伤断裂的风险;并且通过加强底板来压缩桩体内部土体的高度,提高桩体内部土体的密实度,从而提高桩体内侧的摩阻力、增加桩体的承载能力、减小基础的入土深度,可降低基础成本。

Single Pile Foundation for Offshore Wind Power

【技术实现步骤摘要】
海上风电单桩基础
本技术涉及海上风电建设
,尤其涉及一种海上风电单桩基础。
技术介绍
海上风电场是重要的新能源技术,海上风电机组基础设计和施工是海上风电场建设的关键技术之一。海上风电机组基础成本约占整个海上风电投资的20%至25%,同时风机基础的施工进度直接制约着风电场投产发电的时间。因此,降低基础成本,加快海上基础施工进度,有利于提高整个风电场的经济性。单桩基础具有海上作业时间短、能够适应施工窗口小的海域、施工速度快、可以较快实现风场投产发电、结构简单、便于运营期维护等优点。目前,我国已建和在建的海上风电项目主要集中在江苏、上海、山东、福建和广东等地,除福建、广东部分浅覆盖层+基岩海床外,其他区域以典型的深厚覆盖层为主,在水深小于30m时,单桩基础仍是海上风电机组基础建设的首选基础型式。海上风电机组单桩基础为长悬臂结构,在波浪流荷载的反复作用下,容易产生较大的疲劳累积损伤,而随着海上风电机组单机容量的不断增加,为了适应复杂的海洋水文地质及自然条件,同时又需要满足上部风机设备正常运行对基础变形的严格要求,单桩基础的桩径不断增大,最高可达9m。对于大直径钢管桩基础,桩端土塞效应可忽略不计,单桩内外侧摩阻力的作用下,单桩出现疲劳损伤断裂的风险越来越大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供一种强度高、不易出现疲劳损伤断裂海上风电单桩基础。为解决上述技术问题本技术所采用的技术方案是:海上风电单桩基础,包括桩体,所述桩体插入海床并固定,所述桩体内设有加强结构,所述加强结构由加强底板和多个肋板组成,加强底板横向固定在桩体内部,多个肋板竖直固定在加强底板上并与桩体内表面连接。进一步的是:所述肋板呈环形均布在加强底板上。进一步的是:所述肋板为三角形肋板。进一步的是:所述加强底板的中心设有排水孔。进一步的是:所述排水孔的孔径尺寸为桩体内径尺寸的1/3。进一步的是:所述加强底板到海床表面的距离小于10m。本技术的有益效果是:本技术通过在海上风电单桩基础的桩体内设置加强结构来增加桩体最大弯矩处的强度,利用肋板提高桩体的抗弯强度,可有效提高海上风电单桩基础的强度,降低了桩体出现疲劳损伤断裂的风险;并且通过加强底板来压缩桩体内部土体的高度,提高桩体内部土体的密实度,从而提高桩体内侧的摩阻力、增加桩体的承载能力、减小基础的入土深度,可降低基础成本。附图说明图1为本技术的正视图;图2为本技术的俯视图;图中标记为:1-桩体、2-海床、3-加强底板、4-肋板、5-排水孔、6-海平面。具体实施方式为了便于理解本技术,下面结合附图对本技术进行进一步的说明。如图1所示,海上风电单桩基础的桩体1插入海床2内,桩体1位于海床2和海平面6之间的部分受到波浪流荷载的反复作用,在桩体1的最大弯矩处容易因过度的疲劳累积损伤而发生断裂破坏。本技术为了加强桩体1的强度,如图1和图2所示,在桩体1内设置了加强结构,加强结构由加强底板3和多个肋板4组成,加强底板3横向固定在桩体1内部,通过加强底板3对桩体1内部的土体高度进行压缩,让桩体1内部的土体高度降低到海床2表面以下,从而通过提高桩体1内部土体的密实度来提高桩体1的内侧摩阻力,增加单桩基础的承载能力,随着单桩基础的承载能力的增加,可降低单桩基础的入土深度,进而降低了沉桩作业时间和单桩基础的成本。肋板4竖直固定在加强底板3上并与桩体1内表面连接后对桩体1进行支撑,通过设置肋板4来增加桩体1的抗弯刚度。肋板4的数量根据桩体1的内径尺寸进行选择,肋板4最好在加强底板3上呈环形均布,使肋板4与桩体1之间作用力均匀,有利于强度的提高,且肋板4采用三角形肋板,其稳定性更高。如图1和图2所示,在加强底板3的中心设有排水孔5,用于在加强底板3对桩体1内部土体进行压紧时排出土体内的海水,使桩体1内土体的紧实度更高。排水孔5的孔径尺寸为桩体1内径尺寸的1/3最佳,既能防止孔径过大而降低加强底板3对土体的压紧程度、又能保证海水排出顺利。由于现有风机载荷作用下桩体1的最大弯矩一般位于海床2表面以下10m深度范围内,因此本技术中加强底板3的设置深度为距离海床2表面10m内,即加强底板3到海床2表面的距离小于10m。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海上风电单桩基础,包括桩体(1),所述桩体(1)插入海床(2)并固定,其特征在于:所述桩体(1)内设有加强结构,所述加强结构由加强底板(3)和多个肋板(4)组成,加强底板(3)横向固定在桩体(1)内部,多个肋板(4)竖直固定在加强底板(3)上并与桩体(1)内表面连接。

【技术特征摘要】
1.海上风电单桩基础,包括桩体(1),所述桩体(1)插入海床(2)并固定,其特征在于:所述桩体(1)内设有加强结构,所述加强结构由加强底板(3)和多个肋板(4)组成,加强底板(3)横向固定在桩体(1)内部,多个肋板(4)竖直固定在加强底板(3)上并与桩体(1)内表面连接。2.如权利要求1所述的海上风电单桩基础,其特征在于:所述肋板(4)呈环形均布在加强底板(3)上。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡中波
申请(专利权)人:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
类型:新型
国别省市:四川,51

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