用于海上电气平台的桶型基础结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于海上电气平台的桶型基础结构。本实用新型专利技术的目的是提供一种结构简单、制作方便、安全可靠的用于海上电气平台的桶型基础结构，以提高海上电气平台建造效率和降低施工风险、成本。本实用新型专利技术的技术方案是：一种用于海上电气平台的桶型基础结构，其特征在于：具有导管架，导管架的桩腿下端接于双壁桶型机构，导管架顶部设有上部安装平台，上部安装平台上设有水平仪和中控系统，所述上部安装平台与导管架之间设有液压调平机构；所述双壁桶型机构具有顶盖，顶盖上端面连接所述导管架的桩腿，顶盖下端面上同轴接有内桶和外桶。本实用新型专利技术适用于海上风力发电领域技术领域。

【技术实现步骤摘要】
用于海上电气平台的桶型基础结构
本技术涉及一种用于海上电气平台的桶型基础结构。适用于海上风力发电领域

技术介绍
近年来，随着陆上风电资源的逐渐饱和，国际上许多国家纷纷将海上风电资源的开发和利用作为风电发展的重要方向。随着海上风电场的规模不断增大、离岸距离变远、水深增加，海上风电场输变电难度迅速增加，海上电气平台作为海上风电场输变电核心越来越受到重视。我国对海上风电的开发从近海到深远海，为了保障电能有效输送，通常在海上风电场中设置海上升压站或换流站等电气平台，将风电所发电能的电压升至220kV或转换为直流，再通过海底电缆送至岸上的变电站。作为海上风电场电能汇集中心，海上大型电气平台是其中输变电的关键设施，同时是整个海上风电场成败的关键。以海上升压站为例，已建海上升压变电站升压站平面、立面形态多样，基础有单桩、导管架等型式，上部结构一般为双层或多层钢结构平台，施工采用陆上施工装配成型后整体吊装至海上基础处与之连接固定，部分海上升压变电站设有直升机平台。其中，单桩式结构包含单桩基础和钢结构上部组块，单桩基础采用一根钢管桩，钢管桩直径4～7m，桩长数十米，采用大型沉桩机械打入海床，上部用连接段与上部平台连接，采用与风机基础相同的处理方式，连接段与钢管桩之间采用灌浆连接，连接段与上部平台之间采用法兰连接，连接段同时也起到调平的作用；导管式海上电气平台包含导管架桩基础和钢结构上部组块，导管架基础用4根及以上的钢管桩，并用导管架焊接或灌浆连接。导管架基础适用性强，适合于各种水深与地质条件。常规的导管架基础海上电气平台施工流程为：钢结构加工与制作→电气设备安装→导管架基础沉放→灌浆施工→海上电气平台上部组块整体吊装→上部组块与导管架焊接灌浆等。目前，导管架结合桩基础的海上电气平台基础结构和施工方法存在诸多问题：1)海上施工窗口期短；2)导管架基础多采用4根桩以上，打桩造价成本较高；3)海上施工条件差，打桩精度不高；4)海底覆盖层浅带来的成桩困难等问题。
技术实现思路
本技术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、制作方便、安全可靠的用于海上电气平台的桶型基础结构，以提高海上电气平台建造效率和降低施工风险、成本。本技术所采用的技术方案是：一种用于海上电气平台的桶型基础结构，其特征在于：具有导管架，导管架的桩腿下端接于双壁桶型机构，导管架顶部设有上部安装平台，上部安装平台上设有水平仪和中控系统，所述上部安装平台与导管架之间设有液压调平机构；所述双壁桶型机构具有顶盖，顶盖上端面连接所述导管架的桩腿，顶盖下端面上同轴接有内桶和外桶；所述内桶内上部设有隔板，该内桶内部经隔板分隔成上下分布的上部腔室和下部腔室，下部腔室内经分舱板分隔成若干与内桶下端连通的舱室，舱室内设有真空计，舱室经设置于隔板上的单舱控制阀门连通所述上部腔室；所述内桶的上部腔室经流量控制阀门、水气管道连通真空泵。所述内桶的高径比大于1，所述外桶的高径比小于1。所述内桶直径5m，高10m；所述外桶直接10m，高4m。所述导管架具有若干所述桩腿，桩腿之间经水平撑和斜撑相连。所述水气管道设置于所述桩腿内。一种所述用于海上电气平台的桶型基础结构的施工方法，其特征在于：在陆上拼装桶型基础结构并调试完成，利用安装船或驳船将桶型基础结构运送到海上风电场的指定位置，利用海上浮吊吊起拼装结构缓慢放入水中；桶型基础结构在自重作用下逐渐下沉，双壁桶型机构中的内桶先与海床泥面形成密闭空间；自重下沉结束后，通过水气管道和真空泵抽取内桶内部水气，桶型基础结构在压力差作用下会进一步下沉，双壁桶型机构中的外桶桶壁插入海床泥面；当双壁桶型机构中的顶盖与海床泥面接触后，真空泵继续对内桶内部抽负压进行加压超沉处理；如出现不均匀沉降，通过调节液压调节机构，保持上部安装平台的水平。在负压下沉过程中，利用水气管道抽取内桶空腔内水气，利用流量控制阀门、单舱控制阀门控制抽取总水气量和不同舱室水气量，利用真空计监测不同舱室的真空度，利用水平仪实时监测上部安装平台的水平度，反馈给中控系统；中控系统收集真空计和水平仪实时监测数据，通过分析与判断双壁桶型机构负压值、倾斜度与沉贯速度，调整单舱控制阀门、流量控制阀门控制不同双壁桶型机构沉贯姿态和倾斜度，使桶型基础结构整体平稳下沉。本技术的有益效果是：本技术在导管架下端安装双壁桶型机构，增加顶面与土体的接触面积，提高双壁桶型机构承载力，同时提高抗倾覆能力。本技术针对海上电气平台自重大且二次加载的特点，为避免二次加载引起的大量沉降，采用超载预压的措施，减小二次加载时的沉降量；针对海床表层淤泥质土沉降量大、变形大的特点，采用长时间保持负压的方法，形成人工强制排水固结，以减小土体后期变形和沉降。本技术针对海床面不平整、地质不均匀而引起的双壁桶型机构安装后倾斜问题，液压调节机构可以根据水平仪进行调平，保证海上电气平台上部组块安装时上部安装平台的安装面是水平的。针对海上电气平台自重大而水平力小的特点，采用加大导管架底部根开的措施，使桶型基础只受压不受拉，减小作用在桶型基础上的循环荷载的幅值，减小运行期不均匀沉降。附图说明图1为实施例的结构示意图。图2为实施例的俯视图。图3为实施例中双壁桶型机构的示意图。图4为实施例中桩腿下端的端部示意图。图中：1、内桶；2、外桶；3、顶盖；4、桩腿；5、水平撑；6、斜撑；7、上部安装平台；8、分舱板；9、真空计；10、单舱控制阀门；11、流量控制阀门；12、水气管道；13、隔板；14、水平仪；15、中控系统；16、液压调节机构。具体实施方式如图1、图2所示，本实施例为一种用于海上电气平台的桶型基础结构，具有导管架、上部安装平台7和双壁桶型机构，其中导管架具有四个分布于四角的桩腿4，桩腿4之间经水平撑5和斜撑6相连，在桩腿4下端接于双壁桶型机构，导管架的上端经液压调平机构连接上部安装平台7。本例中上部安装平台7上设有中控系统15和水平仪14，水平仪14安装于上部安装平台7上部安装面上并于中控系统15电路连接。如图3所示，本实施例中双壁桶型机构具有顶盖3，顶盖3上端面连接桩腿4，顶盖3下端面上接有内桶1和同轴套于内桶1外的外桶2，内桶1直径5m，高10m，外桶2直径10m，高4m。本例中在内桶1内上部设有隔板13，该内桶内部经隔板13分隔成上下分布的上部腔室和下部腔室，下部腔室内经分舱板8分隔成若干舱室，舱室下端连通内桶1下部端口。本实施例中在内桶1的每个舱室内均设有真空计9，舱室经设置于隔板13上的单舱控制阀门10连通内桶1的上部腔室。内桶1的上部腔室经流量控制阀门11、水气管道12连通真空泵，其中流量控制阀门11和水气管道12安装于桩腿4内(见图4)。真空计9、单舱控制阀门10、流量控制阀门11和真空泵均电路连接中控系统15。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海上电气平台的桶型基础结构，其特征在于：具有导管架，导管架的桩腿下端接于双壁桶型机构，导管架顶部设有上部安装平台，上部安装平台上设有水平仪和中控系统，所述上部安装平台与导管架之间设有液压调平机构；/n所述双壁桶型机构具有顶盖，顶盖上端面连接所述导管架的桩腿，顶盖下端面上同轴接有内桶和外桶；/n所述内桶内上部设有隔板，该内桶内部经隔板分隔成上下分布的上部腔室和下部腔室，下部腔室内经分舱板分隔成若干与内桶下端连通的舱室，舱室内设有真空计，舱室经设置于隔板上的单舱控制阀门连通所述上部腔室；所述内桶的上部腔室经流量控制阀门、气水管道连通真空泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于海上电气平台的桶型基础结构，其特征在于：具有导管架，导管架的桩腿下端接于双壁桶型机构，导管架顶部设有上部安装平台，上部安装平台上设有水平仪和中控系统，所述上部安装平台与导管架之间设有液压调平机构；
所述双壁桶型机构具有顶盖，顶盖上端面连接所述导管架的桩腿，顶盖下端面上同轴接有内桶和外桶；
所述内桶内上部设有隔板，该内桶内部经隔板分隔成上下分布的上部腔室和下部腔室，下部腔室内经分舱板分隔成若干与内桶下端连通的舱室，舱室内设有真空计，舱室经设置于隔板上的单舱控制阀门连通所述上部腔室；所述内桶的上部腔室经流量控制阀门、气水管道连通真空泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵生校，俞华锋，赵悦，王永发，何小花，王淡善，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33