一种桁架组合式钢混筒型风电基础制造技术

本发明专利技术公开了一种桁架组合式钢混筒型风电基础，包括钢包混凝土筒裙；钢包混凝土筒裙的上方，浇筑设置有钢筋混凝土梁系结构；钢筋混凝土梁系结构的顶部中心位置，固定连接垂直分布的钢包混凝土直立过渡段；钢包混凝土直立过渡段的顶部与钢制直立过渡段的底部相连；钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段为中空的圆柱形结构，内置桁架结构；钢包混凝土直立过渡段的顶端开口；钢制直立过渡段的上下两端分别开口；钢包混凝土筒裙、钢包混凝土直立过渡段、钢制直立过渡段和桁架的中心点，位于同一中心轴线上。本发明专利技术公开的桁架组合式钢混筒型风电基础，能够满足在深水区进行大兆瓦风力发电机的安装要求，具有较高的抗弯刚度以及良好的抗倾覆能力。

【技术实现步骤摘要】
一种桁架组合式钢混筒型风电基础
本专利技术涉及海上风电基础结构
，特别是涉及一种桁架组合式钢混筒型风电基础。
技术介绍
风能是取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源。与传统化石燃料相比，风能使用清洁，成本较低，具有开发范围广、安全、能源永不耗竭等优势。相比于陆上风电，海上风电具有风速大、湍流度低、不占耕地等优势。现代的风力发电机组，主要包括风电基础和设置在风电基础上部的塔筒及顶部的风力发电机，而保证风力发电机组安全和正常运行的关键在于：支撑风力发电机的风电基础。风电基础，通常包括塔筒以下用于支撑塔筒及风力发电机的基础结构；目前，我国的海上风电基础，多采用桩基础或复合桩基础，设计简单，安装工艺成熟，但是，受横向荷载(风、浪、流)的水平形变较大。随着国家对海上风电的大力支持，我国海上风电发展驶入快车道。目前，近海区风能资源开发已趋于饱和。为实现更高的产出，未来海上风电必将向深水、大容量发展。在深水区(例如水深超过40m)进行大兆瓦(例如装机容量大于8MW)风力发电机的安装条件时，要求海上风电基础具有较大的承载力，且对结构的荷载传递方式提出更高要求。但是，对于传统的海上风电基础，其无法满足在深水区(例如水深超过40m)进行大兆瓦(例如装机容量大于8MW)风力发电机的安装要求，在深水区(例如水深超过40m)和大兆瓦(例如装机容量大于8MW)风力发电机的安装条件下，存在抗弯刚度不够、抗倾覆能力不足等问题。因此，目前迫切需要开发出一种技术方案，可以解决以上问题。专利技术内容本专利技术的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供桁架组合式钢混筒型风电基础。为此，本专利技术提供了一种桁架组合式钢混筒型风电基础，其包括水平放置的钢包混凝土筒裙；其中，钢包混凝土筒裙的上方，浇筑设置有钢筋混凝土梁系结构；钢筋混凝土梁系结构的顶部中心位置，固定连接有垂直分布的钢包混凝土直立过渡段；钢包混凝土直立过渡段的顶部，与钢制直立过渡段的底部相连接；其中，钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段为中空的圆柱形结构；钢包混凝土直立过渡段的顶端开口；钢制直立过渡段的上下两端分别开口；钢包混凝土直立过渡段的顶部和钢制直立过渡段的底部相连通；钢包混凝土筒裙、钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的中心点，位于同一中心轴线上。优选地，钢包混凝土筒裙，包括内部中空的、正六棱柱形状的钢包混凝土筒裙主体；该钢包混凝土筒裙主体，是由混凝土浇筑制成的混凝土主体；该钢包混凝土筒裙主体的内外两侧表面，均包裹有钢壳；位于该钢包混凝土筒裙主体顶部的钢壳，与一层水平分布的支撑钢板相焊接。优选地，钢包混凝土筒裙内部，固定设置有多个筒裙内分舱板；多个筒裙内分舱板，用于将钢包混凝土筒裙，分为呈蜂窝状的多个中空的舱室；其中，筒裙内分舱板为钢板，其与钢包混凝土筒裙主体的底部内侧的钢壳相焊接；对于钢包混凝土筒裙，支撑钢板的底面与筒裙内分舱板的顶部相焊接；其中，支撑钢板的顶部四周边缘，环绕地焊接有一圈向上突起的钢制围挡板；钢筋混凝土梁系结构，浇筑在该钢制围挡板内侧。优选地，钢包混凝土直立过渡段，整体是圆柱形，包括内部中空的钢包混凝土直立过渡段主体；该钢包混凝土直立过渡段主体，是由混凝土浇筑制成的混凝土主体；该钢包混凝土直立过渡段主体的四周混凝土侧壁的内外两侧表面，固定包裹有钢壳；钢制直立过渡段的整体，是圆柱形的钢制结构；钢制直立过渡段的底部焊接有法兰，钢包混凝土直立过渡段的顶部焊接有法兰；钢制直立过渡段底部的法兰和钢包混凝土直立过渡段顶部的法兰，通过多根螺栓对应穿过法兰上的通孔固定连接。优选地，钢筋混凝土梁系结构，包括正六棱柱形状的混凝土主体内，该混凝土主体内设置有钢筋结构；钢筋结构，包括多根预应力钢筋以及钢筋网；支撑钢板的顶部，与钢筋混凝土梁系结构内预埋的钢筋网相焊接。优选地，钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的内部空腔中，安装有垂直分布的钢制内桁架；钢制内桁架的整体，均为钢制结构；其中，钢制内桁架的下部，与钢包混凝土直立过渡段的四周混凝土侧壁内侧面的钢壳相焊接；钢制内桁架的中部和上部，与钢制直立过渡段的内侧面相焊接。优选地，钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的外壁，环绕安装有钢制外桁架；钢制外桁架的整体，为钢制结构；钢制外桁架的中心点，与钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的中心点，位于同一中心轴线上；其中，钢制外桁架的上部，与钢制直立过渡段的下部外壁相焊接；钢制外桁架的中部和下部，与钢包混凝土直立过渡段的四周混凝土侧壁外侧面的钢壳相焊接；钢制外桁架的底部，与钢筋混凝土梁系结构的混凝土主体内设置的钢筋结构相焊接。优选地，钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的内部空腔中，安装有垂直分布的钢制内桁架；钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的外壁，环绕安装有钢制外桁架；钢制内桁架和钢制外桁架的整体，均为钢制结构；钢制外桁架的中心点，与钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的中心点，位于同一中心轴线上；钢制外桁架的底部，与钢筋混凝土梁系结构的混凝土主体内设置的钢筋结构相焊接。优选地，钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的内部空腔中，安装有垂直分布的钢制内桁架；钢制内桁架的整体，均为钢制结构；钢包混凝土直立过渡段上部外侧面的钢壳，分别等间距地与多根钢包混凝土斜支撑梁的顶端相焊接；钢包混凝土斜支撑梁，包括中空的钢管，钢管里面浇筑有混凝土，混凝土填满钢管内部空腔；钢包混凝土斜支撑梁的底端，分别等间距地与钢筋混凝土梁系结构的混凝土主体内设置的钢筋结构相焊接；钢包混凝土斜支撑梁倾斜设置，并且其具有的中部主体部分与水平面的夹角为30°～75°。优选地，钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的内部空腔中，安装有垂直分布的钢制内桁架；钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的外壁，环绕安装有钢制外桁架；钢制内桁架和钢制外桁架的整体，均为钢制结构；钢制外桁架的中心点，与钢包混凝土直立过渡段和钢制直立过渡段的中心点，位于同一中心轴线上；其中，钢包混凝土直立过渡段上部外侧面的钢壳，分别等间距地与多根钢包混凝土斜支撑梁的顶端相焊接；钢包混凝土斜支撑梁，包括中空的钢管，钢管里面浇筑有混凝土，混凝土填满钢管内部空腔；钢包混凝土斜支撑梁的底端，分别等间距地与钢筋混凝土梁系结构的混凝土主体内设置的钢筋结构相焊接。由以上本专利技术提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本专利技术提供了一种桁架组合式钢混筒型风电基础，设计科学，具有较高的抗弯刚度以及良好的抗倾覆能力，能够更好地满足深水大容量风力发电机的安装需求，具有重大的实践意义。经过检验，通过应用本专利技术，可以满足在深水区(例如水深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，包括水平放置的钢包混凝土筒裙(1)；/n其中，钢包混凝土筒裙(1)的上方，浇筑设置有钢筋混凝土梁系结构(3)；/n钢筋混凝土梁系结构(3)的顶部中心位置，固定连接有垂直分布的钢包混凝土直立过渡段(5)；/n钢包混凝土直立过渡段(5)的顶部，与钢制直立过渡段(6)的底部相连接；/n其中，钢包混凝土直立过渡段(5)和钢制直立过渡段(6)为中空的圆柱形结构；/n钢包混凝土直立过渡段(5)的顶端开口；/n钢制直立过渡段(6)的上下两端分别开口；/n钢包混凝土直立过渡段(5)的顶部和钢制直立过渡段(6)的底部相连通；/n钢包混凝土筒裙(1)、钢包混凝土直立过渡段(5)和钢制直立过渡段(6)的中心点，位于同一中心轴线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，包括水平放置的钢包混凝土筒裙(1)；
其中，钢包混凝土筒裙(1)的上方，浇筑设置有钢筋混凝土梁系结构(3)；
钢筋混凝土梁系结构(3)的顶部中心位置，固定连接有垂直分布的钢包混凝土直立过渡段(5)；
钢包混凝土直立过渡段(5)的顶部，与钢制直立过渡段(6)的底部相连接；
其中，钢包混凝土直立过渡段(5)和钢制直立过渡段(6)为中空的圆柱形结构；
钢包混凝土直立过渡段(5)的顶端开口；
钢制直立过渡段(6)的上下两端分别开口；
钢包混凝土直立过渡段(5)的顶部和钢制直立过渡段(6)的底部相连通；
钢包混凝土筒裙(1)、钢包混凝土直立过渡段(5)和钢制直立过渡段(6)的中心点，位于同一中心轴线上。


2.如权利要求1所述的桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，钢包混凝土筒裙(1)，包括内部中空的、正六棱柱形状的钢包混凝土筒裙主体；
该钢包混凝土筒裙主体，是由混凝土浇筑制成的混凝土主体；
该钢包混凝土筒裙主体的内外两侧表面，均包裹有钢壳；
位于该钢包混凝土筒裙主体顶部的钢壳，与一层水平分布的支撑钢板相焊接。


3.如权利要求2所述的桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，钢包混凝土筒裙(1)内部，固定设置有多个筒裙内分舱板(2)；
多个筒裙内分舱板(2)，用于将钢包混凝土筒裙(1)，分为呈蜂窝状的多个中空的舱室；
其中，筒裙内分舱板(2)为钢板，其与钢包混凝土筒裙主体的底部内侧的钢壳相焊接；
对于钢包混凝土筒裙(1)，支撑钢板的底面与筒裙内分舱板(2)的顶部相焊接；
其中，支撑钢板的顶部四周边缘，环绕地焊接有一圈向上突起的钢制围挡板；
钢筋混凝土梁系结构(3)，浇筑在该钢制围挡板内侧。


4.如权利要求1所述的桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，钢包混凝土直立过渡段(5)，整体是圆柱形，包括内部中空的钢包混凝土直立过渡段主体；
该钢包混凝土直立过渡段主体，是由混凝土浇筑制成的混凝土主体；
该钢包混凝土直立过渡段主体的四周混凝土侧壁的内外两侧表面，固定包裹有钢壳；
钢制直立过渡段(6)的整体，是圆柱形的钢制结构；
钢制直立过渡段(6)的底部焊接有法兰，钢包混凝土直立过渡段(5)的顶部焊接有法兰；
钢制直立过渡段(6)底部的法兰和钢包混凝土直立过渡段(5)顶部的法兰，通过多根螺栓对应穿过法兰上的通孔固定连接。


5.如权利要求2所述的桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，钢筋混凝土梁系结构(3)，包括正六棱柱形状的混凝土主体内，该混凝土主体内设置有钢筋结构
钢筋结构，包括多根预应力钢筋以及钢筋网；
支撑钢板的顶部，与钢筋混凝土梁系结构(3)内预埋的钢筋网相焊接。


6.如权利要求1至5中任一项所述的桁架组合式钢混筒型风电基础，其特征在于，钢包混凝土直立过渡段(5)和钢制直立过渡段(6)的内部空腔中，安装有垂直分布的钢制内桁架(7)；
钢制内桁架(7)的整体，均为钢制结构；
其中，钢制内桁架(7)的下部，与钢包混...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，翁珮瑶，郭耀华，江琦，王海军，杨旭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12