本发明专利技术公开一种用于海上风电筒型基础的助浮平压防裂装置及方法，装置包括浮箱、气囊、缆绳、侧钩和套环；所述浮箱两两相邻的侧边均通过所述缆绳相互连接形成浮箱链，每个所述浮箱的同一侧面均设置有所述气囊；所述浮箱链首尾两端的浮箱外侧边上均交错设置有所述侧钩；所述浮箱内部由上腔体和下腔体组成，筒型基础在沉垫上浇筑完成后，通过所述侧钩和套环将浮箱链围绕设置于所述筒型基础的四周。该装置可应用于多边形筒形基础在拖航前的起浮过程中，该装置能有效降低整体结构的重心，提供额外的浮力，从而保证起浮过程的平稳。从而保证起浮过程的平稳。从而保证起浮过程的平稳。
【技术实现步骤摘要】
一种筒型基础助浮平压防裂装置及方法
[0001]本专利技术涉及海上风电
，尤其是一种筒型基础助浮平压防裂装置及方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着海洋岩土工程的长期实践及理论发展，越来越多的海上风电机组采用了筒形基础结构。相对于传统桩基，筒型结构可采用气浮拖航与负压下沉，且具备整机“一步式”安装功能，因此海上作业周期短，且具备良好的抗倾覆能力。目前已实施的筒型基础几乎都采用圆形截面。近期，部分学者建议采用多边形的筒型基础结构。多边形筒型基础结构与圆形筒型基础在传力与承载方面相差无几，但多边形筒型基础为多个等尺寸直立筒壁，其可采用多个装配式结构组合而成，极大地降低了预制难度，并提高装配效率高。
[0003]然而，多边形筒形基础在气浮拖航前的起浮准备阶段，由于其非完全对称性，相比于完全对称的圆柱形筒形基础而言稳定性要差，在起浮时容易发生较大程度的倾斜，威胁结构安全；此外，直立筒壁与圆弧形筒壁相比，筒壁对内外压差的承受能力也有差异，直立筒壁更易开裂。因此，有必要提出一种针对多边形筒形基础的助浮和平压防裂装置，以保证多边形筒形基础的气浮拖航安全。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种筒型基础助浮平压防裂装置及方法，该助浮平压防裂装置可保证多边形筒型基础在起浮过程中的稳定性，不易倾覆，同时可平衡筒形基础的侧壁内外压差，保证多边形筒型基础起浮过程的整体稳定和拖航过程的结构安全。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种用于海上风电筒型基础的助浮平压防裂装置，包括浮箱、气囊、缆绳、侧钩和套环；所述浮箱两两相邻的侧边均通过所述缆绳相互连接形成浮箱链，每个所述浮箱的同一侧面均设置有所述气囊；所述浮箱链首尾两端的浮箱外侧边上均交错设置有所述侧钩；所述浮箱内部由上腔体和下腔体组成，筒型基础在沉垫上浇筑完成后，通过所述侧钩和套环将浮箱链围绕设置于所述筒型基础的四周。
[0007]进一步的，所述筒型基础为多边形结构，所述浮箱个数与所述筒型基础的边数一致。
[0008]进一步的，浮箱之间通过3～5根缆绳相连。
[0009]此外本专利技术提供一种海上风电筒型基础的助浮平压防裂施工方法，包括以下步骤：
[0010](1)施工开始前，浮箱处于未充水的漂浮状态，气囊处于未充气状态，利用拖船将浮箱拖至筒型基础附近，用缆绳将浮箱两两相连构成浮箱链并漂浮于水面上；
[0011](2)向浮箱链的每个浮箱的下腔体中充水，由于下腔体充水后比上腔体质量重，构成浮箱链的所有浮箱均旋转立起并悬浮于水中；
[0012](3)拖动浮箱链两端，使浮箱链靠近筒型基础并形成包围圈，每个浮箱与筒型基础的一条边对齐，并使浮箱链两侧的侧钩相互靠近；
[0013](4)用套环套住所述浮箱链两端的侧钩，使浮箱整体结构首尾相连；
[0014](5)向气囊内充气，随着气囊充气膨胀，缆绳张紧，气囊对筒型基础的侧壁形成压力，用于筒型基础的内外壁压差，同时所有浮箱对筒型基础形成环箍，为筒型基础结构提供浮运稳定性；
[0015]与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
[0016]1.本专利技术助浮平压防裂装置可应用于多边形筒形基础在拖航前的起浮过程中，该装置能有效降低整体结构的重心，提供额外的浮力，从而保证起浮过程的平稳；
[0017]2.本专利技术装置内的气囊结构紧贴多边形筒形基础的侧壁，提供额外的压力，缓解多边形筒形基础侧壁上由于舱内充气和液面差导致的内外不平衡压力，减小侧壁开裂的可能性。此外，该装置设计简单，施工快捷，气囊、浮箱等均可重复利用，运用前景良好。
附图说明
[0018]图1是本专利技术装置的浮箱在未充水时漂浮状态下的俯视结构示意图；
[0019]图2a和图2b分别是图1中A
‑
A向和B
‑
B向的剖视结构示意图；
[0020]图3是对本专利技术箱体的下腔体内充水时箱体旋转状态示意图；
[0021]图4是拖动浮箱链两端靠近筒型基础的状态示意图；
[0022]图5是浮箱整体结构首尾相连后的状态示意图；
[0023]图6是对气囊充气后的状态示意图；
[0024]图7是本专利技术装置应用状态下与筒型基础内外壁压力分布示意图；
[0025]附图标记：1、浮箱；1
‑
1、上腔体；1
‑
2、下腔体；2、气囊；3、缆绳；4、侧钩；5、沉垫；6、筒型基础；7、套环；
具体实施方式
[0026]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]如图1至图7所示，本专利技术提出一种用于海上风电筒型基础的助浮平压防裂装置，由浮箱1、气囊2、缆绳3、侧钩4、沉垫5、六边形筒型基础6；套环7组成，其中浮箱1为腔体结构，由上腔体1
‑
1和下腔体1
‑
2构成。
[0028]本实施例中多边形筒型基础俯视图外轮廓为正六多边形，边长16m，高15m；浮箱长15m，宽2m，高10～14米，内部中空且分成两个长方体空腔，每个浮箱1外部的相同一个侧面上紧密排列有9个气囊2，共设置有6个浮箱1，浮箱1两两相邻的侧边均通过4根缆绳3相连形成浮箱链，首尾两个浮箱1的侧壁上分别交错布置有4个侧钩4。沉垫5布置于海底，六边形筒型基础6结构在沉垫上浇筑施工，浇筑完成后，开始安装实施本装置，具体的施工步骤如下：
[0029]步骤1：施工开始前，浮箱1处于未充水的漂浮状态，气囊2处于未充气状态，利用拖船将浮箱拖至多边形筒型基础6附近，用缆绳3将浮箱两两相连构成浮箱链并漂浮于水面上；
[0030]步骤2：向所述浮箱链的每个浮箱1的下腔体1
‑
2中充水，此时由于下腔体充水后比
上腔体1
‑
1质量重，构成所述浮箱链的所有浮箱均旋转90
°
立起并悬浮于水中；
[0031]步骤3：拖动所述浮箱链两端，使其靠近多边形筒型基础6并形成包围圈，每个浮箱1与多边形筒型基础的一条边对齐，并使所述浮箱链两侧的侧钩4相互靠近；
[0032]步骤4：用套环7套住所述浮箱链两端的侧钩4，使所述浮箱1整体结构首尾相连；
[0033]步骤5：向气囊2内充气，随着所述气囊充气膨胀，缆绳3张紧，气囊2对多边形筒型基础6的侧壁形成压力，用于平衡多边形筒型基础6的内外壁压差，同时6个浮箱1对筒型基础形成环箍，为所述筒型基础结构提供浮运稳定性；
[0034]本专利技术并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本专利技术的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本专利技术的保护范围之本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于海上风电筒型基础的助浮平压防裂装置，其特征在于，包括浮箱、气囊、缆绳、侧钩和套环；所述浮箱两两相邻的侧边均通过所述缆绳相互连接形成浮箱链，每个所述浮箱的同一侧面均设置有所述气囊；所述浮箱链首尾两端的浮箱外侧边上均交错设置有所述侧钩；所述浮箱内部由上腔体和下腔体组成，筒型基础在沉垫上浇筑完成后，通过所述侧钩和套环将浮箱链围绕设置于所述筒型基础的四周。2.根据权利要求1所述一种用于海上风电筒型基础的助浮平压防裂装置，其特征在于，所述筒型基础为多边形结构，所述浮箱个数与所述筒型基础的边数一致。3.根据权利要求1所述一种用于海上风电筒型基础的助浮平压防裂装置，其特征在于，浮箱之间通过3～5根缆绳相连。4.一种海上风电筒型基础的助浮平压防裂施工方法，基于权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，王孝群，刘润，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：
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