本发明专利技术提供了一种装配式海上风电浮动基础结构及其施工方法，包括多个预制好的立柱式分体结构和箱型连接梁，多个立柱式分体结构呈正三角形布置，两个立柱式分体结构间通过箱型连接梁相连，立柱式分体结构上在与箱型连接梁的连接处预留有插口和灌浆舱室，箱型连接梁的两端在与立柱式分体结构的连接处设有限位抗拉连接结构。本发明专利技术降低了加工场地、运输装备的要求；本发明专利技术特有的箱型连接梁装配结构，可直接在海上进行拼装作业，有利于风机基础的大批量流水化生产。批量流水化生产。批量流水化生产。
【技术实现步骤摘要】
一种装配式海上风电浮动基础结构及其施工方法
[0001]本专利技术涉及海上风电开发设备
，具体涉及一种装配式海上风电浮动基础结构及其施工方法。
技术介绍
[0002]我国正处于能源转型的关键阶段，风能作为一种可再生清洁能源，技术日趋成熟，成本不断下降，在我国的新能源开发中扮演着举足轻重的角色。与陆上风力发电相比，海上风力发电具有独特的优势。海上风资源丰富且风速与风向稳定；海上风电场具有不占用土地资源；单机容量大，适合大规模开发。目前，近海固定式风电的开发已经基本实现工业化，一些早期建立的近海风电场正在走入中、后期的开发阶段。但是，对于面向水深超过50米的漂浮式风电开发，无论是国内还是国际都还处于试验研究阶段。从长远来看，随着潮间带及近海区域风电资源开发的日趋饱和，海上风电开发从近海走向深远海是必然趋势，漂浮式海上风电机组结构的研发与设计势在必行。
[0003]漂浮式海上风电机组结构是一种多系统联合的复杂工程装备，由多个子系统构成，主要包含上部风机、中部塔筒、下部漂浮式基础以及系泊系统。其中，漂浮式基础是整个风电机组稳定发电工作的依赖，漂浮式基础的设计是整个装置设计中的重中之重。为满足风力发电机组在深远海环境下的运行需求，漂浮式基础的设计体型通常很大。现有的漂浮式基础设计通常为整体在车间或船坞内进行加工，整体发运至海上机位位置，对加工场地和运输船舶要求很高，不利于风电场建设的批量化生产需求。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种装配式海上风电浮动基础结构及其施工方法。本专利技术降低了加工场地、运输装备的要求；本专利技术特有的箱型连接梁装配结构，可直接在海上进行拼装作业，有利于风机基础的大批量流水化生产。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：包括多个预制好的立柱式分体结构和箱型连接梁，多个立柱式分体结构呈正三角形布置，两个立柱式分体结构间通过箱型连接梁相连，立柱式分体结构上在与箱型连接梁的连接处预留有插口和灌浆舱室，箱型连接梁的两端在与立柱式分体结构的连接处设有限位抗拉连接结构。
[0007]进一步的：所述立柱式分体结构分为两段式结构，上部段结构的截面小于下部段结构的截面，上部段结构和下部段结构均分别与箱型连接梁连接，上部段结构和下部段结构与箱型连接梁的连接处均预留所述插口，所述插口四周连接有所述灌浆舱室，插口的尺寸与箱型连接梁的尺寸相匹配。
[0008]进一步的：所述上部段结构和下部段结构处于基础结构外侧的表面均分别呈圆柱面设置，上部段结构和下部段结构在与箱型连接梁连接的连接侧为平面设置。
[0009]进一步的：所述立柱式分体结构上相邻的两个所述平面设置形成箱型连接梁的安
装定位面，在安装定位面上配置可拆卸的安装定位工具，安装定位工具在箱型连接梁安装过程中起定位和导向作用；所述安装定位工具包括两块相连接的并呈120
°
设置的第一连接板，两块第一连接板的另一端均分别连接有第二连接板，两块第二连接板之间的夹角呈60
°
设置。
[0010]进一步的：所述箱型连接梁的两端在与立柱式分体结构的连接处预留有十字开口，所述下部段结构的灌浆舱室包括在插口两侧、顶部和底部的舱壁上开设有第一灌浆槽，所述箱型连接梁两端的十字开口内布设钢筋，钢筋的端部设置在第一灌浆槽内，第一灌浆槽内灌注混凝土；所述上部段结构的灌浆舱室包括在插口四周的舱壁上开设有第二灌浆槽，所述箱型连接梁两端的十字开口内布设的钢筋的端部设置在第二灌浆槽内，第二灌浆槽内灌注混凝土。
[0011]进一步的：所述立柱式分体结构上具有固定连接的系泊系统，立柱式分体结构内部在灌浆舱室和插口以外的空间，均可设置水密压载舱。
[0012]进一步的：所述立柱式分体结构内预留有连接至灌浆舱室和插口的灌浆通道。
[0013]进一步的：所述箱型连接梁的两端在与立柱式分体结构的连接处预留有剪力键，剪力键在箱型连接梁外壁的四周上垂直于箱型连接梁的轴线布置。
[0014]本专利技术的第二个目的在于：提供一种装配式海上风电浮动基础结构的施工方法，在船坞内预制好如权利要求1所述的立柱式分体结构和箱型连接梁，并利用驳船分体运输至海湾、近海或服役机位进行拼装与灌浆连接，所述施工方法包括如下步骤：
[0015]S1、第一次装配：先利用一条驳船将两个立柱式分体结构进行运载稳定，在驳船上将两个立柱式分体结构上部段结构的插口中对应插入一根箱型连接梁，在箱型连接梁的十字开口内穿入钢筋，钢筋的两端预留在第二灌浆槽内，通过灌浆通道对上部段结构的灌浆舱室进行灌浆；
[0016]S2、在两个立柱式分体结构下部段结构的插口中对应插入另一根箱型连接梁，在箱型连接梁的十字开口内穿入钢筋，钢筋的两端预留在第一灌浆槽内，并通过灌浆通道对下部段结构的灌浆舱室进行灌浆；
[0017]S3、第二次装配：利用另一艘驳船将第三个立柱式分体结构进行运载稳定，并保证三个立柱式分体结构处于三角形布置，在第三个立柱式分体结构与其余两个立柱式分体结构上部段结构的插口中分别中对应插入一根箱型连接梁，在箱型连接梁的十字开口内穿入钢筋，钢筋的两端预留在第二灌浆槽内，并通过灌浆通道对上部段结构的灌浆舱室进行灌浆；
[0018]S4、在第三个立柱式分体结构与其余两个立柱式分体结构下部段结构的插口中分别中对应插入一根箱型连接梁，在箱型连接梁的十字开口内穿入钢筋，钢筋的两端预留在第一灌浆槽内，并通过灌浆通道对下部段结构的灌浆舱室进行灌浆；
[0019]S5、结构整体下水、湿拖与机位安装：基础结构的灌浆强度达到指定强度后，基础结构整体下水，浮运至风机机位，进行系泊系统的安装；其中，系泊系统的锚固工作在结构拖运至风机机位前已经施工完毕。
[0020]进一步的：在第三个立柱式分体结构进行装配前，在第三个立柱式分体结构和另一个需要装配箱型连接梁的立柱式分体结构的插口位置设置安装定位工具，根据安装定位工具的定位和导向功能，对箱型连接梁的位置进行选定，以及在箱型连接梁的插入过程中
对其进行支撑和定位。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0022]1、本专利技术的装配式设计大大降低了对钢结构加工厂、运输安装船舶和码头的要求，降低了施工难度与门槛，为风电场建设批量化生产提供了可靠思路。
[0023]2、本专利技术基于海上装配的设计理念，结构基础型式为半潜型，水深应用范围广，能够同时适用于浅水和深水海域。
[0024]3、立柱式分体结构间通过箱型连接梁在海上进行装配，本专利技术特有的箱型连接梁与分体立柱装配结构以及施工技术手段，有利于进行海上拼装作业。
[0025]4、本专利技术立柱式分体结构中的箱型连接梁的十字形靠口及内部布筋设计，有利于确保灌浆连接后结构力的均匀传递，以及保证连接处强度。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的立体示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：包括多个预制好的立柱式分体结构(1)和箱型连接梁(2)，多个立柱式分体结构(1)呈正三角形布置，两个立柱式分体结构(1)间通过箱型连接梁(2)相连，立柱式分体结构(1)上在与箱型连接梁(2)的连接处预留有插口(4)和灌浆舱室(5)，箱型连接梁(2)的两端在与立柱式分体结构(1)的连接处设有限位抗拉连接结构。2.根据权利要求1所述的一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：所述立柱式分体结构(1)分为两段式结构，上部段结构(8)的截面小于下部段结构(9)的截面，上部段结构(8)和下部段结构(9)均分别与箱型连接梁(2)连接，上部段结构(8)和下部段结构(9)与箱型连接梁(2)的连接处均预留所述插口(4)，所述插口(4)四周连接有所述灌浆舱室(5)，插口(4)的尺寸与箱型连接梁(2)的尺寸相匹配。3.根据权利要求2所述的一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：所述上部段结构(8)和下部段结构(9)处于基础结构外侧的表面均分别呈圆柱面设置，上部段结构(8)和下部段结构(9)在与箱型连接梁(2)连接的连接侧为平面设置(10)。4.根据权利要求3所述的一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：所述立柱式分体结构(1)上相邻的两个所述平面设置(10)形成箱型连接梁(2)的安装定位面，在安装定位面上配置可拆卸的安装定位工具(3)，安装定位工具(3)在箱型连接梁(2)安装过程中起定位和导向作用；所述安装定位工具(3)包括两块相连接的并呈120
°
设置的第一连接板(14)，两块第一连接板(14)的另一端均分别连接有第二连接板(15)，两块第二连接板(15)之间的夹角呈60
°
设置。5.根据权利要求2所述的一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：所述箱型连接梁(2)的两端在与立柱式分体结构(1)的连接处预留有十字开口(7)，所述下部段结构(9)的灌浆舱室(5)包括在插口(4)两侧、顶部和底部的舱壁上开设有第一灌浆槽(11)，所述箱型连接梁(2)两端的十字开口(7)内布设钢筋(12)，钢筋(12)的端部设置在第一灌浆槽(11)内，第一灌浆槽(11)内灌注混凝土；所述上部段结构(8)的灌浆舱室(5)包括在插口(4)四周的舱壁上开设有第二灌浆槽(13)，所述箱型连接梁(2)两端的十字开口(7)内布设的钢筋(12)的端部设置在第二灌浆槽(13)内，第二灌浆槽(13)内灌注混凝土。6.根据权利要求1所述的一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在于：所述立柱式分体结构(1)上具有固定连接的系泊系统，立柱式分体结构(1)内部在灌浆舱室(5)和插口(4)以外的空间，均可设置水密压载舱。7.根据权利要求1所述的一种装配式海上风电浮动基础结构，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：高山，张杰，张学栋，王滨，沈侃敏，陈法波，徐健，
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：发明
国别省市：
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