[实用新型]具有真空腔的导管架破冰结构及导管架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有真空腔的导管架破冰结构及导管架，属于破冰结构领域。

背景技术

冰，尤其海冰是高纬度海域海洋结构物设计和安全运营的重要影响因素,海冰在与海洋结构物相互作用时总是要设计成海冰先遭到破坏,我国渤海和黄海北部每年出现不同程度的冰冻，冰荷载是渤海海洋工程结构设计的重要性荷载。

我国渤海风能资源丰富，海上风能发电市场具有广阔的发展前景，但渤海湾属于高纬度寒区，每年冬春季海面都有海冰情况，对结构的影响很大，为保障渤海海上风能资源开发的安全，基于消除海冰对结构的破坏，拟研究一套应用于导管架的收缩型破冰结构。

目前已有的破冰结构大多是固定式，作用于破冰结构的冰力直接传递到导管架杆件上，易使导管架杆件受到冰的反复作用而破坏，亟需研究一套可收缩式的破冰结构，提高导管架杆件的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种具有真空腔的导管架破冰结构，该破冰结构的结构简单，破冰效果好，可以有效地延长导管架的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种具有真空腔的导管架破冰结构，其结构特点是，包括用于套装在导管架杆件浸水面处外壁上的圆筒，设置在圆筒上的球板；所述圆筒与球板之间形成向导管架侧产生负压力的真空腔；所述球板外侧设有环向布置的破冰元件，该破冰元件与球板之间通过多个弹性元件相连而使破冰元件形成可伸缩结构。

本实用新型在圆筒与球板之间形成真空，产生向高桩侧的负压力，同时通过在破冰元件与高桩之间增加弹性元件连接，可以使高桩受到的冰力通过弹性元件消耗掉，并通过优化破冰结构的型式，减少冰对高桩的作用，促进高桩的使用寿命。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

作为一种替换形式，所述球板与圆筒之间直接形成所述真空腔。换句话说，就是取消所述圆筒，直接将球板固定在导管架杆件外壁上，并形成真空腔，也可以达到同样的效果。

所述球板上嵌装有真空阀门。由此通过真空阀门和大功率抽气泵抽空圆筒与球板之间所封闭区域的气体，在圆筒与球板之间形成真空，产生向导管架杆件侧的负压力。

为了提高破冰效果，所述破冰元件的最外端为锥环，锥环的尖端朝外。更优选地，所述圆筒的外壁上装有水平布置的横杆，该横杆穿过真空腔，且横杆的外端相对所述锥环伸出。

优选地，所述弹性元件为弹簧。弹簧优选采用碳合金钢制成。

所述弹簧包括横向伸缩段和竖向伸缩段。由此，破冰元件可以做水平往复运动或上下往复运动，从而提高破冰效果。本实用新型通过在锥环与球板之间增加弹簧连接，可以使导管架杆件受到的冰力通过弹簧消耗掉，并通过优化破冰结构的型式，减少冰对导管架杆件的作用，延长导管架的使用寿命。

为了适应海水环境，所述圆筒和破冰元件外均设有环氧树脂型重防腐涂料层；所述弹性元件外设有聚氨酯漆涂料层。

优选地，所述导管架为三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架。

基于同一个发明构思，本实用新型还提供了一种三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架，所述三桩式导管架包括三根高桩、三根支管和一根主管，该三桩式导管架的主管上设有如上所述的导管架的破冰结构；所述桁架式导管架包括四根高桩、四根支管和一根主管，该桁架式导管架的每个支管上均设有如上所述的导管架的破冰结构；所述门架式导管架包括3-5根高桩、固定在每根高桩顶端的一根支管、以及连接在多根支管顶端的一根主管，该门架式导管架的每根高桩上均设有如上所述的导管架的破冰结构。

优选地，所述三桩式导管架或桁架式导管架或门架式导管架的高桩与支管之间通过灌浆相连或焊接相连；所述高桩为大直径薄壁结构，该高桩的底部伸入海底。

藉由上述结构，本实用新型可以推动海冰区的海上风电的开发利用，加快海上风能发电设备的市场化和商业化，促进海上风能资源大规模商业开发利用，实现我国的减排承诺。

本实用新型通过真空阀门抽空圆筒与球板之间的封闭区域，形成向杆件侧的负压力，使破冰结构与导管架杆件更紧密连接，减少破冰结构与导管架杆件的相互作用力，有效避免了导管架杆件与桩的灌浆破坏，使破冰结构与导管架杆件、钢管桩形成有机的整体。