[实用新型]海上风力发电机组预应力重力式基础

说明书

本实用新型涉及一种海上风力发电机组预应力重力式基础。该重力式基础包括底板、混凝土预制壳体和加强圈梁；混凝土预制壳体内设置有预应力孔道，预应力筋穿入预应力孔道，下端锚固于底板内，上端锚固于加强圈梁内；混凝土预制壳体内部空腔填充压载填料。本实用新型的重力式基础，采用混凝土预制壳体结构，对壳体进行后张法预应力张拉，大幅提高了重力式基础的强度和刚度，显著降低了重力式基础的尺寸和重量，防海水腐蚀效果好，节省钢材，陆上预制方式建造，海上现场安装工作量小，节省施工时间和费用，结构整体受波浪和海流作用较小，重心较低，具有良好的稳定性，能够应用于深水海域、大容量风电机组和地质条件为浅覆盖层的海上风电场。

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电机组的基础结构技术领域，尤其是涉及一种海上风力发电机组预应力重力式基础。

背景技术

目前我国海上风电场大部分建设在台风多发海域，所采用的风力发电机组功率越来越大，台风多发区大功率风力发电机组所受到的荷载量级巨大，对基础的刚度和强度要求更高，风机单机容量的增加以及深水域海床地质条件的多样性对海上风电机组的基础结构型式提出新的要求和挑战。

单桩基础是海上风力发电机组基础结构中的主要基础型式之一，但目前单桩基础设计的桩径越来越大，钢材消耗大，我国福建、广东沿海地区存在大范围浅覆盖层岩石地基海床，海域水深超过30米，大直径钢管桩嵌岩施工周期长，成本高，不确定性因素大，单桩基础难以得到应用。

重力式基础是海上风力发电机组基础结构中的另一种主要基础型式，它主要依靠基础及压载物重量抵抗上部风机荷载和外部环境荷载产生的倾覆力矩和滑动力，使基础和风机塔架结构保持稳定。重力式基础结构部分通常为钢筋混凝土结构物，节省钢材，经济效果好，采用陆上预制方式建造，不需要海上打桩作业，海上现场安装工作量小，节省施工时间和费用。

但传统的重力式基础由于体积和自重庞大，波浪和海流对基础产生的荷载占比显著，导致传统的重力式基础一般只适用于水深不超过10米的浅水海域；同时，传统的重力式基础对天然地基承载力要求较大，一般只适用于坚硬的砂土或岩石地基，无法应用于浅覆盖层地质条件的海域。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的至少在于提供一种具有适用大容量风机和深水海域、施工简便、成本低等优点的海上风力发电机组预应力重力式基础。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型的一个实施方式提供一种海上风力发电机组预应力重力式基础，包括底板、位于底板上的混凝土预制壳体和位于混凝土预制壳体顶部的加强圈梁；所述混凝土预制壳体内设置有预应力孔道，预应力筋穿入所述预应力孔道，下端锚固于底板内，上端锚固于加强圈梁内；所述混凝土预制壳体内部空腔填充有压载填料。

在一个实施方式中，所述混凝土预制壳体包括上部的圆柱段壳体、下部的圆锥段壳体以及在圆柱段壳体和圆锥段壳体之间光滑过渡的圆弧过渡段壳体。

在一个实施方式中，所述底板内埋设有预应力筋的固定端锚具；所述加强圈梁内部埋设有预应力锚栓、环形锚垫板和预应力筋的张拉端锚具；所述预应力锚栓沿所述环形锚垫板的圆周中心线均匀布置内外两圈；所述张拉端锚具沿所述环形锚垫板的圆周中心线均匀布置一圈，用于将所述预应力筋锚固在所述环形锚垫板上；所述环形锚垫板开设有与所述预应力锚栓和所述张拉端锚具位置和数目对应的通孔；所述预应力锚栓的上端通过螺母与风机塔筒底法兰连接，下端通过螺母与所述环形锚垫板连接。

在一个实施方式中，所述加强圈梁的壁厚大于混凝土预制壳体的壁厚。

在一个实施方式中，所述底板为带有悬挑的圆形钢筋混凝土板。

在一个实施方式中，所述压载填料为砂石填料。

在一个实施方式中，所述重力式基础安装在铺设碎石垫层的海床面上，所述碎石垫层下设置有挤密砂桩。