[发明专利]一种筒边桩式海上风电基础

说明书

本发明公开一种筒边桩式海上风电基础，包括筒型结构和桩结构两部分；筒型结构由筒裙、筒顶盖、分舱板、主梁、圈梁、混凝土顶盖、支撑杆和加劲肋组成；筒裙与筒顶盖组成一开口向下的半封闭筒型结构；筒顶盖上沿径向均匀布置有3～12根主梁，沿环向布置有3～6根圈梁；主梁和圈梁上均设有加劲肋，分舱板布置于半封闭筒型结构内并处于主梁和圈梁的正下方，分舱板使半封闭筒型结构内的中心位置形成有正多边形半封闭结构；在正多边形半封闭结构外侧通过分舱板形成有3～12个半封闭结构；筒顶盖上设有混凝土顶盖；桩结构由立桩构成，在主梁外侧端部环向均匀布置有3～12个立桩；立桩下端超出筒裙的高度5～30m；立桩上端与主梁上端面齐平且主梁穿过立桩上端与立桩相连。

技术领域

本发明属于海洋工程的基础结构技术领域，具体是涉及一种采用筒型结构和桩结构组合而成的海上风电基础。

背景技术

风能是可再生能源的重要组成部分，积极地开发风能对于改善能源系统结构、缓解能源危机、保护生态环境具有深远意义。随着风电技术逐渐由陆上延伸到海上，海上风力发电已经成为世界可再生能源发展领域的焦点。进入新世纪以来，我国海上风电发展态势迅猛，逐渐成为我国应对能源供应和能源安全问题的一项重要举措，海上风力发电已经进入了一个快速发展的阶段。

海上风电基础结构处于复杂的海洋环境中，极易受到各种海洋环境荷载的灾害性作用，从而影响基础结构的安全性。因此，根据海域地质、海洋环境等因素选择不同的基础形式就成了风电工程设计中极为重要的一项任务。

创新基础结构形式，保证风电基础结构安全是海上风电场建设的关键。传统的基础形式有钢管桩基础、重力式基础、导管架基础、多桩承台基础、筒型基础和浮式基础等。其中，钢管桩基础和导管架基础的施工工艺复杂，运输安装需要大型设备配合运输及吊装，成本高。重力式基础整体依靠结构自重以及填料和压载抵抗环境荷载，从而维持结构稳定。其施工简单，填料及压载材料成本低，但其对地基的地质要求较高。

筒型基础结构形式简单，运输安装方便，承载能力强，可实现一步式安装，同时筒裙抗滑移稳定性较高，适应范围较广。针对深水大容量风机时，由于弯矩荷载的增加，导致筒裙的直径不断增加，使得基础结构的受力条件恶化，安装的难度增大；针对表层有较厚淤泥质地基时，筒裙高度需要做的比较大或筒直径做的比较大，才能有效的控制整个基础的不均匀沉降。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种筒边桩式海上风电基础，在降低基础建造费用情况下，保证整个风机结构的设计变形要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种筒边桩式海上风电基础，包括筒型结构和桩结构两部分；所述筒型结构由筒裙、筒顶盖、分舱板、主梁、圈梁、混凝土顶盖、支撑杆和加劲肋组成；筒裙与筒顶盖组成一开口向下的半封闭筒型结构；筒顶盖上沿径向均匀布置有3～12根主梁，沿环向布置有3～6根圈梁；所述主梁和圈梁上均设有所述加劲肋，所述分舱板布置于上述半封闭筒型结构内并处于主梁和圈梁的下方，分舱板使半封闭筒型结构内的中心位置形成有由3～12个边组成的正多边形半封闭结构；在正多边形半封闭结构各竖直边位置的外侧通过所述分舱板形成有3～12个半封闭结构；所述筒顶盖上设有所述混凝土顶盖；

所述桩结构由立桩构成，在主梁外侧端部环向均匀布置有3～12个立桩；立桩下端超出筒裙的高度5～30m；立桩上端与主梁上端面齐平且主梁穿过立桩上端与立桩相连；立桩与筒裙、筒顶盖、混凝土顶盖相交；相交部分立桩桩身内不设置筒裙，立桩桩顶不设置筒顶盖和混凝土顶盖以保持立桩内部上下贯通。

进一步的，所述主梁、圈梁均由工字钢构成。

进一步的，筒裙、筒顶盖、分舱板、主梁、圈梁、加劲肋均为钢质结构，通过焊接连接为一整体；混凝土顶盖浇筑于筒顶盖上，并将主梁、圈梁和加劲肋埋入混凝土中。

进一步的，所述立桩为两端开口的钢制管状结构。