[发明专利]具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构及施工方法

权利要求书

1.具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构，该基础结构包括由上至下依次连接的风机塔筒、过渡段塔筒、斜腿支撑和裙式吸力桶，其特征在于：在裙式吸力桶上环向布置有若干均匀分布且嵌入岩石层的锚杆，并通过安装在裙式吸力桶上的锚固张拉装置向锚杆施加预应力，以防止裙式吸力桶倾斜；所述风机塔筒上安装有加速度传感器和主控设备，其中加速度传感器用于记录风机塔筒的加速度，并将该信号传递给主控设备，主控设备接收信号后通过控制锚固张拉装置从而调整锚杆的预张力，确保基础结构的整体稳定性；

所述各锚杆在嵌入岩石层内的端部注浆形成嵌岩锚固端；

沿风机塔筒高度方向间隔布置多个加速度传感器。

2.根据权利要求1所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构，其特征在于：所述裙式吸力桶顶部对称设置有负压电磁阀门，通过安装驳船施加负压，将裙式吸力桶贯入软土层中。

3.根据权利要求1所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构，其特征在于：所述各锚杆以裙式吸力桶的中心点呈中心对称布置，并且锚杆与所述裙式吸力桶之间呈固定夹角。

4.根据权利要求1所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构，其特征在于：所述各锚杆与斜腿支撑一一对应设置，且对应设置的锚杆与斜腿支撑在水平面上的投影在一条直线上。

5.根据权利要求1所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构，其特征在于：所述锚固张拉装置包括用于连接锚杆的锚具、用于调节锚杆预应力的张拉装置，锚固张拉装置受主控设备控制，用于调整锚杆预张力。

6.根据权利要求1所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构，其特征在于：所述过渡段塔筒与所述风机塔筒之间通过基础顶法兰固定连接。

7.一种如权利要求1~6任一项所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

裙式吸力桶自重下沉：安装驳船将裙式吸力桶吊装至规定位置的海床平面，连接负压电磁阀门与驳船的真空泵，打开负压电磁阀门，依靠裙式吸力桶自重贯入软土层；

裙式吸力桶负压贯入：裙式吸力桶自重贯入稳定后，开启真空泵施加负压，逐步增加裙式吸力桶内的负压，并维持负压一段时间，使裙式吸力桶贯入至规定深度，关闭负压电磁阀门；

钻孔注浆和锚杆植入：通过钻孔设备对岩石层进行钻孔，在钻孔部位植入锚杆，嵌入具备较高承载力的深层基岩，随后注入高强灌浆材料填充空隙，使其形成嵌岩锚固端；

锚杆连接和预应力施加：嵌岩锚固端和裙式吸力桶安装完成后，将锚杆通过锚固张拉装置，固定安装在裙式吸力桶上，调整两者相对位置，利用对称分布的锚固张拉装置施加锚杆的预应力，保证裙式吸力桶水平受力平衡；

风机吊装和固定：使用驳船吊装海上风机的塔筒，将其与过渡段塔筒对中，基础顶法兰将过渡段塔筒和风机塔筒通过锚栓固定在一起；

风机主动控制：通过加速度传感器对风电场的风浪荷载和风机工作频率进行监测，确定合适的基础刚度和自振频率，通过主控设备对裙式吸力桶顶部的锚固张拉装置进行主动控制调节，保证整体结构的稳定性。

8.根据权利要求7所述的具有主动控制系统的海上风机复合裙式基础结构的施工方法，其特征在于：在裙式吸力桶顶部增加配重，以增大裙式吸力桶自重下沉过程中的贯入速度和深度。