[发明专利]一种附加粘滞阻尼器的海上风电导管架结构

说明书

一种附加粘滞阻尼器的海上风电导管架结构涉及海上风电领域，包括四个以风机塔筒为中心均匀分布的导管架腿柱，导管架腿柱由上至下向外倾斜设置成方锥形结构，用于支撑风机的过渡连接段与导管架腿柱顶端通过与粘滞阻尼器串联的斜撑杆件固定，任意相邻的两个作为主支撑的导管架腿柱之间通过沿高度方向设置的多个斜撑组连接成整体，斜撑组由两个与粘滞阻尼器串联的斜撑杆件采用焊接方式交叉设置组成。斜撑组及用于固定过渡连接段的与粘滞阻尼器串联的斜撑杆件中的粘滞阻尼器一端为法兰盘，斜撑杆件一端铸有法兰盘，二者通过螺栓相连接；粘滞阻尼器的另一端为活塞杆，与斜撑杆件的另一端分别与导管架腿柱焊接连接。本发明以较低成本显著提高抗振性能。

技术领域

本发明涉及海上风电领域，具体来说是一种附加粘滞阻尼器的海上风电导管架结构。

背景技术

现如今，因石油、煤炭等化石燃料日益枯竭而导致的能源危机不断加剧，以及因大量燃烧化石燃料所引发的环境污染和气候变化问题也愈发严重，世界各国家和地区纷纷将开发利用可再生的清洁能源作为能源发展战略的重要组成和实现可持续发展的重要方法。根据发展改革委和国家能源局对外发布的相关文件，明确到2030年，我国新增能源需求将主要依靠清洁能源满足。海上风电具有风能资源丰富且质量高、对环境友好以及适宜大规模开发等特点，因此促进海上风电产业的发展正是实现上述目标的有效途径之一。从当前我国已建成和待建设的海上风电项目来看，其中很大一部分海上风电场位于地震带附近，存在着潜在的高震害风险。因此，通过对海上风机进行合理的抗振设计以实现在保证海上风电设备及其支撑结构安全的同时将成本费用的增幅控制在一定范围内的预期是非常重要的。在基础型式各异的海上风机中，导管架式海上风机因其结构简单、整体刚度大、适用于各种土质以及海上安装工作量小等优点而得到了广泛关注和应用。目前实际工程中常见的海上风电导管架结构在设计时缺乏明确的抗振设计规范及行业标准，通常只采取一些作用十分有限的应对措施，然而复杂的海洋环境中往往会发生一些无法预测的灾变行为，仅应用这些措施来抵御罕遇的暴风和强震等极端环境载荷作用无疑是成本巨大且收效甚微的。

传统的抗振方法完全依靠结构自身吸收载荷输入的振动能量，构件在载荷往复作用下容易发生损伤，且振后维修费用高昂。随着对抗振机理的深入了解以及抗振技术的迅速发展，耗能减振已成为抗振技术的一个发展趋势，而耗能减振结构体系的实现则主要依靠简便实用的耗能减振装置。粘滞阻尼器是一种与速度相关的耗能减振装置，主要由缸体、活塞、活塞杆、粘滞流体、密封衬套等部分组成，具有构造简单、环境影响小、价格低廉、便于施工等优点，在土木工程领域有着广泛的使用。在风载荷或弱震作用时，粘滞阻尼器处于刚弹性状态，结构体系具有足以满足正常使用要求的抗侧向刚度；当出现暴风或强震时，随着结构受力和变形的不断增大，粘滞阻尼器率先进入非弹性变形状态，产生较大的阻尼力，大量消耗输入结构的振动能量，迅速衰减主体结构的动力反应，避免结构体系出现明显的弹塑性状态，从而确保主体结构的安全使用。

粘滞阻尼器的缸体是由一个无缝的圆柱形整体钢管组成的具有较高强度和刚度的高压密闭容器，通过在缸体与活塞杆的接触位置处设置密封衬套，使粘滞阻尼器的内部形成一个与外界环境相隔绝的空腔，不仅能够有效防止粘滞流体外渗以避免出现漏油失效现象，还能保护其中的金属构件免于锈蚀以满足在役期间的使用要求。粘滞阻尼器所具有的这种优良的密封性能为其在海洋环境中的推广应用提供了技术上的可行性，因此可以预见粘滞阻尼器在海洋工程领域的发展前景将十分广阔。

基于上述背景技术存在的问题以及现有的耗能减振装置，现需一种可承受暴风和强震等极端环境载荷的冲击振动的海上风电导管架结构。

发明内容

本发明的目的是：对现有技术的海上风电导管架结构进行实质性改进，提供一种可承受暴风和强震等极端环境载荷作用的附加粘滞阻尼器的海上风电导管架结构。