[发明专利]一种用于海上风电筒型基础的筒内减振、抗倾覆装置

说明书

本发明公开了一种用于海上风电筒型基础的筒内减振、抗倾覆装置，属于海上风电筒型基础抗倾覆领域，解决了现有技术筒型基础抗拔力提升装置结构复杂、施工难度大以及成本高，且无法满足筒型接触的抗倾覆要求的技术问题。该筒型基础包括过渡段、基础盖板和中空钢筒；过渡段设于基础盖板的上方，中空钢筒设于基础盖板的下方，筒内减振、抗倾覆装置设于中空钢筒内部且与基础盖板的底面固定连接；筒内减振、抗倾覆装置包括A类减振器、多个B类减振器和多个横向弹簧，A类减振器位于筒型基础中心正下方，B类减振器位于A类减振器的四周，A类减振器与多个B类减振器通过横向弹簧连接。本发明实现了增加筒型基础抗拔力，降低了基础倾覆风险。

技术领域

本发明涉及海上风电筒型基础抗倾覆技术领域，尤其涉及一种用于海上风电筒型基础的筒内减振、抗倾覆装置。

背景技术

当前世界各国对能源的消耗和需求日益增加，能源问题逐渐成为制约社会发展的突出问题。风能资源，尤其海上风能作为一种清洁可再生能源，为缓解世界能源紧张形势提供了新的方向。我国作为海洋大国，海上风能资源的储量十分丰富。据海上资源调查，我国水深5～25m、高度50m的海上风电开发潜力200GW，水深5～50m、高度70m的海上风电开发潜力500GW，大力发展海上风电也已成为我国能源结构转型的重要一环。

近年来，结合我国近海风力条件和地质特点，一种方便建造施工、抗倾覆能力强、适合多种地基土质的新型海上风电筒型基础被研发及广泛应用于我国沿海的风电开发中。

然而，大型的风机结构在长期风-浪-流的动力荷载作用下将产生极大振动。筒型基础材质多为纯钢结构或者钢混结构，近似刚体，上部结构的振动直接通过筒型基础传递给下部柔性地基土。地基土在长期振动环境下将发生力学强度衰减，造成筒型基础抗拔力的下降。而当筒型基础抗拔力不足时，上部风机结构有产生倾斜甚至倾覆的风险。

针对上述问题，学界及工程界开展了多项研究，目前的加固措施主要思路为以下两种:

思路一：进行上部风电结构优化，减少风电结构振动；但是，随着海上风电的迅速发展，风机容量及尺寸越来越大，仅靠上部风电结构形式的优化来进行减振是远远不足的。

思路二：进行基础抗拔力提升，增加基础抗倾覆能力；现有技术中有的虽增强了基础的抗拔力，但其存在着基础结构形式复杂，施工难度及成本较高等问题；又有的通过固定于筒型基础筒壁外侧的承力环提升抗拔力，但承力环会增大筒型基础下沉过程的下沉阻力，增大筒型基础的下沉难度；还有的通过抗拔钢管桩提升抗拔力，但该方法并未改善地基土振动环境，未降低地基土的力学强度衰减速度，且海上施工困难，造价较高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于海上风电筒型基础的筒内减振、抗倾覆装置，用以解决现有技术中，在提升筒型基础抗拔力时，方案一只进行上部风电机构优化，减少风电结构振动，而无法满足筒型基础减振要求；方案二只进行基础抗拔力提升，但抗拔装置结构复杂，施工难度大及成本高。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种用于海上风电筒型基础的筒内减振、抗倾覆装置，其中，筒型基础包括依次连接的过渡段、基础盖板和中空钢筒；过渡段设于基础盖板的上方，过渡段用于连接风机塔筒，风机塔筒顶部连接有风机叶片；

中空钢筒设于基础盖板的下方，筒内减振、抗倾覆装置设于中空钢筒内部且与基础盖板的底面固定连接；

基础盖板和中空钢筒均下沉入海水中，并与海床土层直接接触；

筒内减振、抗倾覆装置包括A类减振器、多个B类减振器和多个横向弹簧，A类减振器位于筒型基础中心正下方，B类减振器位于A类减振器的四周，A类减振器与多个B类减振器通过横向弹簧连接；

筒内减振、抗倾覆装置用于改善地基土体振动荷载环境，增加筒型基础的抗拔力，降低筒型基础的抗倾覆风险。