一種單樁錨固的海上風電基礎結構的制作方法

本實用新型涉及一種單樁錨固的海上風電基礎結構。

背景技術：

風能作為綠色清潔可再生能源已受到各國能源開發者的青睞，在海上風電場的建設中，基礎結構是重中之重。海上環境復雜多變，基礎結構的安全性、經濟性與適應性是制約海上風電開發的關鍵因素。

海上風電基礎結構型式多種多樣，包括多樁導管架、單樁、三腳架基礎、重力式基礎、筒形基礎以及漂浮式基礎等。目前采用最廣泛的基礎型式是單樁基礎，單樁基礎通常由單根大直徑鋼管構成，下部深入土中，提供承載力；中部浸于水中承受波浪海流潮汐等長期循環作用；上部通過連接段與風機塔筒相連。單樁基礎主要承受風浪流等水平荷載作用，在設計中需要重點考慮其水平承載性能，由于其整體剛度相對較小，樁身位移往往較大，且在波浪、風荷載作用下的結構動力響應較大，容易產生疲勞損傷甚至失效。隨著海上風電規模化的開發，風力機組單機容量越來越大，樁的直徑和壁厚將會顯著增加，既增加了成本，也增加了施工難度。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種結構新穎的單樁錨固的海上風電基礎結構，有效增強結構抵抗彎矩的能力和承載能力，提高經濟效益。

本實用新型采用以下方案實現：一種單樁錨固的海上風電基礎結構，包括下端嵌入海床中上端位于海平面之上的鋼管單樁，所述鋼管單樁上端安裝有風機塔筒，所述鋼管單樁周部設置有嵌固于海床巖體中的錨固件，錨固件的錨頭固定于鋼管單樁上。

進一步的，所述錨固件為錨桿或錨索，錨固件的錨頭焊接固定于鋼管單樁上或者通過鋼管單樁內部的錨具進行固定。

進一步的，所述鋼管單樁外周壁設置有可供錨固件錨頭穿過的穿孔。

進一步的，所述錨固件與鋼管單樁之間的夾角為0°~90°。

進一步的，所述錨固件沿鋼管單樁軸向層級分布，并且每層設置至少兩個錨固件。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型單樁錨固的海上風電基礎結構對單樁進行錨固，在鋼管單樁受到外力作用時，錨固件將外力傳遞到周邊的巖體之中，增強結構抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，提高基樁的水平承載性能，提高樁身整體穩定性，降低基樁在動荷載作用下的動力響應，從而到達有效減少鋼管單樁直徑、厚度及長度的目的，可降低工程造價，提高結構安全性，且具有較大的經濟效益。

為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1構造示意圖；

圖2是本實用新型實施例2構造示意圖；

圖中標號說明：1- 鋼管單樁、2-錨固件、3-法蘭盤；4-風機塔筒、5-錨具。

具體實施方式

如圖1示出本實用新型實施例1，一種單樁錨固的海上風電基礎結構，包括下端嵌入海床中上端位于海平面之上的鋼管單樁1，所述鋼管單樁1上端經法蘭盤安裝有風機塔筒4，所述鋼管單樁1周部設置有嵌固于海床巖體中的錨固件2，錨固件2的錨頭固定于鋼管單樁上。

本實用新型對單樁進行錨固，將錨固件的一端固定于巖體中，另一端與鋼管單樁錨結，在鋼管單樁受到外力作用時，錨固件通過注漿體與土體之間的側摩阻力將外力傳遞到周邊的巖體之中，增強結構抵抗彎矩的能力，減小樁身位移，提高基樁的水平承載性能，提高樁身整體穩定性，降低基樁在動荷載作用下的動力響應，從而到達有效減少鋼管單樁直徑、厚度及長度的目的，可降低工程造價，提高結構安全性，且具有較大的經濟效益。

在本實施例中，所述錨固件2為錨桿或錨索，錨固件2的錨頭焊接固定于鋼管單樁上或者通過鋼管單樁內部的錨具5進行固定，錨固件的材料采用鋼材，但不限于此，也可以使用碳纖維、玻璃鋼等抗拉強度強的材料。

在本市實施中，所述鋼管單樁1外周壁設置有可供錨固件2錨頭穿過的穿孔。

在本實施例中，所述錨固件與鋼管單樁之間的夾角為0°~90°且不為0°。

在本實施例中，所述錨固件沿鋼管單樁軸向層級分布，層數至少兩層并且每層設置至少兩個錨固件。

該單樁錨固的海上風電基礎結構具體施工過程：首先預制帶穿孔的鋼管單樁；然后將預制好的鋼管單樁打入海床中至指定的深度；再清理鋼管單樁內土體到一定深度；接著進行錨孔的定位并鉆孔；然后將錨桿或錨索組裝安放直錨孔中并注漿；最后進行錨頭的錨固。

如圖2示出本實用新型實施例2，本實施例與實施例1的區別在于，錨固件與鋼管單樁之間的夾角為0°，即錨固件與鋼管單樁平行，錨固件的錨頭焊接固定于鋼管單樁上或者通過鋼管單樁內部的錨具進行固定，錨固件下端由鋼管單樁下端穿過并嵌固于海床的巖體中。

上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。