本实用新型专利技术提供了一种海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，包括风力发电机支撑柱基础、与风力发电机支撑柱基础连接风力发电机支撑柱和连接左右两侧风力发电机支撑柱的拱肋和下旋杆，下旋杆通过预应力吊杆悬装于拱肋的下方，下旋杆下方悬装风力发电机。将桥梁工程领域拱桥结构和海上风电场风力发电机支撑柱有效结合，通过拱肋、预应力吊杆和下弦杆的共同协作，提高了风力发电机支撑结构整体受力性能，极大降低了支撑材料使用量，实现了单位面积内装机容量三倍以上的增长，极大降低了风电场风力发电机建设成本。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及海上风力发电领域，更具体地，涉及一种海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构。
技术介绍
相对于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机有其自身的优点。水平轴风力发电机机仓放置在高高的塔顶，安装维护不便，而且风力发电机重心高，易翻倒。垂直轴风力发电机组的发电机，齿轮箱在底部，重心低，稳定，维护方便，并且降低了成本。垂直轴风力发电机不需要迎风调节系统，可以接受360度方位中任何方向来风，主轴永远向设计方向转动。垂直轴风力发电机叶片的尖速比要比水平轴的小，气动噪声小，噪音低带来的好处是显而易见的。垂直轴风力发电机相比水平轴风力单位千瓦投资费用降低40%~50%左右，电能输出率更高，应用范围更广，是未来海上风力发电机的趋势之一。海上风电场风力发电机基础具有重心高、承受水平力和弯矩较大等受力特点，且与海床的地质结构情况、海上风和浪的载荷以及海流、冰荷载等诸多因素有关，同时海上施工条件复杂，受安装、施工设备能力的影响很大，设备的使用和调遣费用也非常昂贵。据统计，海上风电基础设计及建造成本约占风电项目总建设费的15%-30%。因此，海上风电机组的基础被认为是造成海上风电成本较高的主要因素之一，大力发展比较经济的基础结构是海上风电场研究开发的重要课题。
技术实现思路
本技术提供一种海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，解决目前海上风力发电机支撑结构整体受力性能弱，建设成本高的技术问题。本技术提供了一种海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，拱桥式支撑结构包括风力发电机支撑柱基础、与风力发电机支撑柱基础连接风力发电机支撑柱和连接左右两侧风力发电机支撑柱的拱肋和下旋杆，下旋杆通过预应力吊杆悬装于拱肋的下方，下旋杆下方悬装风力发电机。进一步地，拱肋与风力发电机支撑柱的连接处设有用于增加强度的钢混结合段，下旋杆的两端分别固定于左右两侧的钢混结合段上。进一步地，钢混结合段上装设有用于维持支撑结构横向稳定的系缆索，系缆索远离钢混结合段的一端固接于深度打入海床的锚桩上。进一步地，风力发电机支撑柱基础包括重力式基础、单桩基础、群桩承台基础、桩承式钢构架基础、桩承式导管架基础或负压桶式基础。进一步地，拱肋包括钢管和浇灌于钢管内用于增强钢管刚度与强度的混凝土填充层。进一步地，拱肋包括抛物线形或双曲线形，拱肋的截面形状包括哑铃形、圆形或矩形。进一步地，锚桩的下端锚头处设有万向铰结构，系缆索采用钢绞线或钢丝进一步地，下旋杆采用桁架梁或钢绞线。进一步地，预应力吊杆采用抗拉强度不低于1670MPa的钢丝或钢绞线。进一步地，下旋杆与风力发电机支撑柱之间设有用于增加连接强度的加劲钢板。本技术的有益效果：本技术海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，将桥梁工程领域拱桥结构和海上风电场风力发电机支撑柱有效结合，通过拱肋、预应力吊杆和下弦杆的共同协作，可实现多个垂直轴风力发电机的一次性安装。同时本技术拱桥式支撑结构，提高了风力发电机支撑结构整体受力性能，能实现了多个垂直轴风力发电机的共用，极大降低了支撑材料的使用量，实现了单位面积内装机容量三倍以上的增长，极大降低了风电场的建设成本。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术实施例海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构的整体结构图；图2是本技术实施例海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构的整体结构侧视图；图3是本技术实施例海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构的整体结构俯视图。附图标记：10、风力发电机支撑柱；20、风力发电机支撑柱基础；30、拱肋；40、下旋杆；50、预应力吊杆；60、钢混结合段；70、垂直轴风力发电机；80、系缆索；90、锚桩。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参照图1至图3，本技术实施例提供了一种海上风电场垂直轴风力发电机70拱桥式支撑结构包括风力发电机支撑柱基础20、与风力发电机支撑柱基础20连接风力发电机支撑柱10和连接左右两侧风力发电机支撑柱10的拱肋30和下旋杆40，下旋杆40通过预应力吊杆50悬装于拱肋30的下方，下旋杆40下方悬装风力发电机。本技术海上风电场垂直轴风力发电机70拱桥式支撑结构，将桥梁工程领域拱桥结构和海上风电场风力发电机支撑柱10有效结合，通过拱肋30、预应力吊杆50和下弦杆的共同协作，可实现多个垂直轴风力发电机70的一次性安装。同时本技术拱桥式支撑结构，提高了风力发电机支撑结构整体受力性能，能实现了多个垂直轴风力发电机70的共用，极大降低了支撑材料的使用量，实现了单位面积内装机容量三倍以上的增长，极大降低了风电场的建设成本。垂直轴风力发电机70包括安装平台、装设于安装平台上的发电机和与发电机连接的风轮叶片。风力带动风轮叶片转动，进而通过传动机构带动发电机进行发电操作。进一步地，拱肋30与风力发电机支撑柱10的连接处设有用于增加强度的钢混结合段60，下旋杆40的两端分别固定于左右两侧的钢混结合段60上。更具体地，所述钢混结合段60采用加强型钢混结合段60，以保证结构刚度和强度。进一步地，钢混结合段60上装设有用于维持支撑结构横向稳定的系缆索80，系缆索80远离钢混结合段60的一端固接于深度打入海床的锚桩90上。更具体地，系缆索80在钢混结合段60的横向两侧各设一根，且左右两侧的钢混结合段60上各设一对系缆索80，以保证支撑结构的横向固定效果。锚桩90打入海床深度需根据支撑结构横向静动力特性来确定。进一步地，风力发电机支撑柱基础20包括重力式基础、单桩基础、群桩承台基础、桩承式钢构架基础、桩承式导管架基础或负压桶式基础。具体应选择那种基础，要结合现场地质水文条件、施工便利性、运营维护和综合经济指标来确定。进一步地，拱肋30包括钢管和浇灌于钢管内用于增强钢管刚度与强度的混凝土填充层。采用钢管和混凝土结合的方式，能进一步增强拱肋30的性能。同时，钢管的成型可在陆地上完成，待钢管搬运至海上风电场现场并安装后，再将混凝土浇灌填充于钢管内，通过此种方式既能保证拱肋30的质量，又大幅降低了施工难度并降低施工成本。进一步地，拱肋30包括抛物线形或双曲线形，拱肋30的截面形状包括哑铃形、圆形或矩形。更具体地，抛物线形和双曲线形的结构设计方程参数需结合支撑结构整体受力性能和美观效果确定。进一步地，锚桩90的下端锚头处设有万向铰结构，系缆索80采用钢绞线或钢丝。更具体地，锚桩90采用冷铸墩头锚，硬度性能更佳。系缆索80采用高强度预应力钢绞线或钢丝，以提高支撑结构横向稳定性。进一步地，下旋杆40采用桁架梁或钢绞线。更具体地，钢绞线为高强预应力钢绞线。进一步地，预应力吊杆50采用抗拉强度不低于1670MPa的钢丝或钢绞线。进一步地，下旋杆40与风力发电机支撑柱10之间设有用于增加连接强度的加劲钢板。更具体地，拱肋30包括拱顶和拱脚，拱脚处通过加劲钢板固定连接钢混结合段60和下旋杆40，以进一步增加连接结构强度和结构稳定性。更具体地，预应力吊杆50和垂直轴风力发电机70可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，其特征在于，所述拱桥式支撑结构包括风力发电机支撑柱基础、与所述风力发电机支撑柱基础连接风力发电机支撑柱和连接左右两侧所述风力发电机支撑柱的拱肋和下旋杆，所述下旋杆通过预应力吊杆悬装于所述拱肋的下方，所述下旋杆下方悬装风力发电机。
【技术特征摘要】
1.一种海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，其特征在于，所述拱桥式支撑结构包括风力发电机支撑柱基础、与所述风力发电机支撑柱基础连接风力发电机支撑柱和连接左右两侧所述风力发电机支撑柱的拱肋和下旋杆，所述下旋杆通过预应力吊杆悬装于所述拱肋的下方，所述下旋杆下方悬装风力发电机。2.根据权利要求1所述的海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，其特征在于，所述拱肋与所述风力发电机支撑柱的连接处设有用于增加强度的钢混结合段，所述下旋杆的两端分别固定于左右两侧的所述钢混结合段上。3. 根据权利要求2所述的海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，其特征在于，所述钢混结合段上装设有用于维持所述支撑结构横向稳定的系缆索，所述系缆索远离所述钢混结合段的一端固接于深度打入海床的锚桩上。4.根据权利要求1所述的海上风电场垂直轴风力发电机拱桥式支撑结构，其特征在于，所述风力发电机支撑柱基础包括重力式基础、单桩基础、群桩承台基础、桩承式钢构架基础、桩承式导管架基础或负压桶式基础...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，
申请(专利权)人：广州揽睿路桥设计有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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