用于海上升压站的先插桩式导管架结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于海上升压站的先插桩式导管架结构，包括主杆、水平杆、竖向斜撑和水平斜撑，主杆的底部插入桩的顶部，所述桩插入海床面以内，所述水平杆将主杆两两依次连接在一起，相邻的水平杆之间设置水平斜撑，所述水平杆包括上、下两组，上、下两组水平杆之间设置竖向斜撑，所述竖向斜撑的两端均连接在主杆上。本实用新型专利技术的结构组成了一种结构上安全可靠、施工便利并节省投资的海上升压站基础结构型式。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于海上升压站的先插桩式导管架结构，适用于海上风力发电领域。
技术介绍
海上风力发电是一个新兴的产业，2007年以后我国开始逐步发展海上风力发电产业。海上升压站是海上风电场升压、配电和控制中心，海上升压站内一般布置有主变压器、高低压配电柜、GIS、通信继保设备等各种电气设备，海上升压站将所有海上风电机组所发电能汇集后，通过主变压器升压，然后通过高压海缆送到陆上。海上升压站的基础是将整个海上升压站上部结构固定在海床上的设施，海上升压站的基础除了需承受上部结构的全部重量外，还需承受风、浪、流等外力的作用。海上升压站基础的受力条件与海上风机基础也不一样，海上风机基础以承担水平力和弯矩为主，而海上升压站基础以承担巨大的竖向力为主，因此海上升压站基础需可靠的将上部结构的竖向力传递至地基；另外因为上部结构重量大，海上升压站还需要有足够的刚度，以避免海上升压站运行时变形、振动过大，避免地震时破坏。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：针对海上升压站基础的环境特点和受力特点，提供一种用于海上升压站的先插桩式导管架结构，其结构上安全可靠、施工便利并能够节省投资。本技术解决技术问题所采用的技术方案是：用于海上升压站的先插桩式导管架结构，包括主杆、水平杆、竖向斜撑和水平斜撑，主杆的底部插入桩的顶部，所述桩插入海床面以内，所述水平杆将主杆两两依次连接在一起，相邻的水平杆之间设置水平斜撑，所述水平杆包括上、下两组，上、下两组水平杆之间设置竖向斜撑，所述竖向斜撑的两端均连接在主杆上。在采用上述技术方案的同时，本技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：所述主杆直径比桩的直径小，主杆插入在桩内，桩的内径与主杆的外径之间留有一定的间隙，桩的内径与主杆的外径之间的间隙内灌注高强细石混凝土。所述导管架结构的桩的顶部高于海床面，桩位于整个导管架结构的底部，海上升压站上部结构固定在导管架结构的顶部。所述主杆的底部设置有倒牛腿，倒牛腿包括环板和锥板，倒牛腿的安装高度与实际的桩顶高程相一致，倒牛腿的宽度与桩壁位置相一致。所述主杆包括竖直段和倾斜段，所述竖直段位于倾斜段的底部，所述竖直段的下端插入桩内，所述倒牛腿安装在竖直段上。所述主杆的底部设置有导向块，导向块在主杆的插入方向被磨成圆角，导向块的外侧与桩的内壁之间留有一定的间隙。所述主杆内设有灌浆管，灌浆管与桩和主杆之间的间隙连通，灌浆管的灌浆口位于主杆的底部，桩的顶部设有出浆口。本技术的导管架结构的施工方法为：首先打桩，将四个桩打入海床，并使桩顶高程略高于海床面；然后测量四个桩的桩顶高程和相对位置，并根据实测的桩顶高程和相对位置安装倒牛腿和导向块；将桩内部分泥土挖除，使桩内泥面高程底于导管架主杆底部0.5m左右；将导管架主杆插入桩内，将倒牛腿安放在桩顶；在主杆和桩之间的间隙内灌注高强细石混凝土。本技术的有益效果是：1、整个导管架用于上部结构和桩之间的内力传递，主杆用于承担主要竖向力，竖向斜撑用于承担水平力，水平斜撑用于承担扭转力，主杆、水平杆、竖向斜撑、水平斜撑共同组成一个强度和刚度都很好的空间椼架结构。2、这种导管架结构的主杆直径比桩的直径小，较为节省导管架的钢材用量。桩与主杆之间的间隙灌注高强细石混凝土，灌浆体用于桩和导管架之间的内力传递。3、这种导管架结构的桩顶略高于海床面，桩长较短，较为节省桩的钢材用量。4、主杆底部设置有倒牛腿，倒牛腿作为传递竖向力的主要结构，减少了灌浆体的受力，保证导管架与桩连接的可靠性。倒牛腿在打完桩且完成桩顶测量后，再根据桩顶实测高度和相对位置安装到主杆的底部，这样使得上部结构可以很好的适应打桩误差，保证了导管架安放后的平整度。5、主杆底部设置有导向块，导向块在打完桩且完成桩顶测量后，再根据桩顶实测位置安装到主杆的底部，这样使得上部结构可以很好的适应打桩误差，并且使主杆和桩相对位置保持在合适的位置，使倒牛腿的受力更合理。6、主杆内的灌浆管用于灌注高强细石混凝土，灌浆管的灌浆口位于主杆的底部，从主杆的底部先灌浆，浆体由下而上逐渐填充桩与主杆之间的间隙，这样可以防止海水混入混凝土，避免影响混凝土的强度和耐久性。所有上述功能组合，组成了一种结构上安全可靠、施工便利并节省投资的海上升压站基础结构型式。附图说明图1是本技术的整体结构布置图。图2是本技术的导管架上水平杆的平面图。图3是本技术的导管架下水平杆的平面图。图4是本技术的主杆与桩连接的纵剖面详图。图5是本技术的主杆与桩连接的平剖面详图。具体实施方式如图1~5所示，本实施例为一个200MW规模的海上升压站，上部结构为整体式，其平面尺寸35m×35m，上部结构总重约2100t。上部结构的制造利用已公开的技术（ZL201020656982.7，整体式海上升压站结构）。如图1~3所示，本实施例的导管架结构包括主杆1、水平杆2、竖向斜撑3和水平斜撑4。主杆1的底部插入桩5的顶部，所述桩5插入海床面以内，所述水平杆2将主杆1两两依次连接在一起，相邻的水平杆2之间设置水平斜撑4，所述水平杆2包括上、下两组，上、下两组水平杆2之间设置竖向斜撑3，所述竖向斜撑3的两端均连接在主杆1上。如图1、图4、图5所示，本实施例导管架结构的主杆1直径比桩5的直径小，主杆1插入在桩5内，桩5的内径与主杆1的外径之间留有100~300mm的间隙，桩5的内径与主杆1的外径之间的间隙灌注高强细石混凝土6。如图1、图4所示，本实施例导管架结构的桩5顶略高于海床面，桩5位于整个导管架结构的底部，海上升压站上部结构固定在导管架结构的顶部。如图4所示，主杆1底部设置有倒牛腿13，倒牛腿13包括环板和锥板。倒牛腿13在打完桩且完成桩顶测量后，再根据桩顶实测高度和相对位置安装到主杆1的底部，倒牛腿13的安装高度与实际的桩顶高程相一致，及环板的高度与实际桩顶高度一致，椎板安装在环板之上倒牛腿13的宽度与桩壁位置相一致，即，椎板的最外侧宽度与桩壁的位置一致。所述主杆1包括竖直段和倾斜段，所述竖直段位于倾斜段的底部，所述竖直段的下端插入桩5内，所述倒牛腿13安装在竖直段上，竖向斜撑3的底端也连接在竖直段上，从而将竖直段和倾斜段整体固定。为了进一步稳定整体结构，竖向斜撑3的中部具有连接交叉点。如图4、图5所示，主杆1底部设置有导向块12，导向块12顺着主杆1的插入方向的外表面的两侧被打磨成圆角。导向块12在打完桩且完成桩顶测量后，再根据桩顶实测位置安装到主杆1的底部。导向块12宽度与主杆1与桩5之间的相对位置相一致，导向块12的外侧与桩5的内壁之间留有10~30mm的间隙。如图1、图4、图5所示，本实施主杆1内设有灌浆管11，灌浆管11与桩与主杆之间的间隙连通，灌浆管11的灌浆口位于主杆1的底部，桩5的顶部设有出浆口51。本技术的导管架结构的施工方法为：首先打桩，将四个桩打入海床，并使桩顶高程略高于海床面；然后测量四个桩的桩顶高程和相对位置，并根据实测的桩顶高程和相对位置安装倒牛腿和导向块；将桩内部分泥土挖除，使桩内泥面高程底于导管架主杆底部0.5m左右；将导管架主杆插入桩内，将倒牛腿安放在桩顶；在主杆和桩之间的间隙内灌注高强细石混凝土。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于海上升压站的先插桩式导管架结构，其特征在于：所述导管架结构包括主杆（1）、水平杆（2）、竖向斜撑（4）和水平斜撑（4），主杆（1）的底部插入桩（5）的顶部，所述桩（5）插入海床面以内，所述水平杆（2）将主杆（1）两两依次连接在一起，相邻的水平杆（2）之间设置水平斜撑（4），所述水平杆（2）包括上、下两组，上、下两组水平杆（2）之间设置竖向斜撑（3），所述竖向斜撑（3）的两端均连接在主杆（1）上。

【技术特征摘要】
1.用于海上升压站的先插桩式导管架结构，其特征在于：所述导管架结构包括主杆（1）、水平杆（2）、竖向斜撑（4）和水平斜撑（4），主杆（1）的底部插入桩（5）的顶部，所述桩（5）插入海床面以内，所述水平杆（2）将主杆（1）两两依次连接在一起，相邻的水平杆（2）之间设置水平斜撑（4），所述水平杆（2）包括上、下两组，上、下两组水平杆（2）之间设置竖向斜撑（3），所述竖向斜撑（3）的两端均连接在主杆（1）上。2.根据权利要求1所述的用于海上升压站的先插桩式导管架结构，其特征在于：所述主杆（1）直径比桩（5）的直径小，主杆（1）插入在桩（5）内，桩（5）的内径与主杆（1）的外径之间留有一定的间隙，桩（5）的内径与主杆（1）的外径之间的间隙内灌注高强细石混凝土（6）。3.根据权利要求1所述的用于海上升压站的先插桩式导管架结构，其特征在于：所述导管架结构的桩（5）的顶部高于海床面，桩（5）位于整个导管架结构的底部，海上升压站上部结构固定在导管架结构的顶部。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵生校，戚海峰，孙杏建，俞华锋，黄春林，汤群益，贾献林，吕国儿，徐小龙，王永发，袁建平，孙见锋，毛愉菁，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33