适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构制造技术

本实用新型专利技术提供了适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构。所述分体式导管架结构设有两个分体的导管架，它们沿平台的纵向布置，并在两个分体的导管架之间预留一定的中空区域作为浮托法进船区；所述导管架由内侧主导管、外侧主导管、钢管桩、横撑、斜撑连接成整体，所述内侧主导管、外侧主导管内设置钢管桩；所述分体式导管架横向采用多排桩、多榀导管架结构，所述内侧主导管内的钢管桩采用直桩，外侧主导管内的钢管桩采用斜桩；两个导管架的主导管在底部通过定位架定位配合。本实用新型专利技术结构上安全可靠，施工便捷精准，可用于浅水海域浮托法安装大型海上平台。

Separate jacket structure for large offshore platform installed by floating method in shallow water

【技术实现步骤摘要】
适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构
本技术属于海上风力发电领域，具体涉及一种适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构。
技术介绍
风能作为一种清洁的可再生能源，具有蕴含量巨大、环境效益好、基建周期短、装机规模灵活等优点，越来越受到世界各国的重视。我国风能资源丰富，尤其是海上风电具有资源储量大、高风速、低湍流、环境噪音污染小、基建周期短和不占用耕地等优势，而成为近些年风电开发的重点。海上电气平台是海上风电场的电流汇集中心，在整个风电场中居于核心地位，其主要功能是将海上风电机组所发电能汇集，通过升压或换流后，再由海缆输送至陆地。海上电气平台的基础是将整个平台上部结构固定在海床上的设施，一般可采用单桩式基础、悬臂桩基础、高桩承台基础、导管架基础等。随着海上风电场装机容量的增加以及海上电气平台功能的提升，平台的尺寸规模和重量将显著增加，平台纵向长度甚至可达80m以上，重量可达2万吨。传统在平台中心正下方布置整体式导管架的方式会导致平台两翼的悬臂结构过长，一方面会制约上部组块两翼的设备布置方案，另一方面会导致电气平台整体结构“头重脚轻”问题凸显，结构受力不合理导致上部平台动态效应显著，威胁平台的长期安全稳定运行。此外，对于大型海上电气平台，传统采用大型起重船吊装的方案将受到起重设备和风场海域水深的限制，此时需要采用浮托法对大型电气平台进行海上安装。对于大型海上电气平台的下部支撑结构，需要有足够的刚度来承受上部组块传递下来的竖向力以及环境荷载引起的水平力。特别是对于浅水海域(水深小于15m)安装的大型海上电气平台，其导管架基础的布置型式和结构型式与传统导管架将有明显差异，一方面其需要有足够的承载能力支撑上部组块，另一方面需要预留浮托法安装的进退船空间。因此需要探索一种全新的适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构型式。
技术实现思路
本技术首先要解决的技术问题是：针对浅水海域安装的大型海上电气平台，提供一种结构上安全可靠，施工便捷精准，可用于浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构。本技术所采用的技术方案是：适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构，其特征在于所述分体式导管架结构设有两个分体的导管架，所述两个分体的导管架沿平台的纵向布置，并在两个分体的导管架之间预留一定的中空区域作为浮托法进船区，以保证浮托法安装上部平台时驳船的进出；所述导管架由内侧主导管、外侧主导管、钢管桩、横撑、斜撑连接成整体，所述内侧主导管、外侧主导管内设置钢管桩；所述分体式导管架横向采用多排桩、多榀导管架结构，所述内侧主导管内的钢管桩采用直桩，外侧主导管内的钢管桩采用斜桩，以增加纵向的水平刚度和保证横向的水平刚度；所述分体式导管架结构在对应海底泥面处设置定位架，两个导管架的主导管在底部通过定位架定位配合。所述定位架设置有若干个筒体并通过连接架连成整体，两个导管架所有的内侧主导管均插入到筒体中。优选地，所述定位架筒体顶部设置有导向锥。所述分体式导管架结构的纵向外侧和横向两侧均设有靠船平台，内侧设有防撞护舷装置，在进船侧安装导向架。所述主导管内部插入钢管桩，主导管内壁设有钢管桩的导向结构，导向结构布置高程位于导管架的上下水平横撑处，且沿主导管内壁环向均匀布置。所述内侧主导管、外侧主导管沿长度方向布置有多个灌浆孔，所述分体式导管架的主导管外侧布置有灌浆管线，通过灌注细石混凝土将主导管和主导管内部的钢管桩连接为一体，在内侧主导管、外侧主导管底部设置有灌浆封隔器，内侧主导管、外侧主导管内壁和钢管桩外壁设置多道剪力键。所述多个灌浆口可设置在主导管的上中下三个区域。所述钢管桩沉桩到位后，对钢管桩上端面平齐切断，通过皇冠板将桩壁与主导管壁焊接。所述钢管桩顶部安装桩腿耦合装置，用于浮托法安装时上部平台柱腿与导管架的缓冲对接。所述分体式导管架在下水平横撑面设有防沉板，防沉板由下部垫梁和上部铺板构成，铺板上设置若干出水孔。本技术另一个所要解决的技术问题是提供一种适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)确定导管架以及定位架的安装位置，对安装位置的海床面进行找平；(2)将定位架预先沉放到位并进行调平；(3)采用吊装方式将导管架的内侧主导管分别插入定位架的筒体内；打桩前需对导管架进行调平；(4)在导管架的主导管内插入钢管桩，然后依次打桩；(5)对所述导管架进行精细调平；所述钢管桩沉桩到位后，对钢管桩上端面平齐切断，通过皇冠板将桩壁与主导管壁焊接；(6)在主导管和钢管桩之间的间隙内灌注高强细石混凝土，使主导管与钢管桩紧密连接；(7)在切平后的钢管桩顶面安装桩腿耦合装置LMU，用于浮托法安装时上部平台柱腿与导管架的缓冲对接。本技术针对浅水海域安装的大型海上电气平台，为水深小于15m以下的浅水海域提供了一种结构上安全可靠，施工便捷精准，可用于浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构。该结构沿上部平台的纵向布置两个独立的导管架，其中空区域可以用于浮托法安装的驳船进出，另一方面分体式导管架的方案可减小大型海上平台下部基础的尺寸和重量，同时满足浅水海域浮托法安装上部平台和浅水海域运输安装导管架基础的要求。本技术提供的分体式导管架结构型式及其安装方法同样适用于其它浅水海域布置的大型海洋平台结构。本技术分体式导管架布置在大型电气平台两翼，较传统平台正下方布置整体式导管架的方式受力更合理，可有效防止结构“头重脚轻”引起的惯性荷载过大对整体平台造成损伤。本技术分体式导管架结构的外侧钢管桩采用斜桩，可有效增加导管架基础的纵向水平刚度，横向采用多排桩、多榀导管架结构可有效保证整体结构的横向水平刚度。采用定位架确定分体式导管架安装时的相对位置，可有效防止分体式导管架在插桩和打桩过程中发生偏移，保证导管架的精确定位和安装精度。附图说明图1是本技术适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构实施例的纵向立面图，其中，防沉板被导管架的下水平横撑完全遮蔽，因此在立面图中未展现。图2是本技术适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构实施例的横向立面图，其中，防沉板被导管架的下水平横撑完全遮蔽，因此在立面图中未展现。图3是本技术实施例中定位架示意图。图3a是图3的A-A方向的示意图。图3b是图3的B-B方向的示意图。图4是本技术实施例中主导管内壁导向块布置局部示意图。图4a是图4的A-A方向的示意图。图4b是图4a的B-B方向的示意图。图5是本技术实施例中灌浆管线、灌浆封隔器以及剪力键布置局部示意图。图5a是图5的局部放大图。图6是图1所示实施例浮托法进船区的俯视图。图6a是防撞护舷装置的示意图。图6b为图6a的A-A剖视图。图6c为图6的B-B剖视图。图7是本技术实施例中分体式导管架底部防沉板示意图。具体实施方式如图1～图7所示，本实施例为一个1100MW容量规模的海上电气平台1，风电场海域水深14m。上部平台1为整体封闭式结构，其尺寸为88m×72m×36m，上部平台1总重约20000t。该大型海上电气平台1在陆上完成整体施工建造，然后运至风电场海域现场进行浮托法安装。如图1～图2所示，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构，其特征在于所述分体式导管架结构设有两个分体的导管架，所述两个分体的导管架沿平台的纵向布置，并在两个分体的导管架之间预留一定的中空区域作为浮托法进船区，以保证浮托法安装上部平台时驳船的进出；所述导管架由内侧主导管、外侧主导管、钢管桩、横撑、斜撑连接成整体，所述内侧主导管、外侧主导管内设置钢管桩；所述分体式导管架横向采用多排桩、多榀导管架结构，所述内侧主导管内的钢管桩采用直桩，外侧主导管内的钢管桩采用斜桩，以增加纵向的水平刚度和保证横向的水平刚度；所述分体式导管架结构在对应海底泥面处设置定位架，两个导管架的主导管在底部通过定位架定位配合。

【技术特征摘要】
1.适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构，其特征在于所述分体式导管架结构设有两个分体的导管架，所述两个分体的导管架沿平台的纵向布置，并在两个分体的导管架之间预留一定的中空区域作为浮托法进船区，以保证浮托法安装上部平台时驳船的进出；所述导管架由内侧主导管、外侧主导管、钢管桩、横撑、斜撑连接成整体，所述内侧主导管、外侧主导管内设置钢管桩；所述分体式导管架横向采用多排桩、多榀导管架结构，所述内侧主导管内的钢管桩采用直桩，外侧主导管内的钢管桩采用斜桩，以增加纵向的水平刚度和保证横向的水平刚度；所述分体式导管架结构在对应海底泥面处设置定位架，两个导管架的主导管在底部通过定位架定位配合。2.如权利要求1所述的适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构，其特征在于所述定位架设置有若干个筒体并通过连接架连成整体，两个导管架所有的内侧主导管均插入到筒体中。3.如权利要求2所述的适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构，其特征在于所述定位架筒体顶部设置有导向锥。4.如权利要求1所述的适用于浅水海域浮托法安装的大型海上平台分体式导管架结构，其特征在于所述主导管内部插入钢管桩，主导...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞华锋，汤群益，袁建平，张栋梁，吕国儿，陶安，孙震洲，於刚节，张宝峰，
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