一种海上风电五连筒导管架结构制造技术

本发明专利技术公开了一种海上风电五连筒导管架结构，包括花瓣形筒型基础、导管架结构和顶部过渡段；花瓣形筒型基础为底部敞开、四周及顶部封闭的吸力筒结构，花瓣形筒型基础包括中间筒和多个外筒，多个外筒沿中间筒的圆周间隔布置，并且，每个外筒均与中间筒连接；导管架结构包括竖向支撑，竖向支撑包括多个弦杆，弦杆与外筒一一对应，并且，每个弦杆的底部均与该弦杆对应的外筒连接；顶部过渡段连接在竖向支撑的顶部。本发明专利技术将筒型基础与导管架基础相结合，一方面利用钢管混凝土导管架代替筒型基础混凝土过渡段，以达到减少波浪荷载的目的，同时可提高自振频率；另一方面将单筒变为多筒，外筒通过中间筒的连接成为一个整体，可为基础浮运提供较大浮力。浮运提供较大浮力。浮运提供较大浮力。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电五连筒导管架结构


[0001]本专利技术涉及海上风电技术，特别涉及一种海上风电五连筒导管架结构。

技术介绍

[0002]20世纪70年代石油危机以后，开始了风能利用的新时代，世界上很多国家开始制定计划，考虑开发海上风电场。海上风机不仅要承受巨大的风荷载，还要承受波浪、海流等复杂的环境荷载。针对不同的海上风电场，水深及海底地质条件有所不同，因此需要考虑不同型式的海上风机基础。目前应用较多的有重力式基础，单桩基础及吸力筒导管架基础。海上风电宽浅式筒型基础的出现，为海上风机基础的设计提供了新的方向，该基础可有效抵抗海上风机受到的较大横向荷载，且其结构简单、成本较低、施工便捷快速。
[0003]近年来，随着海上风电向深远海和大容量发展，混凝土过渡段的筒型基础不再适用，一方面深水中混凝土过渡段高度需要增加，大直径的弧形混凝土过渡段将形成较大阻水面积，不仅导致基础所受波浪荷载大，而且使得基础自重过大无法进行拖航运输。另一方面宽浅型筒型基础的安装过程中，首先利用自重下沉一定深度，继而抽取负压继续下沉；在压差沉放阶段，常由于各种原因导致筒内外压差和筒内各舱室间压差过大，使得筒壁及分舱板发生屈曲破坏，继而沉放失败。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种海上风电五连筒导管架结构，该结构将筒型基础与导管架基础相结合，一方面利用钢管混凝土导管架代替筒型基础混凝土过渡段，使得基础阻水面积减小，继而达到减少波浪荷载的目的；另外可有效减少用钢量，提高自振频率。另一方面将单筒变为多筒，通过中间筒的连接，使多筒连成为一个整体，不仅增大筒顶盖面积，可为基础浮运提供较大浮力，便于实现一步式安装；而且中间筒与外筒筒裙均为拱形结构，可利用拱结构受力优势，大幅提高筒型基础的抗屈曲能力。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种海上风电五连筒导管架结构，所述五连筒导管架结构包括：
[0006]花瓣形筒型基础，所述花瓣形筒型基础为底部敞开、四周及顶部封闭的吸力筒结构；所述花瓣形筒型基础包括中间筒和多个外筒，所述多个外筒沿所述中间筒的圆周间隔布置，并且，每个所述外筒均与所述中间筒连接；
[0007]导管架结构，所述导管架结构包括竖向支撑，所述竖向支撑包括多个弦杆，所述弦杆与所述外筒一一对应，并且，每个所述弦杆的底部均与该弦杆对应的所述外筒连接；以及，
[0008]顶部过渡段，所述顶部过渡段连接在所述竖向支撑的顶部。
[0009]进一步地，所述五连筒导管架结构还包括筒顶加强肋板，所述筒顶加强肋板设置在所述导管架结构的底部，并且，所述筒顶加强肋板与所述花瓣形筒型基础的顶面连接。
[0010]进一步地，所述外筒由外筒顶盖和外筒拱形裙板组成；所述中间筒由中间筒顶盖
和多个中间筒拱形裙板组成，相邻两个所述外筒之间设置一个所述中间筒拱形裙板，并且，所述中间筒拱形裙板的两侧分别与两个所述外筒的外筒拱形裙板连接。
[0011]进一步地，所述导管架结构还包括：
[0012]多层横向水平支撑，所述多层横向水平支撑沿所述竖向支撑的竖向间隔布置，将所述竖向支撑分隔层若干层，并且，每层所述横向水平支撑均与所述竖向支撑连接；以及
[0013]交叉斜腹杆，每层竖向支撑内、相邻两个所述弦杆之间均设置所述交叉斜腹杆。
[0014]进一步地，所述顶部过渡段包括：
[0015]法兰，用于与所述海上风机的塔筒连接；
[0016]上部平台和下部平台，所述上部平台和所述下部平台连接在所述法兰的外部，并分别位于所述法兰的上部和下部；以及
[0017]多个中间竖向支撑肋板组，所述中间竖向支撑肋板组与所述弦杆一一对应，每个所述中间竖向支撑肋板组的顶面与所述上部平台连接、底面与所述下部平台连接，每个所述中间竖向支撑肋板组的内侧与所述法兰连接、与所述内侧相对的外侧与该中间竖向支撑肋板组对应的所述弦杆连接。
[0018]进一步地，所述筒顶加强肋板包括多个加强肋板本体，所述加强肋板本体与所述外筒一一对应，每个所述加强肋板本体均设置在该加强肋板本体对应的外筒上；所述加强肋板本体包括：
[0019]以该加强肋板本体所在外筒上的弦杆为中心呈辐射状布置的多个箱型梁，每个所述箱型梁的内侧均与所述弦杆连接，并且，每个所述箱型梁的底面均与所述外筒连接；以及
[0020]竖向肋板组，相邻两个所述箱型梁之间设置一个所述竖向肋板组，每个所述竖向肋板组包括多个相互平行且间隔布置的竖向肋板，所述竖向肋板的两侧分别与相邻两个所述箱型梁连接，所述竖向肋板的底面与所述外筒连接。
[0021]进一步地，所述筒顶加强肋板还包括T型梁组合，所述T型梁组合设置在所述中间筒上，其中，
[0022]当所述外筒为单数个时，所述T型梁组合包括以所述中间筒的中心为中心呈辐射状布置的多个T型梁，所述T型梁与所述加强肋板本体一一对应，并且，每个所述T型梁的内端均与其余T型梁的内端相互连接、与所述内端相对的外端均与该T型梁对应的所述加强肋板本体连接，每个所述T型梁的底面均与所述中间筒连接；
[0023]当所述外筒为双数个时，所述T型梁组合包括在所述中间筒的中心交叉布置的多个T型梁，所述T型梁的两端分别与相对布置的两个所述外筒上的所述加强肋板本体连接，每个所述T型梁的底面均与所述中间筒连接。
[0024]进一步地，所述箱型梁的高度由内侧向外侧逐渐减小。
[0025]进一步地，所述弦杆为钢管混凝土。
[0026]本专利技术一种海上风电五连筒导管架结构，该结构将筒型基础与导管架基础相结合。主要有益效果如下：
[0027]第一、利用导管架结构代替传统筒型基础的混凝土过渡段，使得基础阻水面积减小，继而达到减少波浪荷载的目的。
[0028]第二、采用导管架弦杆内填充混凝土的形式，在减少用钢量的同时，提高自振频率。
[0029]第三、花瓣形筒型基础结构的中间筒与外筒连成一个整体，避免了采用单筒结构时的裙板尺寸过大而引起的薄板稳定问题，大幅提高裙板的抗屈曲能力。
[0030]第四、花瓣形筒型基础结构中间筒提高了自浮能力，满足起浮拖航的功能，便于整体浮运。且其天然的分仓结构也有利于筒型基础施工安装时的调平控制，为一步式安装创造条件。
附图说明
[0031]图1：本专利技术海上风电五连筒导管架结构立体示意图；
[0032]图2a：本专利技术的花瓣形筒型基础俯视示意图；
[0033]图2b：本专利技术的花瓣形筒型基础立体示意图；
[0034]图3：本专利技术的筒顶加强肋板立体示意图；
[0035]图4a：本专利技术的导管架结构立体示意图；
[0036]图4b：本专利技术的导管架结构正视示意图；
[0037]图5：本专利技术的顶部过渡段立体示意图；
[0038]附图标注：
[0039]1——花瓣形筒型基础；11——中间筒；
[0040]111——中间筒顶盖；112——中间筒拱形裙板；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电五连筒导管架结构，其特征在于，所述五连筒导管架结构包括：花瓣形筒型基础(1)，所述花瓣形筒型基础(1)为底部敞开、四周及顶部封闭的吸力筒结构；所述花瓣形筒型基础(1)包括中间筒(11)和多个外筒(12)，所述多个外筒(12)沿所述中间筒(11)的圆周间隔布置，并且，每个所述外筒(12)均与所述中间筒(11)连接；导管架结构(2)，所述导管架结构(2)包括竖向支撑，所述竖向支撑包括多个弦杆(21)，所述弦杆(21)与所述外筒(12)一一对应，并且，每个所述弦杆(21)的底部均与该弦杆(21)对应的所述外筒(12)连接；以及，顶部过渡段(3)，所述顶部过渡段(3)连接在所述竖向支撑的顶部。2.根据权利要求1所述的海上风电五连筒导管架结构，其特征在于，所述五连筒导管架结构还包括筒顶加强肋板(4)，所述筒顶加强肋板(4)设置在所述导管架结构(2)的底部，并且，所述筒顶加强肋板(4)与所述花瓣形筒型基础(1)的顶面连接。3.根据权利要求1所述的海上风电五连筒导管架结构，其特征在于，所述外筒(12)由外筒顶盖(121)和外筒拱形裙板(122)组成；所述中间筒(11)由中间筒顶盖(111)和多个中间筒拱形裙板(112)组成，相邻两个所述外筒(12)之间设置一个所述中间筒拱形裙板(112)，并且，所述中间筒拱形裙板(112)的两侧分别与两个所述外筒(12)的外筒拱形裙板(122)连接。4.根据权利要求1所述的海上风电五连筒导管架结构，其特征在于，所述导管架结构(2)还包括：多层横向水平支撑(22)，所述多层横向水平支撑(22)沿所述竖向支撑的竖向间隔布置，将所述竖向支撑分隔层若干层，并且，每层所述横向水平支撑(22)均与所述竖向支撑连接；以及交叉斜腹杆(23)，每层竖向支撑内、相邻两个所述弦杆(21)之间均设置所述交叉斜腹杆(23)。5.根据权利要求1所述的海上风电五连筒导管架结构，其特征在于，所述顶部过渡段(3)包括：法兰(31)，用于与所述海上风机的塔筒连接；上部平台(32)和下部平台(33)，所述上部平台(32)和所述下部平台(33)连接在所述法兰(31)的外部，并分别位于所述法兰(31)的上部和下部；以及多个中间竖向支撑肋板组(34)，所述中间竖向支撑肋板组(34)与所述弦杆(21)一一对应，每个所述中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，朱航，刘润，王海军，王孝群，杨旭，黎慧珊，李家乐，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：