【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电桩基防冲刷，尤其涉及一种用于海上风电桩基的防冲刷装置。
技术介绍
1、能源问题是我国推行可持续发展的关键问题，而我国是一个海洋大国，在近海海域蕴含着丰富的风电资源。海上风电作为清洁环保的可再生能源，近年来得到大力发展。而随着大量海上风电桩的建设，风电桩基周围受风、流、波荷载作用下发生的局部冲刷逐渐引起重视。桩基冲刷产生的原因是圆柱形结构改变了水流状态，在桩周形成马蹄形漩涡，向上裹挟土体起动，造成桩周土体流失，最终形成冲刷坑。冲刷坑的存在对桩基的承载能力和风机振动频率等会产生严重危害，造成重大损失。
2、目前采用的海上风电桩基础的防冲刷手段包括主动防护和被动防护两个方面。主动防护即干扰桩周水流导向，削减水流能量，手段有翼板和护圈等；被动防护即防止桩周土体流失，手段有抛石防护等。主动防护的不足是翼板和护圈等结构需要提前设计好安装位置，在桩体下沉安装之前就和桩体连接在一起，无法根据现场安装实况调整。被动防护的不足是抛石等材料抛填的整体性较差，使用过程中维护费用和工作量较大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，可同时削减水流能量和强化土体，有效减少海水冲刷对桩基基础的损害，安装简单、适应性广。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，包括嵌套在桩基外侧的安装套筒，所述安装套筒通过其顶部设置的若干套环连接有吊绳；
4、所述安装套筒的顶部还设置有注
5、所述存浆腔室组件包括焊接在安装套筒底端的底座，所述底座和安装套筒上设置有环形支架，并通过环形支架内的凹槽与弹性橡胶件的顶端和底端固定连接，使得弹性橡胶件、底座及安装套筒之间形成存浆腔室；
6、以及若干出浆管，所述出浆管布置在底座底部并与存浆腔室内部相连通，所述出浆管的底端连接有挤压式注浆组件。
7、进一步的，所述挤压式注浆组件包括挤压式注浆针管；
8、所述挤压式注浆针管与出浆管螺纹连接，所述挤压式注浆针管的出料端设有与其可分离式配合的弹簧针芯，所述弹簧针芯上固定连接有弹簧。
9、进一步的，还包括用于固定弹簧的固定组件；
10、所述固定组件包括固定在挤压式注浆针管进料端的十字支架，所述十字支架上设有固定所述弹簧的弹簧底座。
11、进一步的，所述挤压式注浆针管从外到内形成长度逐渐增大的倒圆锥形结构。
12、进一步的，所述存浆腔室呈曲面向上的半球形中空腔室。
13、进一步的，所述存浆腔室外位于所述弹性橡胶件处设置有镂空的网状钢筋件，所述网状钢筋件沿存浆腔室的半球形曲面布置；
14、所述网状钢筋件的顶端与安装套筒焊接，所述网状钢筋件的底端与所述底座焊接。
15、进一步的，所述网状钢筋件上设置有仿生水草垫；
16、所述仿生水草垫包括加筋网垫和网条带，所述加筋网垫固定在所述网状钢筋件上，所述网条带缝制在加筋网垫上。
17、本专利技术的有益效果是：
18、1、桩基本体与安装套筒分离式设置，能够将抗冲刷施工过程与沉桩施工分开，不影响沉桩工作；同时由于不同位置海床的高程存在差异，不同于需要提前设计好安装高度的一体化抗冲刷桩基，最终安装高度是由桩基所在位置的实际海床高程决定的，施工更便捷。另外，不同于翼板、护圈等与桩基接触的防冲刷结构，需要考虑异形桩基的自振频率变化，分离式的抗冲刷装置可以不改变风电桩基本体的自振频率，对桩基本体的动力响应影响较小。
19、2、本专利技术通过存浆腔室将浆液输送至海床，不需要其他浆液泵送装置，节省成本。在装置下沉过程中，弹性橡胶件内壁保证了浆液的密闭性，网状钢筋件保护弹性橡胶件免受水中鱼类撞击，同时可以起到固定弹性橡胶件的作用，防止在水流作用下扰动过大，影响安装施工；到达泥面后开始注浆时，海水通过网状钢筋件的镂空处对弹性橡胶件施加水压，起到压浆效果，加速浆液的流出，无需压浆机械。当浆液流出后，弹性橡胶件的内壁收缩，网状钢筋件外壁的仿生水草垫打乱了水流的流向，削弱了水流强度。因此，存浆腔室内部的浆液用于强化土体，实现被动防护，外部结构用于扰乱水流，实现主动防护。
20、3、通过挤压式注浆针管进行桩周土体强化，挤压式注浆针管可以使其在未落地之前呈封闭状态，进入土体后挤压弹簧针芯实现注浆，十字支架和弹簧底座的组合给与弹簧针芯反作用力的同时不阻碍浆液的流出。同时在装置一边在土内下沉的过程中一边注浆，使得注浆区域更加均匀，完全机械式的注浆系统更方便。同时，自上而下、从外向内挤压式注浆针管逐渐增长符合自然情况下冲刷坑的倒圆锥形状。另外，挤压式注浆针管本身进入土体后和注浆体组合提高桩周的土体抗冲刷能力，同时增大抗冲刷装置的抓地力，使得抗冲刷装置稳定性更高。
21、4、通过仿生水草垫的弹性特征产生的阻尼作用，使得经过仿生水草垫冲击桩体的水流流速大大减弱，仿生水草垫干扰了水流导向，削弱了马蹄形漩涡的形成条件。同时随着仿生水草垫附近的流速降低，可以携带水流中的泥沙沉积在仿生水草垫上，形成局部促淤，进一步降低冲刷。
22、5、本专利技术的风电桩基的防冲刷装置，通过分离式的套筒结构，将属于主动防护的仿生水草垫和属于被动防护的注浆固化土结合在一起，既能降低水流流速，干扰水流导向，又可以强化桩周土体，实现高强度的风电桩基抗冲刷能力。
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1.一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，包括嵌套在桩基外侧的安装套筒(1)，所述安装套筒(1)通过其顶部设置的若干套环(3)连接有吊绳(4)；
2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述挤压式注浆组件包括挤压式注浆针管(12)；
3.根据权利要求2所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，还包括用于固定弹簧(15)的固定组件；
4.根据权利要求2所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述挤压式注浆针管(12)从外到内形成长度逐渐增大的倒圆锥形结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述存浆腔室(2)呈曲面向上的半球形中空腔室。
6.根据权利要求5所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述存浆腔室(2)外位于所述弹性橡胶件(9)处设置有镂空的网状钢筋件(8)，所述网状钢筋件(8)沿存浆腔室(2)的半球形曲面布置；
7.根据权利要求6所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述网状钢筋
...【技术特征摘要】
1.一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，包括嵌套在桩基外侧的安装套筒(1)，所述安装套筒(1)通过其顶部设置的若干套环(3)连接有吊绳(4)；
2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述挤压式注浆组件包括挤压式注浆针管(12)；
3.根据权利要求2所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，还包括用于固定弹簧(15)的固定组件；
4.根据权利要求2所述的一种用于海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述挤压式注浆针管(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴国亮，黄挺，赵仲新，郑杰，王飞，李家乐，彭惠，
申请(专利权)人：江苏交水建智能装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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