【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单桩测试，具体涉及一种海上风机基础抗扭测试装置。
技术介绍
1、锚泊系统是海上浮式风机抵抗风浪荷载的关键，其中锚固基础的承载性能分析是浮式风机可靠性、安全性和经济适用性研究的基础。由于施工快速、安装噪音低、无需对地层进行预处理、易于回收、适用于深水等优点，吸力筒锚固基础被广泛用于海上油气行业，并随着海洋可再生能源的发展逐渐被应用于海上风场建设。据美国能源局风能技术处2022年度海上风能市场报告，截至2021年底，在全球已建成的海上风机基础中，浮式风机基础仅占0.2％，但在全球规划的海上风机市场中，浮式风机基础的份额将提高至20.3％。为了更好的提高浮式风电的经济适用性，不少学者提出了共享锚固基础的概念，即一个锚固基础同时向多个风机平台提供锚固力，并指出共享锚固基础所受总拉拔力较传统锚固基础更小，但共享锚固基础增加了整个风电场的互联性，一旦某个锚固基础受损或者拆除时，其余锚固基础将受到影响，可能诱导其余锚固基础失效，降低系统的可靠性。
2、一般而言，传统锚固基础仅为单个风机平台提供锚固力。对于传统锚固基础，纸面内作用于吸力桶锚固点的作用力f1可能不通过轴心(o点)，与该锚固点径向间存在一夹角α，由此，f1可等效为作用于轴心的力和扭矩。对于共享锚固基础，假设三个锚固点处力与径向的夹角均为α且大小相等时，则扭矩叠加成传统锚固基础时的3倍，而水平合力降为零，这就对锚固基础的扭剪承载性能提出了更高的要求。故而在静力作用下，共享基础可能发生扭转失效，影响海上风机安全稳定运行。另外，受风、波浪、洋流荷载的综合作用，各
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的单桩测试装置，仅能开展传统锚固基础受到某一个力的受力试验，无法进行扭矩分析的缺陷，从而提供一种海上风机基础抗扭测试装置。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种海上风机基础抗扭测试装置，包括：
3、反力架，所述反力架设有底板，所述底板上固定设有第一立柱和模型箱，所述模型箱内适于容纳有饱和土层；
4、单桩，所述单桩部分插入饱和土层内；
5、施力组件，所述施力组件包括施力件，所述施力件与底板平行，所述施力件与第一立柱固定连接；
6、传力组件，所述传力组件设于施力组件与单桩之间，所述传力组件包括传力框，所述传力框一端与施力件连接，所述传力框另一端与单桩固定连接，所述传力框以将施力件传递的力转换为施加给单桩的转动力，以使单桩沿自身周向方向进行周期性转动。
7、可选地，所述施力组件还包括齿条，所述施力件的伸出端与齿条固定连接，所述传力组件还包括齿轮，所述齿轮与传力框固定连接，所述齿轮与齿条啮合设置。
8、可选地，所述传力框为方框结构，所述传力框内设有接头帽，所述接头帽与单桩固定连接，所述接头帽与传力框滑动连接。
9、可选地，所述传力框内设有挡板。
10、可选地，还包括限位支架，所述限位支架与模型箱固定连接，所述传力框部分设于限位支架内，所述单桩穿过限位支架的套管后与接头帽固定连接。
11、可选地，包括十字横梁和第二立柱，所述十字横梁分别与第一立柱和第二立柱固定连接，所述施力组件设于十字横梁的下方。
12、可选地，还包括连接板，所述连接板设于施力件与十字横梁之间，所述施力件设于连接板的下方。
13、可选地，所述连接板的朝向传力框方向的面上设有支撑座，所述支撑座与齿条滑动连接。
14、可选地，还包括控制器，所述控制器与施力件线路连接。
15、可选地，还包括离心机，所述离心机内设有吊篮，所述反力架固定于吊篮内，所述离心机与控制器线路连接。
16、本专利技术技术方案，具有如下优点：
17、1.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，包括：设有底板的反力架，底板上固定设有第一立柱和模型箱，模型箱内适于容纳饱和土层；单桩，部分插入饱和土层内；施力组件，包括与底板平行的施力件，施力件与第一立柱固定连接；传力组件，设于施力组件和单桩之间，传力组件包括传力框，传力框一端与施力件连接、另一端与单桩固定连接，传力框以将施力件传递的力转换位单桩的转动力，以使单桩沿自身周向方向进行周期性转动，从而模拟当单桩作为共享基础时，受到的周期性的荷载，以准确研判原型海上风机基础扭剪承载性能，帮助试验人员掌握超重力模型试验测试扭剪荷载作用下筒土相互作用关系，更好地优化共享基础的设计参数。
18、2.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，施力组件还包括齿条，施力件的伸出端与齿条固定连接，传力组件还包括齿轮，齿轮与传力框固定连接，齿轮与齿条啮合设置，以将施力件的直线运动转换为传力框的转动，再由传力框带动单桩进行转动。
19、3.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，传力框为方框结构，传力框内设有接头帽，接头帽与单桩固定连接，接头帽与传力框滑动连接，通过接头帽实现与单桩的固定连接，通过接头帽与传力框的滑动，以避免单桩无法相对于传力框进行运动。
20、4.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，传力框内设有挡板，以对接头帽进行限位。
21、5.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，还包括限位支架，限位支架与模型箱固定连接，传力框部分设于限位支架内，单桩穿过限位支架的套管后与接头帽固定连接，套管以限制单桩进行水平方向的移动，使单桩仅能沿自身周向进行转动。
22、6.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，包括十字横梁和第二立柱，十字横梁分别与第一立柱和第二立柱固定连接，施力组件设于十字横梁的下方，十字横梁以强化反力架结构。
23、7.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，还包括连接板，连接板设于施力件与十字横梁之间，施力件设于连接板的下方，连接板起到连接作用。
24、8.本专利技术提供的海上风机基础抗扭测试装置，控制器与施力件线路连接，以控制施力件的运动，带动齿条进行运动。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述施力组件还包括齿条(6)，所述施力件(5)的伸出端与齿条(6)固定连接，所述传力组件还包括齿轮(9)，所述齿轮(9)与传力框(10)固定连接，所述齿轮(9)与齿条(6)啮合设置。
3.根据权利要求2所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述传力框(10)为方框结构，所述传力框(10)内设有接头帽(15)，所述接头帽(15)与单桩(13)固定连接，所述接头帽(15)与传力框(10)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述传力框(10)内设有挡板(14)。
5.根据权利要求3所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，还包括限位支架(11)，所述限位支架(11)与模型箱(3)固定连接，所述传力框(10)部分设于限位支架(11)内，所述单桩(13)穿过限位支架(11)的套管(12)后与接头帽(15)固定连接。
6.根据权利要求1－5任一项所述的海上风机基础抗扭测试装
7.根据权利要求6所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，还包括连接板(8)，所述连接板(8)设于施力件(5)与十字横梁(1)之间，所述施力件(5)设于连接板(8)的下方。
8.根据权利要求7所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述连接板(8)的朝向传力框(10)方向的面上设有支撑座(7)，所述支撑座(7)与齿条(6)滑动连接。
9.根据权利要求8所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与施力件(5)线路连接。
10.根据权利要求9所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，还包括离心机，所述离心机内设有吊篮，所述反力架固定于吊篮内，所述离心机与控制器线路连接。
...【技术特征摘要】
1.一种海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述施力组件还包括齿条(6)，所述施力件(5)的伸出端与齿条(6)固定连接，所述传力组件还包括齿轮(9)，所述齿轮(9)与传力框(10)固定连接，所述齿轮(9)与齿条(6)啮合设置。
3.根据权利要求2所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述传力框(10)为方框结构，所述传力框(10)内设有接头帽(15)，所述接头帽(15)与单桩(13)固定连接，所述接头帽(15)与传力框(10)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，所述传力框(10)内设有挡板(14)。
5.根据权利要求3所述的海上风机基础抗扭测试装置，其特征在于，还包括限位支架(11)，所述限位支架(11)与模型箱(3)固定连接，所述传力框(10)部分设于限位支架(11)内，所述单桩(13)穿过限位支架(11)的套管(12)后与接头...
【专利技术属性】
技术研发人员：张紫涛，李兆锋，李锦辉，孙金鑫，杨永森，张雪东，胡晶，章钊梃，杨东映，宋建正，张幸幸，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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