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適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)

275   編輯:管理員   來源:中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司  
2024-03-12 17:06:52
權(quán)利要求書: 1.一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,包括樁基礎(chǔ)和過渡結(jié)構(gòu),所述過渡結(jié)構(gòu)包括主腿、插入腿和連接組件,所述主腿用于與導(dǎo)管架基礎(chǔ)的主體結(jié)構(gòu)連接,所述插入腿用于插入所述樁基礎(chǔ)內(nèi),所述插入腿的直徑大于所述主腿的直徑,所述連接組件連接在所述主腿與所述插入腿之間;

所述連接組件包括套裝固定在所述主腿上的止擋上環(huán)板、套裝固定在所述插入腿上的止擋下環(huán)板,所述插入腿的上端與所述止擋上環(huán)板的下側(cè)固定連接,所述止擋下環(huán)板用于支撐在樁基礎(chǔ)上;

所述止擋上環(huán)板與所述主腿的外壁之間亦連接有上腹板,所述上腹板沿所述主腿的徑向延伸,所述上腹板沿所述主腿的周向間隔布置有多個,各所述上腹板上均垂直布置有蓋板,相鄰的兩個上腹板之間連接有面板,所述面板的內(nèi)壁與所述主腿連接,所述主腿的內(nèi)側(cè)亦設(shè)置有周向延伸的上內(nèi)環(huán)板;

所述止擋上環(huán)板具有超出所述插入腿的外壁的外沿,所述外沿與所述止擋下環(huán)板之間亦連接有止擋腹板,所述止擋腹板的內(nèi)壁與所述插入腿焊接,所述止擋腹板沿所述插入腿的周向間隔均布有多個;

所述插入腿的內(nèi)壁與所述止擋上環(huán)板之間亦連接有內(nèi)肘板,所述內(nèi)肘板的外壁與所述插入腿的內(nèi)壁焊接,所述內(nèi)肘板沿所述插入腿的周向間隔均布有多個。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述面板遠(yuǎn)離所述主腿的一端向下傾斜,所述面板與所述蓋板共面布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述面板遠(yuǎn)離所述主腿的外壁為中部向所述主腿靠近的弧線結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述上內(nèi)環(huán)板與所述主腿垂直連接,所述面板的與所述主腿連接的內(nèi)壁與所述上內(nèi)環(huán)板共面布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述止擋上環(huán)板的上側(cè)亦垂直布置有套筒,所述套筒與所述主腿同軸布置,所述上腹板與所述套筒焊接固定,所述蓋板與所述套筒之間具有徑向間隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述插入腿的內(nèi)側(cè)亦設(shè)置有下內(nèi)環(huán)板,所述內(nèi)肘板的底部與所述下內(nèi)環(huán)板焊接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述下內(nèi)環(huán)板的高度低于所述止擋下環(huán)板的高度,所述內(nèi)肘板與所述止擋腹板沿所述插入腿的周向交替布置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述插入腿的外壁上亦周向間隔布置有多個導(dǎo)向塊,所述導(dǎo)向塊沿所述插入腿的軸向延伸。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其特征在于,所述止擋下環(huán)板的底壁上亦設(shè)有墊板,所述墊板沿所述插入腿的周向間隔布置有多個。

說明書: 一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及海上風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)。背景技術(shù)[0002] 海上風(fēng)電作為我國可再生能源發(fā)展的重點領(lǐng)域,現(xiàn)已進入新的發(fā)展階段,伴隨著海上風(fēng)機價格不斷下探及施工成本逐漸降低,海上風(fēng)電迎來爆發(fā)式增長。[0003] 海上風(fēng)電高速發(fā)展的背景下,風(fēng)機基礎(chǔ)作為海上風(fēng)機最重要的組成結(jié)構(gòu),其型式越來越趨于多樣化。導(dǎo)管架基礎(chǔ)具有剛度大、受波浪載荷小等優(yōu)點,成為了海上風(fēng)電中最常用的基礎(chǔ)型式?,F(xiàn)有的吸力桶基礎(chǔ)樁徑通常在10m以上,只能用于土質(zhì)比較單一的海域,對于地質(zhì)差、巖層淺的海域,較大地樁長致使樁基礎(chǔ)嵌巖可能性極大,開發(fā)出一種適用于地質(zhì)較差避免嵌巖的樁基礎(chǔ)將對海上風(fēng)電的發(fā)展提供極大地便利。[0004] 通過增大樁徑是避免嵌巖最有效的方式,大直徑非嵌巖樁基礎(chǔ)的直徑通常在3.5-5m范圍內(nèi),可適用于各種復(fù)雜地質(zhì)的海域,但是樁徑增大的同時導(dǎo)管架基礎(chǔ)的主腿直徑不會改變,因此大直徑的樁基礎(chǔ)與小直徑的主腿之間的應(yīng)力突增成為制約設(shè)計的關(guān)鍵,此外,該位置的疲勞損傷,亦是結(jié)構(gòu)設(shè)計時亟待解決的重點。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的是:提供一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),以降低主腿與樁基礎(chǔ)的連接位置處的應(yīng)力集中,減小累積疲勞損傷。[0006] 為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),包括樁基礎(chǔ)和過渡結(jié)構(gòu),所述過渡結(jié)構(gòu)包括主腿、插入腿和連接組件,所述主腿用于與導(dǎo)管架基礎(chǔ)的主體結(jié)構(gòu)連接,所述插入腿用于插入所述樁基礎(chǔ)內(nèi),所述插入腿的直徑大于所述主腿的直徑,所述連接組件連接在所述主腿與所述插入腿之間;[0007] 所述連接組件包括套裝固定在所述主腿上的止擋上環(huán)板、套裝固定在所述插入腿上的止擋下環(huán)板,所述插入腿的上端與所述止擋上環(huán)板的下側(cè)固定連接,所述止擋下環(huán)板用于支撐在樁基礎(chǔ)上;[0008] 所述止擋上環(huán)板與所述主腿的外壁之間亦連接有上腹板,所述上腹板沿所述主腿的徑向延伸,所述上腹板沿所述主腿的周向間隔布置有多個,各所述上腹板上均垂直布置有蓋板,相鄰的兩個上腹板之間連接有面板,所述面板的內(nèi)壁與所述主腿連接,所述主腿的內(nèi)側(cè)亦設(shè)置有周向延伸的上內(nèi)環(huán)板;[0009] 所述止擋上環(huán)板具有超出所述插入腿的外壁的外沿,所述外沿與所述止擋下環(huán)板之間亦連接有止擋腹板,所述止擋腹板的內(nèi)壁與所述插入腿焊接,所述止擋腹板沿所述插入腿的周向間隔均布有多個;[0010] 所述插入腿的內(nèi)壁與所述止擋上環(huán)板之間亦連接有內(nèi)肘板,所述內(nèi)肘板的外壁與所述插入腿的內(nèi)壁焊接,所述內(nèi)肘板沿所述插入腿的周向間隔均布有多個。[0011] 優(yōu)選地,所述面板遠(yuǎn)離所述主腿的一端向下傾斜,所述面板與所述蓋板共面布置。[0012] 優(yōu)選地,所述面板遠(yuǎn)離所述主腿的外壁為中部向所述主腿靠近的弧線結(jié)構(gòu)。[0013] 優(yōu)選地,所述上內(nèi)環(huán)板與所述主腿垂直連接,所述面板的與所述主腿連接的內(nèi)壁與所述上內(nèi)環(huán)板共面布置。[0014] 優(yōu)選地,所述止擋上環(huán)板的上側(cè)亦垂直布置有套筒,所述套筒與所述主腿同軸布置,所述上腹板與所述套筒焊接固定,所述蓋板與所述套筒之間具有徑向間隙。[0015] 優(yōu)選地,所述插入腿的內(nèi)側(cè)亦設(shè)置有下內(nèi)環(huán)板,所述內(nèi)肘板的底部與所述下內(nèi)環(huán)板焊接。[0016] 優(yōu)選地,所述下內(nèi)環(huán)板的高度低于所述止擋下環(huán)板的高度,所述內(nèi)肘板與所述止擋腹板沿所述插入腿的周向交替布置。[0017] 優(yōu)選地,所述插入腿的外壁上亦周向間隔布置有多個導(dǎo)向塊,所述導(dǎo)向塊沿所述插入腿的軸向延伸。[0018] 優(yōu)選地,所述止擋下環(huán)板的底壁上亦設(shè)有墊板,所述墊板沿所述插入腿的周向間隔布置有多個。[0019] 本發(fā)明實施例一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)與現(xiàn)有技術(shù)相比,其有益效果在于:上內(nèi)環(huán)板和面板分別在內(nèi)外兩側(cè)對接主腿,使主腿內(nèi)側(cè)受力均勻,同時面板由上腹板以及蓋板支撐,同時在上腹板上布置蓋板與主腿連接,使得上內(nèi)環(huán)板、面板、上腹板、蓋板形成一個受力整體,可有效減小主腿位置的變形和應(yīng)力集中;止擋上環(huán)板與止擋下環(huán)板之間的止擋腹板、止擋上環(huán)板與插入腿之間的內(nèi)肘板形成整體,對插入腿的內(nèi)外兩側(cè)進行支撐,可有效減小插入腿在徑向上的變形,進而有效縮減應(yīng)力極值,減小累積疲勞損傷;主腿、插入腿通過止擋上環(huán)板、止擋下環(huán)板、上腹板、止擋腹板、內(nèi)肘板、上內(nèi)環(huán)板連接為整體,可將主體結(jié)構(gòu)的荷載分散式地傳遞至樁基礎(chǔ),不會出現(xiàn)應(yīng)力集中,有效地保護樁基礎(chǔ),有效地預(yù)防服役期內(nèi)因為荷載產(chǎn)生的屈曲破壞和疲勞破壞;插入腿插裝在樁基礎(chǔ)內(nèi),并且通過止擋下環(huán)板與樁基礎(chǔ)止擋限位,可以有效防止上部的主體結(jié)構(gòu)下滑;該新型導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)通過增加樁徑減小樁長的方式,防止鋼管樁嵌巖,大幅縮短施工周期和風(fēng)險。[0020] 通過增大樁基礎(chǔ)的樁徑可大幅提高樁基礎(chǔ)的側(cè)摩阻和端阻力,進而顯著提高樁基礎(chǔ)的抗壓和抗拔承載力,最終樁長在一定程度上得到縮減,對于巖面較淺的海上風(fēng)電場址,可有效規(guī)避嵌巖的風(fēng)險。[0021] 進一步地,縮短樁長可大幅降低工程造價,避免嵌巖可在一定程度上縮短風(fēng)機基礎(chǔ)的施工周期,進一步節(jié)省工程造價。[0022] 進一步地,該新型避免嵌巖導(dǎo)管架基礎(chǔ)承載力好,可適用于表層淤泥厚、多軟弱夾層、巖面淺等多種復(fù)雜地質(zhì)條件下的沿海風(fēng)電場址,樁基礎(chǔ)上部的過渡結(jié)構(gòu)可顯著降低上部小直徑主體結(jié)構(gòu)與下部大直徑樁基礎(chǔ)連接位置的疲勞損傷,有效規(guī)避疲勞失效等問題。附圖說明[0023] 圖1是本發(fā)明的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0024] 圖2是本發(fā)明的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的過渡結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0025] 圖3是圖2的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的過渡結(jié)構(gòu)的A-A線剖視圖;[0026] 圖4是圖2的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的過渡結(jié)構(gòu)的B-B線剖視圖;[0027] 圖5是圖2的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的過渡結(jié)構(gòu)的C-C線剖視圖;[0028] 圖6是圖2的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的過渡結(jié)構(gòu)的D-D線剖視圖;[0029] 圖7是圖3的適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的過渡結(jié)構(gòu)的E-E線剖視圖。[0030] 圖中,1、主腿,2、插入腿,3、止擋上環(huán)板,4、止擋下環(huán)板,5、上腹板,6、蓋板,7、面板,8、止擋腹板,9、內(nèi)肘板,10、上內(nèi)環(huán)板,11、下內(nèi)環(huán)板,12、套筒,13、導(dǎo)向塊,14、墊板,15、主體結(jié)構(gòu),16、樁基礎(chǔ)。具體實施方式[0031] 下面結(jié)合附圖和實施例,對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。[0032] 本發(fā)明的一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的優(yōu)選實施例,如圖1至圖7所示,該適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)包括樁基礎(chǔ)16和過渡結(jié)構(gòu),該樁基礎(chǔ)16為大直徑結(jié)構(gòu),直徑為3.5-5m,過渡結(jié)構(gòu)布置在樁基礎(chǔ)16的頂部。通過增大樁基礎(chǔ)的樁徑可大幅提高樁基礎(chǔ)的側(cè)摩阻和端阻力,進而顯著提高樁基礎(chǔ)的抗壓和抗拔承載力,最終樁長在一定程度上得到縮減,對于巖面較淺的海上風(fēng)電場址,可有效規(guī)避嵌巖的風(fēng)險。縮短樁長可大幅降低工程造價,避免嵌巖可在一定程度上縮短風(fēng)機基礎(chǔ)的施工周期,進一步節(jié)省工程造價。[0033] 過渡結(jié)構(gòu)包括主腿1、插入腿2和連接組件,主腿1用于與導(dǎo)管架基礎(chǔ)的主體結(jié)構(gòu)15連接,插入腿2用于插入導(dǎo)管架基礎(chǔ)的樁基礎(chǔ)16內(nèi),以與導(dǎo)管架基礎(chǔ)進行連接,連接組件連接在主腿1與插入腿2之間,將主腿1、插入腿2連接為整體,增加整個過渡結(jié)構(gòu)的強度。[0034] 插入腿2的直徑大于主腿1的直徑,以與直徑增大的樁基礎(chǔ)16進行連接,并將作用力傳遞至樁基礎(chǔ)16。在滿足規(guī)范樁中心距要求的前提下,可增大樁基礎(chǔ)16的樁徑,不同樁徑的樁基礎(chǔ)16可進行承載力和灌漿段彎矩對比分析來減小樁基礎(chǔ)16的樁長,避免嵌巖。[0035] 連接組件包括止擋上環(huán)板3、止擋下環(huán)板4、上腹板5、蓋板6、面板7、止擋腹板8、內(nèi)肘板9,止擋上環(huán)板3,連接組件的各個結(jié)構(gòu)之間、各個結(jié)構(gòu)與主腿1之間、各個結(jié)構(gòu)與插入腿2之間均采用全熔透焊接,以保證焊接質(zhì)量,對主腿1、插入腿2進行結(jié)構(gòu)加強,可將主體結(jié)構(gòu)

15的荷載分散式地傳遞至樁基礎(chǔ)16,不會出現(xiàn)應(yīng)力集中,有效地保護樁基礎(chǔ)16,有效地預(yù)防服役期內(nèi)因為荷載產(chǎn)生的屈曲破壞和疲勞破壞。面板7、上腹板5、蓋板6、內(nèi)肘板9和止檔肘板作為結(jié)構(gòu)加強件,其厚度和數(shù)量需通過方案比選最終確定;另外可根據(jù)應(yīng)力集中系數(shù)和應(yīng)力進行優(yōu)化,若應(yīng)力集中系數(shù)超過規(guī)范限值要求,可相應(yīng)增加面板7板和上腹板5數(shù)量與厚度。

[0036] 止擋上環(huán)板3套裝固定在主腿1的外壁上,止擋下環(huán)板4套裝固定在插入腿2的外壁上,插入腿2的上端與止擋下環(huán)板4的下側(cè)固定連接,即止擋上環(huán)板3將主腿1、插入腿2連接為整體。止擋上環(huán)板3可以從外側(cè)對主腿1進行徑向支撐,減小主腿1的變形,止擋下環(huán)板4可以從外側(cè)對插入腿2進行徑向支撐,減小插入腿2的變形。止擋下環(huán)板4用于支撐在樁基礎(chǔ)16上,當(dāng)插入腿2插入樁基礎(chǔ)16上,止擋下環(huán)板4坐在樁基礎(chǔ)16上,可以有效防止主體結(jié)構(gòu)15下滑。[0037] 上腹板5固定布置在主腿1的外側(cè),上腹板5的底壁與止擋上環(huán)板3焊接固定,上腹板5的側(cè)壁與主腿1焊接固定,使的上腹板5焊接固定在主腿1與止擋上環(huán)板3之間。上腹板5沿主腿1的周向間隔布置有多個,多個上腹板5在徑向上對主腿1、止擋上環(huán)板3、止擋下環(huán)板4進行徑向支撐,減小徑向變形。

[0038] 各個上腹板5上均焊接固定有蓋板6,蓋板6與上腹板5垂直布置,蓋板6的內(nèi)壁面與主腿1的外壁焊接固定,使主腿1、上腹板5、蓋板6連接為整體。相鄰的兩個上腹板5之間亦焊接固定有面板7,面板7的內(nèi)壁與主腿1的外壁面焊接固定,面板7與蓋板6組成完整的環(huán)形結(jié)構(gòu),在整個周向上對主腿1進行徑向支撐。[0039] 主腿1的內(nèi)側(cè)布置有上內(nèi)環(huán)板10,上內(nèi)環(huán)板10沿主腿1的周向延伸,上內(nèi)環(huán)板10從內(nèi)側(cè)對主腿1進行徑向支撐,以防止主腿1向內(nèi)彎曲變形。上內(nèi)環(huán)板10和面板7分別在內(nèi)外兩側(cè)對接主腿1,使主腿1內(nèi)側(cè)受力均勻,上內(nèi)環(huán)板10、面板7、上腹板5、蓋板6形成一個受力整體,可有效減小主腿1位置的變形和應(yīng)力集中。[0040] 止擋上環(huán)板3具有外沿,外沿超出插入腿2的外壁,即外沿延伸至插入腿2的外側(cè)。外沿與止擋下環(huán)板4之間連接有止擋腹板8,止擋腹板8的內(nèi)壁與插入腿2焊接,止擋腹板8沿插入腿2的周向間隔均布有多個。止擋腹板8對止擋上環(huán)板3、止擋下環(huán)板4進行徑向加強,也對插入腿2進行徑向支撐,減少插入腿2徑向變形和應(yīng)力集中。在本實施例中,止擋腹板8的厚度要大于其它連接組件的厚度,可以保證具有足夠的強度,以防止上部主體結(jié)構(gòu)15的下滑。

[0041] 插入腿2的內(nèi)壁與止擋上環(huán)板3之間亦連接有內(nèi)肘板9,內(nèi)肘板9的外壁與插入腿2的內(nèi)壁焊接,內(nèi)肘板9的上壁與止擋上環(huán)板3焊接,內(nèi)肘板9沿插入腿2的周向間隔均布有多個。內(nèi)肘板9是止擋上環(huán)板3與插入腿2的內(nèi)壁之間的加強構(gòu)件,內(nèi)肘板9可以從內(nèi)側(cè)對插入腿2進行徑向支撐,減少插入腿2的徑向變形。在本實施例中,內(nèi)肘板9為多邊形結(jié)構(gòu),在保證結(jié)構(gòu)充分利用的前提下可適當(dāng)調(diào)整弧形的大小,以達到最為經(jīng)濟的效果。[0042] 上內(nèi)環(huán)板10和面板7分別在內(nèi)外兩側(cè)對接主腿1,使主腿1內(nèi)側(cè)受力均勻,同時面板7由上腹板5以及蓋板6支撐,同時在上腹板5上布置蓋板6與主腿1連接,使得上內(nèi)環(huán)板10、面板7、上腹板5、蓋板6形成一個受力整體,可有效減小主腿1位置的變形和應(yīng)力集中;止擋上環(huán)板3與止擋下環(huán)板4之間的止擋腹板8、止擋上環(huán)板3與插入腿2之間的內(nèi)肘板9形成整體,對插入腿2的內(nèi)外兩側(cè)進行支撐,可有效減小插入腿2在徑向上的變形,進而有效縮減應(yīng)力極值,減小累積疲勞損傷;主腿1、插入腿2通過止擋上環(huán)板3、止擋下環(huán)板4、上腹板5、止擋腹板8、內(nèi)肘板9、上內(nèi)環(huán)板10連接為整體,可將主體結(jié)構(gòu)15的荷載分散式地傳遞至樁基礎(chǔ)16,不會出現(xiàn)大的應(yīng)力集中,有效地保護樁基礎(chǔ)16,有效地預(yù)防服役期內(nèi)因為荷載產(chǎn)生的屈曲破壞和疲勞破壞;插入腿2插裝在樁基礎(chǔ)16內(nèi),并且通過止擋下環(huán)板4與樁基礎(chǔ)16止擋限位,可以有效防止上部的主體結(jié)構(gòu)15下滑,從而防止鋼管樁嵌巖,大幅縮短施工周期和風(fēng)險,根據(jù)工程計算,每臺風(fēng)機節(jié)約造價約1500萬左右。

[0043] 該過渡結(jié)構(gòu)可以有效地預(yù)防服役期內(nèi)結(jié)構(gòu)因風(fēng)、浪、流等荷載產(chǎn)生的疲勞破壞,使得該新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)的承載力好,為服役期內(nèi)結(jié)構(gòu)的安全性提供了有利的保障,可適用于表層淤泥厚、多軟弱夾層、巖面淺等多種復(fù)雜地質(zhì)條件下的沿海風(fēng)電場址,樁基礎(chǔ)上部的過渡結(jié)構(gòu)可顯著降低上部小直徑主體結(jié)構(gòu)與下部大直徑樁基礎(chǔ)連接位置的疲勞損傷,有效規(guī)避疲勞失效等問題。[0044] 優(yōu)選地,面板7遠(yuǎn)離主腿1的一端向下傾斜,面板7與蓋板6共面布置。[0045] 面板7傾斜布置,并且面板7與蓋板6共面布置,形成直斜式過渡,與主腿1傾斜時的受力方向接近,對主腿1進行支撐。面板7與蓋板6共面,形成一個整體,主腿1的作用力可以均勻地傳遞至面板7與蓋板6,減小應(yīng)力集中。[0046] 在其它實施例中,面板7與主腿1也可以垂直相交焊接。[0047] 優(yōu)選地,面板7遠(yuǎn)離主腿1的外壁為中部向主腿1靠近的弧線結(jié)構(gòu)。[0048] 面板7的外壁采用弧線結(jié)構(gòu),在保證結(jié)構(gòu)充分利用的前提下弧線可以減小應(yīng)力集中,同時達到最為經(jīng)濟的效果。另外圍繞主板一周的面板7成梅花形結(jié)構(gòu),更為美觀。[0049] 優(yōu)選地,上內(nèi)環(huán)板10與主腿1垂直連接,面板7的與主腿1連接的內(nèi)壁與上內(nèi)環(huán)板10共面布置。[0050] 上內(nèi)環(huán)板10與主腿1垂直,對主腿1進行徑向支撐,減小主腿1的徑向變形。面板7的內(nèi)壁與上內(nèi)環(huán)板10共面,對主腿1的內(nèi)外兩側(cè)進行支撐,減小應(yīng)力集中,縮減應(yīng)力極值,從而減小疲勞損傷。[0051] 優(yōu)選地,止擋上環(huán)板3的上側(cè)亦垂直布置有套筒12,套筒12與主腿1同軸布置,上腹板5與套筒12焊接固定,蓋板6與套筒12之間具有徑向間隙。[0052] 上腹板5和套筒12焊接固定,增加上腹板5與止擋上環(huán)板3之間的結(jié)構(gòu)強度,同時也使得上腹板5的承受的徑向應(yīng)力可以經(jīng)過套筒12均勻地傳遞至止擋上環(huán)板3,減小應(yīng)力集中。[0053] 蓋板6與套筒12之間具有徑向間隙,該徑向間隙可以在上腹板5發(fā)生微量變形時,為蓋板6提供伸縮余量,減小應(yīng)力集中,有效地預(yù)防服役期內(nèi)結(jié)構(gòu)因風(fēng)、浪、流等荷載產(chǎn)生的疲勞破壞,適用于地質(zhì)差、巖層淺的海上風(fēng)電場。[0054] 優(yōu)選地,插入腿2的內(nèi)側(cè)亦設(shè)置有下內(nèi)環(huán)板11,內(nèi)肘板9的底部與下內(nèi)環(huán)板11焊接。[0055] 內(nèi)肘板9、下內(nèi)環(huán)板11和插入腿2焊接固定后形成整體,對內(nèi)肘板9的底壁進行支撐,使內(nèi)肘板9、止擋上環(huán)板3、插入腿2、下內(nèi)環(huán)板11形成整體,減小插入腿2的以及樁基礎(chǔ)16的徑向變形,從而縮減應(yīng)力極值。[0056] 優(yōu)選地,下內(nèi)環(huán)板11的高度低于止擋下環(huán)板4的高度,內(nèi)肘板9與止擋腹板8沿插入腿2的周向交替布置。[0057] 下內(nèi)環(huán)板11和止擋下環(huán)板4存在高度差,可以減小插入腿2連接處的應(yīng)力集中,減小累積疲勞損傷;同時內(nèi)肘板9和止擋腹板8周向交替布置,分別在內(nèi)外兩側(cè)對插入腿2在周向上進行徑向支撐,使得荷載分散地傳遞至插入腿2以及樁基礎(chǔ)16,不會出現(xiàn)大的應(yīng)力集中。[0058] 優(yōu)選地,插入腿2的外壁上亦周向間隔布置有多個導(dǎo)向塊13,導(dǎo)向塊13沿插入腿2的軸向延伸。[0059] 在插入腿2插裝入樁基礎(chǔ)16時,導(dǎo)向塊13可以對插入腿2進行導(dǎo)向,減小插入腿2與樁基礎(chǔ)16之間的碰撞。在本實施例中,導(dǎo)向塊13的厚度由下至上逐漸增大,并且外壁面為曲面,可以減小導(dǎo)向塊13與樁基礎(chǔ)16初次接觸時的作用力。并且在本實施例中,導(dǎo)向塊13共有十六個,十六個導(dǎo)向塊13均勻布置。[0060] 優(yōu)選地,止擋下環(huán)板4的底壁上亦設(shè)有墊板14,墊板14沿插入腿2的周向間隔布置有多個。[0061] 墊板14可以對止擋下環(huán)板4進行結(jié)構(gòu)加強,保證具有足夠的強度,同時也可以使止擋下環(huán)板4與樁基礎(chǔ)16之間具有余量,減小主體結(jié)構(gòu)15的下滑,避免嵌巖樁。在本實施例中,墊板14為矩形結(jié)構(gòu),墊板14沿插入腿2的徑向延伸。[0062] 綜上,本發(fā)明實施例提供一種適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ),其上內(nèi)環(huán)板和面板分別在內(nèi)外兩側(cè)對接主腿,使主腿內(nèi)側(cè)受力均勻,同時面板由上腹板以及蓋板支撐,同時在上腹板上布置蓋板與主腿連接,使得上內(nèi)環(huán)板、面板、上腹板、蓋板形成一個受力整體,可有效減小主腿位置的變形和應(yīng)力集中;止擋上環(huán)板與止擋下環(huán)板之間的止擋腹板、止擋上環(huán)板與插入腿之間的內(nèi)肘板形成整體,對插入腿的內(nèi)外兩側(cè)進行支撐,可有效減小插入腿在徑向上的變形,進而有效縮減應(yīng)力極值,減小累積疲勞損傷;主腿、插入腿通過止擋上環(huán)板、止擋下環(huán)板、上腹板、止擋腹板、內(nèi)肘板、上內(nèi)環(huán)板連接為整體,可將主體結(jié)構(gòu)的荷載分散式地傳遞至樁基礎(chǔ),不會出現(xiàn)應(yīng)力集中,有效地保護樁基礎(chǔ),有效地預(yù)防服役期內(nèi)因為荷載產(chǎn)生的屈曲破壞和疲勞破壞;插入腿插裝在樁基礎(chǔ)內(nèi),并且通過止擋下環(huán)板與樁基礎(chǔ)止擋限位,可以有效防止上部的主體結(jié)構(gòu)下滑;該新型導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)通過增加樁徑減小樁長的方式,防止鋼管樁嵌巖,大幅縮短施工周期和風(fēng)險。[0063] 通過增大樁基礎(chǔ)的樁徑可大幅提高樁基礎(chǔ)的側(cè)摩阻和端阻力,進而顯著提高樁基礎(chǔ)的抗壓和抗拔承載力,最終樁長在一定程度上得到縮減,對于巖面較淺的海上風(fēng)電場址,可有效規(guī)避嵌巖的風(fēng)險。[0064] 進一步地,縮短樁長可大幅降低工程造價,避免嵌巖可在一定程度上縮短風(fēng)機基礎(chǔ)的施工周期,進一步節(jié)省工程造價。[0065] 進一步地,該新型避免嵌巖導(dǎo)管架基礎(chǔ)承載力好,可適用于表層淤泥厚、多軟弱夾層、巖面淺等多種復(fù)雜地質(zhì)條件下的沿海風(fēng)電場址,樁基礎(chǔ)上部的過渡結(jié)構(gòu)可顯著降低上部小直徑主體結(jié)構(gòu)與下部大直徑樁基礎(chǔ)連接位置的疲勞損傷,有效規(guī)避疲勞失效等問題。[0066] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下,亦可以做出若干改進和替換,這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。



聲明:
“適用于大兆瓦風(fēng)機的新型避免嵌巖導(dǎo)管架樁基礎(chǔ)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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