海上风机基础及其施工方法

摘要

本发明公开了一种海上风机基础，固定于设有开口的管桩内，包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体，所述连接板的一侧与所述第一主体相连，另一侧与所述第二主体相连，所述第二主体远离所述连接板一端伸入所述开口、并与所述管桩相连。当管桩偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时，可将第二主体相对连接板进行一定量的偏移，使得第二主体能够顺利插入管桩内固定。本发明结构简单，可操作性强，能快速对偏离允许沉桩误差较大的情况进行补救，能够保障风机基础顺利安装，提高海上施工安装效率和可靠性；本发明无需对施工误差较大的管桩进行海上的特别处理，其经济效益良好。

权利要求

1.一种海上风机基础，固定于设有开口的管桩内，其特征在于，包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体，所述连接板的一侧与所述第一主体相连，另一侧与所述第二主体相连，所述第二主体远离所述连接板一端伸入所述开口、并与所述管桩相连；当所述管桩偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时，所述第二主体相对所述连接板进行偏移，使得所述第二主体能够顺利插入所述管桩内。

2.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，包括至少两个风机基础，所述管桩与风机基础一一对应，所述管桩设有所述开口的一端位于所述连接板的正下方、并与所述连接板之间设有调节垫块。

3.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述第一主体与所述连接板之间还设有连接管，所述连接管一端固定于所述连接板上，另一端与所述第一主体连接。

4.根据权利要求3所述的海上风机基础，其特征在于，所述连接板上设有围绕所述连接管外周设置的多个加强翼板，所述连接管外周还套设有加强板，所述加强板与所述加强翼板远离所述连接板一端相连接。

5.根据权利要求4所述的海上风机基础，其特征在于，所述连接管、所述连接板、所述加强翼板三者之间的交接处设有抗疲劳开孔。

6.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述连接板上设有第一灌浆穿孔，所述第一灌浆穿孔与所述第二主体内腔连通。

7.根据权利要求6所述的海上风机基础，其特征在于，所述管桩和所述第二主体之间设有连接腔，所述连接板上还设有至少一个与所述连接腔连通的第二灌浆穿孔。

8.一种海上风机基础施工方法，其特征在于，风机基础包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体；所述海上风机基础施工方法包括以下步骤：S1、确定管桩在海底的预设安装位置和第一主体、第二主体在连接板上的预设安装位置，根据管桩直径D和第二主体直径d确定管桩最小允许施工误差s，其中s＝(D-d)/2；

S2、将管桩按照预设要求固定于海底；

S3、获取管桩实际安装位置与管桩预设安装位置之间的偏移距离s1；

S4、确定第二主体在连接板上的实际安装位置，当s1≤s时，第二主体的实际安装位置即为其预设安装位置；当s1>s时，第二主体的实际安装位置与其预设安装位置之间的偏移距离为s2，其中s1-s≤s2≤s1+s；

S5、将第一主体按照预设安装位置固定于连接板上侧，将第二主体按照确定的实际安装位置固定于连接板下侧；

S6、将第二主体远离连接板的一端插入管桩内、并与管桩固定，管桩靠近连接板一端与连接板相连接。

9.根据权利要求8所述的海上风机基础施工方法，其特征在于，在步骤S5中，当s1>s时，还需根据施工强度要求和疲劳要求确定s2的数值和连接板的厚度。

10.根据权利要求8所述的海上风机基础施工方法，其特征在于，包括至少两个风机基础，管桩与风机基础一一对应，在步骤S5与步骤S6之间还包括以下步骤：确定相邻两个管桩的桩顶高度允许偏差值h；

获取相邻两个管桩桩顶实际高度差值h1；

当h1≤h时，无须增设调节垫块；当h1>h时，在桩顶高度较低的管桩对应的连接板下侧增设厚度为h2的调节垫块，且应满足|h1-h2|≤h。

说明书

海上风机基础及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及海上风机基础技术领域，尤其是涉及一种海上风机基础及其施工方法。

背景技术

[0002] 目前的导管架、水下三桩和水上三桩等各种风机基础形式中，都是采用先打管桩，后安装风机基础的施工顺序，由于管桩施工存在误差，当误差超过规定范围将会影响风机基础的顺利施工。例如，当管桩施工位置偏移预定安装位置较多距离时，将导致风机基础不能顺利插入管桩内，此时将重新打桩或进行其他的海上特别处理，严重影响施工效率，增加施工成本。另外，在展开大面积施工时，管桩偏离允许施工误差范围这一现象很难避免。

发明内容

[0003] 基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种海上风机基础及其施工方法，在管桩施工存在较大偏差的情况下，其能够保障风机基础顺利安装，提高海上施工安装效率和可靠性。

[0004] 其技术方案如下：

[0005] 一种海上风机基础，固定于设有开口的管桩内，包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体，所述连接板的一侧与所述第一主体相连，另一侧与所述第二主体相连，所述第二主体远离所述连接板一端伸入所述开口、并与所述管桩相连。

[0006] 在其中一个实施例中，包括至少两个风机基础，所述管桩与风机基础一一对应，所述管桩设有所述开口的一端位于所述连接板的正下方、并与所述连接板之间设有调节垫块。

[0007] 在其中一个实施例中，所述第一主体与所述连接板之间还设有连接管，所述连接管一端固定于所述连接板上，另一端与所述第一主体连接。

[0008] 在其中一个实施例中，所述连接板上设有围绕所述连接管外周设置的多个加强翼板，所述连接管外周还套设有加强板，所述加强板与所述加强翼板远离所述连接板一端相连接。

[0009] 在其中一个实施例中，所述连接管、所述连接板、所述加强翼板三者之间的交接处设有抗疲劳开孔。

[0010] 在其中一个实施例中，所述连接板上设有第一灌浆穿孔，所述第一灌浆穿孔与所述第二主体内腔连通。

[0011] 在其中一个实施例中，所述管桩和所述第二主体之间设有连接腔，所述连接板上还设有至少一个与所述连接腔连通的第二灌浆穿孔。

[0012] 本技术方案还提供了一种海上风机基础施工方法，风机基础包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体；所述海上风机基础施工方法包括以下步骤：

[0013] S1、确定管桩在海底的预设安装位置和第一主体、第二主体在连接板上的预设安装位置，根据管桩直径D和第二主体直径d确定管桩最小允许施工误差s，其中s＝(D-d)/2；

[0014] S2、将管桩按照预设要求固定于海底；

[0015] S3、获取管桩实际安装位置与管桩预设安装位置之间的偏移距离s1；

[0016] S4、确定第二主体在连接板上的实际安装位置，当s1≤s时，第二主体的实际安装位置即为其预设安装位置；当s1>s时，第二主体的实际安装位置与其预设安装位置之间的偏移距离为s2，其中s1-s≤s2≤s1+s；

[0017] S5、将第一主体按照预设安装位置固定于连接板上侧，将第二主体按照确定的实际安装位置固定于连接板下侧；

[0018] S6、将第二主体远离连接板的一端插入管桩内、并与管桩固定，管桩靠近连接板一端与连接板相连接。

[0019] 在其中一个实施例中，在步骤S5中，当s1>s时，还需根据施工强度要求和疲劳要求确定s2的数值和连接板的厚度。

[0020] 在其中一个实施例中，包括至少两个风机基础，管桩与风机基础一一对应，在步骤S5与步骤S6之间还包括以下步骤：

[0021] 确定相邻两个管桩的桩顶高度允许偏差值h；

[0022] 获取相邻两个管桩桩顶实际高度差值h1；

[0023] 当h1≤h时，无须增设调节垫块；当h1>h时，在桩顶高度较低的管桩对应的连接板下侧增设厚度为h2的调节垫块，且应满足|h1-h2|≤h。

[0024] 本发明的有益效果在于：

[0025] 提供一种海上风机基础，包括从上往下依次布置的第一主体、连接板和第二主体，第一主体为支撑结构主体部分，第二主体为灌浆连接段部分，第一主体和第二主体分别连接于连接板的上下侧，当管桩偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时，将会影响风机基础安装，针对这种情况，可将第二主体相对连接板进行一定量的偏移，使得第二主体能够顺利插入管桩内固定。本发明结构简单，可操作性强，能快速对偏离允许沉桩误差较大的情况进行补救，能够保障风机基础顺利安装，提高海上施工安装效率和可靠性；本发明无需对施工误差较大的管桩进行海上的特别处理，其经济效益良好。

[0026] 本发明所述连接板与所述管桩之间设有调节垫块，用以调节连接板的高度，进而调节风机基础的高度，保证各个风机基础竖向偏差控制在规定范围内，保证风机长期安全运行，提高风机基础耐受性。

[0027] 第一主体与连接板之间还设有连接管，由于第一主体一般倾斜放置,在第一主体与连接板之间增设连接管，第一主体倾斜固定于连接管一端，一方面增强了了第一主体的固定效果，另一方面方便第一主体焊接固定。同时，可通过调节连接管的厚度进一步增强连接强度。

[0028] 所述连接板上设有围绕所述连接管外周设置的多个加强翼板，所述连接管外周还套设有加强板，用以增强风机基础的固定效果，增加其强度和抗压性能，提高耐受性，保证风机安全稳定运行。

[0029] 所述连接管、所述连接板、所述加强翼板三者之间的交接处设有抗疲劳开孔，提高本发明的抗疲劳性能。

[0030] 所述连接板上设有第一灌浆穿孔，所述第一灌浆穿孔与所述第二主体内腔连通，保证灌浆管线从第一灌浆穿孔穿过，用于输送浆料进入管桩与第二主体之间的连接腔。

[0031] 所述连接板上设有至少一个与所述连接腔连通的第二灌浆穿孔，用于应急情况输送浆料。

[0032] 本发明还提供一种海上风机基础施工方法，通过改变连接板和第二主体的相对位置，来调整管桩的水平方向位置偏差，保证风机基础顺利安装。另外，通过在管桩和连接板之间设置调节垫块，用来改变连接板的高度，使得各个风机基础竖直方向误差控制在规定范围内，保证风机长期安全运行，提高风机基础耐受性。本方法步骤简单、可操作性强，偏差调整快速，经济效应好，将风机基础水平方向偏差和竖直方向偏差控制在规定范围内，保证了风机基础的顺利安装和安全实施。

附图说明

[0033] 图1是本发明实施例所述的海上风机基础的结构示意图；

[0034] 图2是图1的A-A向截面剖视图；

[0035] 图3是图2的B-B向截面剖视图；

[0036] 图4是本发明实施例所述的海上风机基础施工方法的流程图。

[0037] 附图标记说明：

[0038] 100、管桩，110、连接腔，200、风机基础，210、第一主体，220、连接管，230、连接板，231、第一灌浆穿孔，240、第二主体，250、加强翼板，260、加强板，261、第三灌浆孔，270、抗疲劳开孔。

具体实施方式

[0039] 下面对本发明的实施例进行详细说明：

[0040] 如图1所示，一种海上风机基础200，固定于设有开口的管桩100内，包括从上往下依次布置的第一主体210、连接板230和第二主体240，第一主体210为支撑结构主体部分，第二主体240为灌浆连接段部分，连接板230的一侧与第一主体210相连，另一侧与第二主体240相连。管桩100固定于海底，第二主体240远离连接板230一端伸入管桩100的开口内并与管桩100固定连接。当管桩100偏离预设安装位置且其偏差超过允许施工误差时，将会影响风机基础200的顺利安装，针对这种情况，可将第二主体240相对连接板230进行一定量的偏移，使得第二主体240能够顺利插入管桩100内固定。本发明结构简单，可操作性强，能快速对偏离允许施工误差较大的情况进行补救，能够保障风机基础200顺利安装，提高海上施工安装效率和可靠性；本发明无需对施工误差较大的管桩100进行海上的特别处理，其经济效益良好。

[0041] 第一主体210与连接板230之间还设有连接管220，连接管220一端固定于连接板230上，另一端与第一主体210连接，由于第一主体210一般倾斜放置,在第一主体210与连接板230之间增设连接管220，第一主体210倾斜固定于连接管220一端，一方面增强了第一主体210的固定效果，满足受力要求，另一方面方便第一主体210焊接固定。同时，可通过调节连接管220的厚度进一步增强连接强度。

[0042] 如图2所示，连接板230上设有围绕连接管220的外周设置的多个加强翼板250，连接管220外周还套设有加强板260，加强板260与加强翼板250远离连接板230一端相连接，用以增强风机基础200的固定效果，增加其强度和抗压性能，提高耐受性，保证风机安全稳定运行。

[0043] 如图3所示，本实施例中，连接管220、连接板230、加强翼板250三者之间的交接处还设有抗疲劳开孔270，提高各部分连接处的抗疲劳性能。

[0044] 如图1-2所示，连接板230上设有第一灌浆穿孔231，第一灌浆穿孔231与第二主体240内腔连通，保证灌浆管线从第一灌浆穿孔231穿过，用于输送浆料进入管桩100与第二主体240之间的连接腔110，达到固定第二主体240的效果。

[0045] 连接板230上还设有至少一个与连接腔110连通的第二灌浆穿孔(附图未标识)，用于应急情况插入灌浆管线直接将浆料输送至连接腔110内固定第二主体240，相应地，加强板260上设有与第二灌浆穿孔对应的第三灌浆穿孔261，方便灌浆管线的插入。

[0046] 在本实施例中，本发明包括至少两个风机基础200，管桩100与风机基础200一一对应。管桩100设有开口的一端与连接板230之间设有调节垫块(附图未标识)，用以调节连接板230的高度，进而调节风机基础200的高度，保证各个风机基础200竖向偏差控制在规定范围内，提高各风机基础200的平整度，保证风机长期安全稳定运行，提高风机基础200耐受性。

[0047] 本发明还提供了一种海上风机基础200的施工方法，如图4所示，具体包括以下步骤：

[0048] S1、确定管桩100在海底的预设安装位置和第一主体210、第二主体240在连接板230上的预设安装位置，根据管桩100直径D和第二主体240直径d确定管桩100最小允许施工误差s，其中s＝(D-d)/2；

[0049] S2、将管桩100按照预设要求固定于海底；

[0050] S3、获取管桩100实际安装位置与管桩100预设安装位置之间的偏移距离s1；

[0051] S4、确定第二主体240在连接板230上的实际安装位置，当s1≤s时，第二主体240的实际安装位置即为其预设安装位置；当s1>s时，第二主体240的实际安装位置与其预设安装位置之间的偏移距离为s2，其中s1-s≤s2≤s1+s；

[0052] S5、将第一主体210按照预设安装位置固定于连接板230上侧，将第二主体240按照确定的实际安装位置固定于连接板230下侧；

[0053] S6、将第二主体240远离连接板230的一端插入管桩100内、并与管桩100固定，管桩100靠近连接板230的一端与连接板230连接在一起。

[0054] 在步骤S5中，当s1>s时，还需根据施工强度要求和疲劳要求确定s2的数值和连接板230的厚度。

[0055] 上述方案中，第一主体210和第二主体240均焊接于连接板230上，并且对焊接部位均采用全熔透双面焊、焊缝外形控制措施或其他有效降低疲劳的焊接措施。第二主体240伸入管桩100后通过灌浆固定。

[0056] 在本实施例中，本发明包括至少两个风机基础200，管桩100与风机基础200一一对应，步骤S5与步骤S6之间还包括以下步骤：

[0057] 确定相邻两个管桩100的桩顶高度允许偏差值h；

[0058] 获取相邻两个管桩100桩顶实际高度差值h1；

[0059] 当h1≤h时，无须增设调节垫块；当h1>h时，在桩顶高度较低的管桩100对应的连接板230下侧对应管桩100的位置增设厚度为h2的调节垫块，且应满足|h1-h2|≤h。

[0060] 上述方案中，调节垫块焊接于连接板230下侧，并且，焊接采取点焊。

[0061] 综上所述，本发明所提供的海上风机基础200施工方法，通过改变连接板230和第二主体240的相对位置，来调整管桩100的水平方向位置偏差，保证风机基础200顺利安装。另外，通过在管桩100和连接板230之间设置调节垫块，用来改变连接板230的高度，使得各个风机基础200竖直方向误差控制在规定范围内，保证海上风机等具有较好的平整度，使风机安全稳定运行，提高风机基础200耐受性。本方法步骤简单、可操作性强，偏差调整快速，经济效应好，将风机基础200水平方向偏差和竖直方向偏差控制在规定范围内，保证了风机基础200的顺利安装和安全实施。

[0062] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0063] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。