一种海上风力发电复合型基础的制作方法

1.本发明涉及海上风电建设技术领域，更具体地说，涉及一种海上风力发电复合型基础。

背景技术：

2.近年来建设的海上风电项目大多采用单机容量为3-5mw的小兆瓦主机，随着海上风电技术的发展及风电场服役年限的增长，在不久的将来，海上风电建设技术领域也将迎来与陆上风电类似的“以大代小”升级改造，将原有风场安装的小兆瓦风力发电机组更换为单机容量更大(6-10mw)的风力发电机组，由此将带来更大的荷载需要海上风电基础承担，目前已建成的海上风力发电机组的基础无法承受后续升级换代的大容量风力发电机组产生的荷载，如果拆除目前已有基础，将产生较为庞大的资源浪费，推高海上风电场升级换代的总体成本。
3.因此，如何提高风力发电机单桩基础的荷载能力，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种海上风力发电复合型基础，能够提高风力发电机单桩基础的荷载能力。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种海上风力发电复合型基础，包括风力发电机单桩基础和导管架基础，导管架基础包括基础桩和支架，基础桩固定于海床泥面，支架的第一端与基础桩相连接，支架的第二端与风力发电机单桩基础相连接。
7.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，还包括加固围板，加固围板套在风力发电机单桩基础上，支架的第二端与加固围板相连接。
8.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，加固围板与风力发电机单桩基础之间为高强度灌浆填充，加固围板焊接于风力发电机单桩基础。
9.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，加固围板的数量为一个及以上。
10.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，还包括套筒，套筒布置于支架的第一端，用于固定基础桩。
11.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，套筒与基础桩之间为高强度灌浆填充。
12.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，多个基础桩之间布置有底部连接基础。
13.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，一个基础桩可同时连接有一个及以上支架。
14.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，多个支架之间布置有加强基础。
15.优选地，在上述海上风力发电复合型基础中，导管架基础的数量为一个及以上。
16.根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。
17.本发明提供的海上风力发电复合型基础，使用时，基础桩固定于海床泥面，支架连接基础桩与风力发电机单桩基础，基础桩的固定起到对风力发电机单桩基础的稳定作用，支架起到对风力发电机单桩基础的支撑作用，基础桩和支架与风力发电机单桩基础一起形成整体结构，共同承担风力发电机组的荷载，因此本发明能够使风力发电机单桩基础承担更多的荷载。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明实施例提供的海上风力发电复合型基础的结构示意图；
20.图2是本发明实施例提供的海上风力发电复合型基础沿a-a方向的截面示意图。
21.其中，风力发电机单桩基础100，基础桩200，支架201，底部连接基础202，海床泥面300，加固围板400，套筒500。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图1-附图2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出新颖性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶面”、“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.如图1-图2所示，本发明提供了一种海上风力发电复合型基础，包括风力发电机单桩基础100和导管架基础，导管架基础包括基础桩200和支架201，基础桩200固定于海床泥面300，支架201的第一端与基础桩200相连接，支架201的第二端与风力发电机单桩基础100相连接。使用时，基础桩200固定于海床泥面300，支架201连接基础桩200与风力发电机单桩基础100，基础桩200的固定起到对风力发电机单桩基础100的稳定作用，支架201起到对风力发电机单桩基础100的支撑作用，基础桩200和支架201与风力发电机单桩基础100一起形成整体结构，共同承担风力发电机组的荷载，因此本发明能够使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
25.为了优化上述技术方案，海上风力发电复合型基础还包括加固围板400，加固围板400套在风力发电机单桩基础100上，支架201的第二端与加固围板400相连接。具体地，风力
发电机单桩基础100为圆柱形，加固围板400为筒状，套在风力发电机单桩基础100上。使用时，支架201的第一端与基础桩200相连接，支架201的第二端与加固围板400相连接，支架201、基础桩200和加固围板400共同形成导管架基础，对风力发电机单桩基础100形成支撑，此时的导管架基础为增强型导管架基础，进一步优化了海上风力发电复合型基础，使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
26.为了优化上述技术方案，在本发明的一些实施例中，加固围板400与风力发电机单桩基础100之间为高强度灌浆填充，加固围板400焊接于风力发电机单桩基础100，因为加固围板400在使用时是套在风力发电机单桩基础100上的，所以加固围板400与风力发电机单桩基础100之间会存在一定的空间，为了保证加固围板400与风力发电机单桩基础100之间连接的稳定性，需要对加固围板400与风力发电机单桩基础100进行充分固定，采用焊接方式能够对加固围板400与风力发电机单桩基础100提供初步的连接保障，而采用高强度浆料灌浆填充能够使加固围板400与风力发电机单桩基础100之间的空间被填满成为固态，使得加固围板400与风力发电机单桩基础100形成整体设计，从而提高加固围板400与风力发电机单桩基础100之间的连接稳定性，从而进一步优化海上风力发电复合型基础，使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
27.可以理解的是，加固围板400与风力发电机单桩基础100之间的固定方式包括但不限于高强度灌浆填充。
28.为了优化上述技术方案，加固围板400的数量为一个及以上。具体地，因为风力发电机单桩基础100为圆柱形，所以沿风力发电机单桩基础100的外表面可以套有多个加固围板400。使用时，可以根据风力发电机单桩基础100的服役要求和使用年限要求增加加固围板400的个数，当风力发电机单桩基础100所需要的加固围板400的数量为多个时，加固围板400依次布置于风力发电机单桩基础100的外表面，加固围板400的直径与风力发电机单桩基础100的直径相适应，同一个基础桩200可以同时连接有多个加固围板400，以对风力发电机单桩基础100形成更好的支撑。通过调整加固围板400的数量，能够使基础桩200、支架201和加固围板400对风力发电机单桩基础100有不同的支撑力度，从而使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载，并达到风力发电机单桩基础100的预设使用年限和服役要求。
29.进一步地，一个基础桩200可同时连接有一个及以上支架201，使用时，当多个支架201的第一端同时连接于同一个基础桩200时，多个支架201的第二端可以连接于同一个加固围板400，也可以分别连接于多个加固围板400，如此布置能够使支架201在不同的角度对风力发电机单桩基础100提供支撑，提高基础桩200的工作效率，从而优化导管架基础，使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
30.进一步地，当海上风力发电复合型基础所包含的支架201为多个时，多个支架201之间布置有加强基础，加强基础包括但不限于以焊接、机械连接等方式固定于多个支架201之间，以增强多个支架201的稳定性，使多个支架201形成为一体，从而优化导管架基础，使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
31.为了优化上述技术方案，以一个基础桩200和一个或者多个支架201为一套导管架基础，在海上风力发电复合型基础中，导管架基础的数量为一个及以上。具体地，可以根据风力发电机单桩基础100的体积和直径，以及风力发电机单桩基础100的预设使用年限和服役要求，来调整导管架基础的数量，当风力发电机单桩基础100需要多个导管架基础时，多
个导管架基础围绕风力发电机单桩基础100的底部均匀分布，以平衡风力发电机单桩基础100的支撑力，避免风力发电机单桩基础100因受力不均而倾斜。如此布置能够使导管架基础在不同的角度对风力发电机单桩基础100提供支撑，提高导管架基础的工作效率，从而优化海上风力发电复合型基础，使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
32.为了优化上述技术方案，当海上风力发电复合型基础包括多个导管架基础时，多个基础桩200之间布置有底部连接基础202。具体地，底部连接基础202将多个基础桩200连接固定在一起，围绕风力发电机单桩基础100的底部形成一个固定闭环，一方面能够提高多个基础桩200之间的稳定性，从而提高多个导管架基础之间的稳定性，另一方面能够提高多个基础桩200对风力发电机单桩基础100支撑的稳定性，从而提高海上风力发电复合型基础的稳定性。因此，通过布置底部连接基础202，能够使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
33.为了优化上述技术方案，海上风力发电复合型基础还包括套筒500，套筒500布置于支架201的第一端，用于固定基础桩200。具体地，套筒500可以为多种材料，包括但不限于钢材等，套筒500与支架201的第一端焊接连接，套筒500为空心圆柱形，其直径大于或者等于基础桩200的直径，其长度小于基础桩200的长度，以保证当基础桩200插入套筒500时，能够预留出基础桩200插入海床泥面300的长度。
34.使用时，套筒500垂直于海床泥面300布置，基础桩200插入套筒500后，打桩锤将基础桩200锤打进入海床泥面300至预设深度，基础桩200固定于海床泥面300。进一步地，当同一个基础桩200同时连接有多个支架201时，多个支架201固定于套筒500的外表面。通过布置套筒500，能够对基础桩200进行进一步固定，提高了导管架基础的稳定性。基础桩200、支架201、加固围板400和套筒500形成一整个导管架基础，优化了海上风力发电复合型基础，使得风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
35.为了优化上述技术方案，套筒500与基础桩200之间为高强度灌浆填充。使用时，当套筒500的直径略大于基础桩200时，由于套筒500套在基础桩200上，所以套筒500与基础桩200之间会存在一定的空间，为了保证套筒500与基础桩200的连接的稳定性，需要对套筒500与基础桩200进行加固。具体地，采用高强度浆料灌浆填充套筒500与基础桩200之间的空间的方式，将套筒500与基础桩200之间的空间填满，高密度的高强度浆料灌浆填充能够使套筒500与基础桩200形成一个整体，固定在一起。因此采用高强度灌浆填充的方法能够加固套筒500与基础桩200，提高了导管架基础的整体稳定性，优化了海上风力发电复合型基础，从而使风力发电机单桩基础100能够承担更多的荷载。
36.本发明的优点有：
37.(1)使风力发电机单桩基础能够承担更多的荷载；
38.(2)导管架基础和风力发电机单桩基础共同形成海上风力发电复合型基础，使风力发电机组能够承担更多的荷载；
39.(3)实用性强。
40.需要说明的是，本发明提供的可用于海上风电建设技术领域或其他领域，其他领域为除海上风电建设技术领域之外的任意领域。上述仅为示例，并不对本发明提供的海上风力发电复合型基础的应用领域进行限定。
41.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
42.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：

1.一种海上风力发电复合型基础，其特征在于，包括风力发电机单桩基础(100)和导管架基础，所述导管架基础包括基础桩(200)和支架(201)，所述基础桩(200)固定于海床泥面(300)，所述支架(201)的第一端与所述基础桩(200)相连接，所述支架(201)的第二端与所述风力发电机单桩基础(100)相连接。2.如权利要求1所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，还包括加固围板(400)，所述加固围板(400)套在所述风力发电机单桩基础(100)上，所述支架(201)的第二端与所述加固围板(400)相连接。3.如权利要求2所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，所述加固围板(400)与所述风力发电机单桩基础(100)之间为高强度灌浆填充，所述加固围板(400)焊接于所述风力发电机单桩基础(100)。4.如权利要求3所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，所述加固围板(400)的数量为一个及以上。5.如权利要求4所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，还包括套筒(500)，所述套筒(500)布置于所述支架(201)的第一端，用于固定所述基础桩(200)。6.如权利要求5所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，所述套筒(500)与所述基础桩(200)之间为高强度灌浆填充。7.如权利要求6所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，多个所述基础桩(200)之间布置有底部连接基础(202)。8.如权利要求7所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，一个所述基础桩(200)可同时连接有一个及以上所述支架(201)。9.如权利要求8所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，多个所述支架(201)之间布置有加强基础。10.如权利要求1所述的海上风力发电复合型基础，其特征在于，所述导管架基础的数量为一个及以上。

技术总结

本发明公开了一种海上风力发电复合型基础，包括风力发电机单桩基础和导管架基础，导管架基础包括基础桩和支架，基础桩固定于海床泥面，支架的第一端与基础桩相连接，支架的第二端与风力发电机单桩基础相连接。使用时，基础桩固定于海床泥面，支架连接基础桩与风力发电机单桩基础，基础桩的固定起到对风力发电机单桩基础的稳定作用，支架起到对风力发电机单桩基础的支撑作用，基础桩和支架与风力发电机单桩基础一起形成整体结构，共同承担风力发电机组的荷载，因此本发明能够使风力发电机单桩基础承担更多的荷载。基础承担更多的荷载。基础承担更多的荷载。