一种钢混组合的张力腿漂浮式风机基础

技术领域

本发明属于海上风电基础结构技术领域，特别是涉及一种钢混组合的张力腿漂浮式风机基础。

背景技术

我国有着丰富的海上风能资源，目前国内已建成的海上风电场主要集中在近海。随着风场离岸距离和水深不断增加，传统的固定式支撑结构已难以满足深海风能开发的要求。

漂浮式支撑结构相对于固定式支撑结构，在深远海环境条件下，具备更广阔的应用前景。首先在于适应水深条件大大拓展，可安装在风力资源优越但以前无法进入的地方；其次可大大减少海上组装和调试作业时间，充分提高工效；第三可解决能源需求和视线问题而引起审美敏感矛盾的担忧，风场选址可选在远离视线的远海海域。但是目前漂浮式海上风电基础的建造价格较高，如何降低成本成了目前亟需突破的难点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种钢混组合的张力腿漂浮式风机基础，在满足基础结构安全的条件下，降低成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钢混组合的张力腿漂浮式风机基础，由中立柱、基础六边形环、箱型梁、张力筋腱、锚固基础组成；

所述的中立柱是由内圆柱钢管、外圆柱钢管和混凝土组成的钢混组合空腔立柱；所述内圆柱钢管套接于外圆柱钢管内部且内圆柱钢管和外圆柱钢管之间填充有混凝土；

所述基础六边形环通过六段双钢板混凝土结构首尾相接组成，所述箱型梁也采用双钢板混凝土结构；所述双钢板混凝土结构是由内钢板、外钢板和混凝土组成的空腔结构，所述内钢板套接于外钢板内部且内钢板与外钢板之间填充有混凝土；

所述中立柱设置于基础六边形环的中部并通过箱型梁与基础六边形环连接为一整体；中立柱顶部通过法兰与风机塔筒连接；

所述的张力筋腱一端连接基础六边形环的角部区域，另一端连接在锚固基础，并张紧；张力筋腱均匀布置6条，锚固基础对应设置6个。

进一步的，所述箱型梁均匀分布设置有3～6个。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

本发明钢混组合的张力腿漂浮式风机基础采用双钢板混凝土结构，相对传统的全钢基础结构，钢材的用量显著降低，因此建造成本降低；采用张力腿形式，基础安装完成后，水面线之上只有中立柱，可以大幅度的降低基础所承受的波浪荷载；采用双钢板结构，基础的抗屈曲能力显著提升，从而抵抗海上船舶等在建造、运行过程中的冲击荷载的能力极大提高，增加了安全性。

附图说明

图1是钢混组合的张力腿式漂浮式风机基础的结构示意图；

图2是立柱的剖视结构示意图。

附图标记：1-中立柱，101-内圆柱钢管，102-外圆柱钢管，103-混凝土，104-底钢板，2-基础六边形环，3-箱型梁，4-张力筋腱，5-锚固基础。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本实施例提供一种钢混组合的张力腿漂浮式风机基础，由中立柱1、基础六边形环2、箱型梁3、张力筋腱4、锚固基础5组成。

中立柱1具体是由内圆柱钢管101、外圆柱钢管102和混凝土103组成的钢混组合空腔立柱；内圆柱钢管101套接于外圆柱钢管102内部且内圆柱钢管101和外圆柱钢管102之间填充有混凝土103；底部为底钢板104。本实施例中中立柱1的外径为10m，混凝土103壁厚40cm，内圆柱钢管101、外圆柱钢管102的厚度均为10mm；布置在整个钢混组合的张力腿漂浮式风机基础中心；上部可通过法兰与风机塔筒连接。

基础六边形环2具体是通过六段双钢板混凝土结构首尾相接组成，箱型梁3也采用双钢板混凝土结构；双钢板混凝土结构是由内钢板、外钢板和混凝土组成的钢混组合空腔结构，本实施例的双钢板混凝土结构的截面形状为矩形，其中内钢板套接于外钢板内部且内钢板与外钢板之间填充有混凝土；双钢板混凝土结构中混凝土壁厚取35cm，内钢板、外钢板的钢板厚度取8mm。

中立柱1、箱型梁3、基础六边形环2连接为一整体，其中所有涉及的钢板之间均通过焊接连接，混凝土通过浇筑连接；

张力筋腱4一端连接基础六边形2的角部区域，另一端连接在锚固基础5，并张紧；张力筋腱4均匀布置6条，锚固基础5对应也设置有6个。

本发明整个基础结构均采用双钢板混凝土结构，可以显著的降低基础的建造成本，为海上风电的平价上网提供支持。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。