用于海上升压站的脚靴式导管架结构的制作方法

本实用新型涉及一种用于海上升压站的脚靴式导管架结构，适用于海上风力发电领域。

背景技术：

海上风力发电是一个新兴的产业，2007年以后我国开始逐步发展海上风力发电产业。海上升压站是海上风电场升压、配电和控制中心，海上升压站内一般布置有主变压器、高低压配电柜、GIS、通信继保设备等各种电气设备，海上升压站将所有海上风电机组所发电能汇集后，通过主变压器升压，然后通过高压海缆送到陆上。

海上升压站的基础是将整个海上升压站上部结构固定在海床上的设施，海上升压站的基础除了需承受上部结构的全部重量外，还需承受风、浪、流等外力的作用。海上升压站基础的受力条件与海上风机基础也不一样，海上风机基础以承担水平力和弯矩为主，而海上升压站基础以承担巨大的竖向力为主，因此海上升压站基础需可靠的将上部结构的竖向力传递至地基；另外因为上部结构重量大，海上升压站还需要有足够的刚度，以避免海上升压站运行时变形、振动过大，避免地震时破坏。海上升压站的基础一般可采用单桩式基础、悬臂桩基础、高桩承台基础、导管架基础等。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在问题，提供一种用于海上升压站的脚靴式导管架结构，结构安全可靠、施工便利并节省投资。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于海上升压站的脚靴式导管架结构，包括海上升压站的上部结构和支撑该上部结构的导管架，钢管桩竖向插装在海床上，其特征在于：所述导管架具有至少4根呈梯状分布的主导管，主导管的底部通过肋板竖向焊接有脚靴，沿主导管的外壁设有通至脚靴底部的灌浆管；所述钢管桩与脚靴之间通过灌注细石混凝土连接；

所述脚靴包括管状的主筒体、设置在主筒体顶部倒锥形的导向锥和主筒体底部的防沉板，主筒体内壁与钢管桩之间设有若干道灌浆封隔器；

在钢管桩的顶部、对应于导向锥内部设有倒锥形的抗拔锥。

所述灌浆封隔器的上方及主筒体上部分别设有导向环。

所述防沉板由钢板和型板组成。

所述抗拔锥外径大于主筒体的内径。

所述钢管桩的外壁和主筒体的内壁上设置有若干道剪力键。

本实用新型的有益效果是：

1、传统的导管架技术分为先插桩式和后插桩式两种。先插桩式导管架是将导管架插入桩内，这种做法需要将桩顶打至水下，打桩精度控制困难；后插桩式导管架是将桩插入导管架的主套筒，这种方式桩和导管架的主套筒重叠设置，造成钢材浪费；本实用新型在导管架底部设置脚靴，将桩插入脚靴内，只在脚靴的高度范围内桩与主筒体重叠，节省了钢材用量。

2、本实用新型中脚靴是竖直放置的，因此钢管桩也是竖直的；这种做法较传统的后插桩式导管架的斜桩相比，打桩更加容易并减小了施工难度。

3、本实用新型在主筒体顶部设置导向锥，在插入钢管桩时起到引导作用，使钢管桩的桩尖顺利进入脚靴的主筒体内；在主筒体底端设置防沉板，防止打桩时导管架受力不均匀而下沉；在主筒体的底部设置灌浆封隔器，防止灌浆时灌液漏出；在位于主筒体顶部的底部设置导向环，在插入钢管桩时起到引导作用，使桩位于脚靴主筒体中心，防止桩卡在主筒体一侧。

4、本实用新型中钢管桩的外壁和脚靴主筒体内壁设置有多道剪力键，用于钢管桩和脚靴之间的内力传递，使钢管桩和脚靴之间的连接更可靠。

5、本实用新型的钢管桩的顶部设置有抗拔锥，抗拔锥的外径大于主筒体的内径，因此脚靴不可能从桩顶拔出，保证了钢管桩和脚靴连接的可靠性，从而保证了整个导管架的稳定性。

6、本实用新型的导管架的主导管外侧设置有灌浆管，灌浆管直接通到脚靴底部，可以从水面上直接对水下的脚靴灌浆，灌浆施工方便。

附图说明

图1是本实施例整体结构布置图。

图2是本实施例的导管架的底部平面图。

图3是本实施例的脚靴与钢管桩的布置详图。

具体实施方式

根据海上升压站基础的环境特点和受力特点，本实施例为一个300MW规模的海上升压站，上部结构4为整体式，其平面尺寸为36m×36m，上部结构4总重约2600t。上部结构4的制造利用已公开的技术(专利号为ZL201020656982.7的整体式海上升压站结构)。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种用于海上升压站的脚靴式导管架结构，具有海上升压站的上部结构4、支撑上部结构4的导管架1以及竖向插装于海床面上的钢管桩3。导管架1具有四根呈梯状分布的主导管11和若干根支撑连接主导管11的斜支撑12，主导管11底部通过肋板5焊接固定竖直设置的脚靴2，脚靴2套于钢管桩3外面，脚靴2和钢管桩3之间灌注细石混凝土7连接。沿主导管11外壁布置通至脚靴2底部的灌浆管6，从而可以从水面上直接对水下的脚靴2进行灌浆。

所述脚靴2包括圆管状的主筒体21、倒锥形的导向锥22、防沉板23、灌浆封隔器24和导向环25。主筒体21为一根竖向设置的钢筒，导向锥22置于主筒体21的顶部，引导钢管桩3插入脚靴2，方便钢管桩3的桩尖顺利进入主筒体21内。防沉板23由钢板和型板组成，设置在主筒体21底端外侧，可防止打桩时导管架1受力不均匀而下沉。主筒体21内壁与钢管桩3之间设有一道或多道灌浆封隔器24，本例为2道，防止灌浆时灌液漏出。另设有二道导向环25，分别位于灌浆封隔器24的上方及主筒体21上部，导向环25在钢管桩3插入时起引导作用，使钢管桩3位于主筒体21的中心位置。

在钢管桩3的顶部、对应于导向锥22内部设有倒锥形的抗拔锥31，该抗拔锥31的外径稍大于主筒体21的内径，使得脚靴2不可能从钢管桩3顶部拔出，抗拔锥31和导向锥22之间同样通过灌注细石混凝土7连接。

在钢管桩3的外壁和主筒体21的内壁上设置有多道剪力键，用于钢管桩3和脚靴2之间的内力传递，使钢管桩3和脚靴2之间的连接更可靠。

本实施例施工时，首先对安装位置的海床面进行找平，然后安放导管架1，在脚靴2的主筒体21内插入钢管桩3，然后依次打桩，并随时根据导管架1的水平度调整打桩的顺序，打桩完成后在主筒体21和钢管桩3之间的间隙内灌注细石混凝土7。