一种岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统的制作方法

本实用新型涉及海上风电技术领域，尤其是一种岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统。

背景技术：

海上风机基础属于重要性基础设施，是海上风电机组的支撑构建。在近海岩基海床海域上建成的风机基础，所处环境十分恶劣，不仅承受海风、海浪、海流、潮汐、海冰、地震等多重作用，还遭受环境腐蚀、海生物附着、船只碰撞、材料老化、构件缺陷、机械损伤、地基冲刷、腐蚀疲劳和裂纹扩展的损伤积累等影响，诸多不利因素极易导致风机基础结构的失效。为保证风电机组基础在运行期的安全，需要对近海风机结构进行从建造安装阶段到投入使用以后的全寿命期内的安全性进行监测，精确掌握风机基础的服役状态。因此，本发明提供一种岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统，可对运行过程中的风电机组基础安全性判定、损伤确定、寿命估计。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统，通过在高桩承台基础上安装安全综合监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统，包括混凝土承台、管桩和钢管柱，所述混凝土承台表面设置有基础倾斜监测单元、基础承台振动监测单元和基础承台波浪监测单元，所述基础倾斜监测单元由一套倾角计构成，一套倾角计设为相互垂直的两只倾角计，倾角计安装在混凝土承台的表面，所述基础承台振动监测单元由一套拾振器构成，混凝土承台顶部高程处布置一套拾振器，采用膨胀螺栓固定在混凝土承台表面，所述基础承台波浪监测单元设为八个大小相同的高频渗压计，高频渗压计布置在混凝土承台底面及侧面的波浪载荷，所述混凝土承台上四周安装有栏杆，所述混凝土承台中部连接有管桩，所述管桩上设有外平台，所述混凝土承台下连接有八根大小相同的钢管柱，所述钢管柱内设置有高桩承台基础应力监测单元和钢管柱保护电位监测单元，所述高桩承台基础应力监测单元由钢筋计、混凝土应变计和无应力计组成，混凝土承台底面处设置四个监测断面，监测断面间隔角90°，每个断面内分别设置一个垂直向的钢筋计、两个水平向的钢筋计、一个混凝土应变计和一个无应力计，钢管柱从底部到混凝土承台设置三个监测断面，每个监测断面对称布置两个混凝土应变计，所述钢管柱保护电位监测单元设有五个测试导线，测试导线焊接在钢管柱上，且集中露出混凝土承台表面，所述钢管柱下端沉桩至海平面之下，打入海床。

作为本实用新型进一步的方案：所述混凝土承台、管桩和钢管柱均为圆柱体。

作为本实用新型进一步的方案：所述高桩承台基础应力监测单元、基础倾斜监测单元、基础承台振动监测单元、钢管柱保护电位监测单元、基础承台波浪监测单元与数据处理单元电连接。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

本岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统，通过在高桩承台基础上安装安全综合监测系统，可以承受轴向力和水平力，具有可靠性较高，桩体整体性较好等优点，且本监测系统自动化程度高、可实现自动定时监测，实现了基础安全监测、损失确定、寿命评估，既可以实时掌握风机基础的精确服役状态，也可以对基础结构可能发生的损伤或破坏进行安全预警。

附图说明

图1为本实用新型的钢管柱内力监测设备立面布置示意图；

图2为本实用新型的基础承台振动和倾斜监测设备立面布置示意图；

图3为本实用新型的基础承台波浪监测设备立面示意图；

图4为本实用新型的钢管柱保护电位监测设备立面示意图；

图5为本实用新型的基础承台内力监测设备立面示意图；

图6为本实用新型的基础承台内力监测设备平面示意图；

图7为本实用新型的基础承台内力监测设备平面示意剖面图。

图中：1-混凝土承台；2-栏杆；3-管桩；4-外平台；5-钢管柱；6-海平面；7-海床；8- 基础倾斜监测单元；9-基础承台振动监测单元；10-基础承台波浪监测单元；11-高桩承台基础应力监测单元；12-钢管柱保护电位监测单元；13-钢筋计；14-混凝土应变计；15-无应力计；16-倾角计；17-拾振器；18-测试导线；19-高频渗压计。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-7，本实用新型实施例中，一种岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统，包括混凝土承台1、管桩3和钢管柱5，混凝土承台1表面设置有基础倾斜监测单元8、基础承台振动监测单元9和基础承台波浪监测单元10，基础倾斜监测单元8由一套倾角计16构成，一套倾角计16设为相互垂直的两只倾角计16，倾角计16安装在混凝土承台1的表面，可同步监测相互垂直的2个方向，测量基础结构的倾角，基础承台振动监测单元9由一套拾振器17构成，混凝土承台1顶部高程处布置一套拾振器17，采用膨胀螺栓固定在混凝土承台1表面，拾振器17可对基础的振动特性进行监测，判定基础的动力运行特性，基础承台波浪监测单元10设为八个大小相同的高频渗压计19，高频渗压计 19布置在混凝土承台1底面及侧面的波浪载荷，混凝土承台1上四周安装有栏杆2，混凝土承台1中部连接有管桩3，管桩3上设有外平台4，混凝土承台1下连接布置有八根大小相同的钢管柱5，钢管柱5内设置有高桩承台基础应力监测单元11和钢管柱保护电位监测单元12，高桩承台基础应力监测单元11由钢筋计13、混凝土应变计14和无应力计15 组成，混凝土承台1底面处设置四个监测断面，监测断面间隔角90°，每个断面内分别设置一个垂直向的钢筋计13、两个水平向的钢筋计13、一个混凝土应变计14和一个无应力计15，钢管柱5从底部到混凝土承台1设置三个监测断面，每个监测断面对称布置两个混凝土应变计14，钢管柱保护电位监测单元12设有五个测试导线18，测试导线18焊接在钢管柱5上，且集中露出混凝土承台1表面，该监测系统可实时监测钢管柱5的腐蚀程度，判定钢管柱5的工作状态是否满足设计要求，钢管柱5下端沉桩至海平面6之下，打入海床7，本监测系统中的高桩承台基础应力监测单元11、基础倾斜监测单元8、基础承台振动监测单元9、钢管柱保护电位监测单元12、基础承台波浪监测单元10与数据处理单元电连接，最后，钢筋计13、混凝土应变计14、倾角计16、拾振器17等均连接到数据采集设备上，数据采集设备安放于风电机组平台，并配置相应传输和转换设备，通过风机传输光缆通讯，统一将数据传送到陆上控制室监测系统主机上，并纳入监测自动化系统，采用传统工艺和普通施工装备完成岩基海床海上风机基础施工，桩可以承受轴向力和水平力，具有可靠性较高，桩体整体性较好优点，本监测系统自动化程度高、可实现自动定时监测，实现了基础安全监测、损失确定、寿命评估，既可以实时掌握风机基础的精确服役状态，也可以对基础结构可能发生的损伤或破坏进行安全预警。

综上所述：本岩基海床海上风机高桩承台基础安全监测系统，通过在高桩承台基础上安装安全综合监测系统，可以承受轴向力和水平力，具有可靠性较高，桩体整体性较好等优点，且本监测系统自动化程度高、可实现自动定时监测，实现了基础安全监测、损失确定、寿命评估，既可以实时掌握风机基础的精确服役状态，也可以对基础结构可能发生的损伤或破坏进行安全预警。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。