一种海上风电吸力桩基础主导管充水结构的制作方法

1.本实用新型涉及海上风电设施技术领域，特别是一种海上风电吸力桩基础主导管充水结构。


背景技术：

2.海上风力发电在我国的发展速度较快，现如今海电行业已初步迈入平价时代。而我国的海上风电风资源储备量巨大且具有发电稳定、电网接入便利等优势，目前依然拥有广阔的发展前景。
3.目前常用的海上风电风机基础型式有单桩基础、桩式导管架基础、高桩承台基础、吸力桩基础、漂浮式基础等。其中，吸力桩基础相比其他型式基础，具有无需嵌岩施工、节省工期、安装便利、造价低等优势，因此国内陆续有多个海上风电场都采用了吸力桩作为主要的风机基础型式。
4.当吸力桩基础的海缆保护管设置在主导管外侧时，主导管通常保持封闭状态，基础在沉贯时主导管内部不会充水，主导管不充水时所受的浮力较大，吸力桩基础的抗拔承载力差，且将海缆保护管设置在主导管外侧，海缆保护管的长度需比主导管长，当整个风电场的海缆保护管数量较多时，需要耗费大量的钢材。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种海上风电吸力桩基础主导管充水结构，能够在吸力桩沉贯过程中主导管内部充水，提高吸力桩基础抗拔承载力。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种海上风电吸力桩基础主导管充水结构，包括基础内平台、主导管、吸力桩、连接件，所述基础内平台的下表面设置有多个主导管，所述主导管与所述基础内平台连通设置，所述主导管的下端经连接段连接设置有所述吸力桩，所述吸力桩设置在海底泥沙层中，其特征在于：还包括上电缆保护管与下电缆保护管，所述上电缆保护管与下电缆保护管均位于任一所述主导管内，所述上电缆保护管连通设置于所述主导管的上端且与所述基础内平台连通设置，所述下电缆保护管连通设置于所述主导管的下端且穿出所述主导管；所述连接段与所述主导管连通设置，未设置有所述上电缆保护管与下电缆保护管的所述主导管相连通的所述连接件上设置有将海水灌入主导管的进水件。
7.进一步的，所述连接件包括第一进水管、顶板与加固板，所述第一进水管的顶部设置有所述顶板，所述顶板与所述主导管连接设置，所述顶板上开设有第一进水口，以利于第一进水管与所述主导管相连通，所述第一进水管设置于所述吸力桩的顶部，所述第一进水管的内壁上设置有进水件；所述吸力桩的顶部设置有若干加固板，所述加固板设置于所述第一进水管的外周侧。
8.进一步的，所述进水件包括第二进水管、固定耳板、充水孔盖板、垫板、盖板支臂，所述第一进水管的内侧壁上开设有第二进水口，所述第二进水口上设置有所述第二进水
管，所述第二进水管延伸至所述第一进水管外侧，所述第一进水管的内侧壁上设置有所述固定耳板，所述固定耳板位于所述第二进水管的上方，所述固定耳板上铰接设置有所述盖板支臂，所述盖板支臂的末端设置有能够对所述第二进水管进行封堵的所述充水孔盖板，所述充水孔盖板的靠近所述第二进水管一侧设置有垫板。
9.进一步的，所述顶板与所述主导管之间通过螺栓连接、焊接或铆接的方式固定连接。
10.进一步的，所述垫板的尺寸与所述充水孔盖板保持一致，材质为橡胶材料。
11.进一步的，未设置有所述上电缆保护管与下电缆保护管的主导管内部上端设置有一封板，所述封板上开设有一排气孔，所述排气孔上设置有排气管，所述排气管的上端穿出所述主导管。
12.进一步的，所述上电缆保护管的上端设置有第一喇叭口，所述下电缆保护管的下端设置有第二喇叭口。
13.进一步的，相邻的所述主导管之间设置有若干加固杆。
14.本实用新型的有益效果：本实用新型实现了在吸力桩沉贯过程中主导管内部充水，保证各主导管所受浮力基本一致，提高吸力桩基础抗拔承载力，且减少耗材。本实用新型在装置中加入了上电缆保护管与下电缆保护管，上下两段海缆保护管之间的主导管充作“中间段海缆保护管”，减少耗材，此时设置有上电缆保护管与下电缆保护管的主导管在吸力桩基础沉贯时，海水进入下部海缆管内，设置有上电缆保护管与下电缆保护管的主导管将不可避免地进入充水状态；在装置中加入了进水件，能够对未设置有上电缆保护管与下电缆保护管的主导管进行注水，减少海水浮力的影响；从而有利于提高吸力桩基础的抗拔承载力。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为图1中a-a方向的剖面图；
17.图3为图1中b处局部放大图；
18.图4为图2中c处局部放大图；
19.图5为图4中d-d方向的剖面图；
20.图6为图5中e-e方向的剖面图；
21.图7为图2中f处局部放大图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
23.请参阅图1至图7，本实用新型提供了一实施例：一种海上风电吸力桩基础主导管充水结构，包括基础内平台1、主导管2、吸力桩3、连接件4，所述基础内平台1的下表面设置有多个主导管2，所述主导管2与所述基础内平台1连通设置，所述主导管2的下端经连接段连接设置有所述吸力桩3，所述吸力桩3设置在海底泥沙层中，还包括上电缆保护管5与下电缆保护管6，所述上电缆保护管5与下电缆保护管6均位于任一所述主导管2内，所述上电缆保护管5连通设置于所述主导管2的上端且与所述基础内平台1连通设置，所述下电缆保护
管6连通设置于所述主导管2的下端且穿出所述主导管2；所述连接段与所述主导管2连通设置，未设置有所述上电缆保护管5与下电缆保护管6的所述主导管2相连通的所述连接件4上设置有将海水灌入主导管2的进水件7。基础内平台1用于安装风电设备，主导管2起到支撑基础内平台1以及通过灌水增重，提高吸力桩3基础的抗拔承载力，吸力桩3用于对基础内平台1进行固定，连接件4用于连接固定吸力桩3与主导管2，以及将海水灌入主导管2；吸力桩31形状为下端开口上端封闭的圆柱体或多边形柱体，吸力桩3可为单个或多个，多个吸力桩3之间可设置或不设置连接构件，多个吸力桩3与基础内平台1距离可完全一样或不一样，上电缆保护管5与下电缆保护管6位于同一主导管2内，可为薄壁圆管，上下海缆保护管之间的主导管2则充当“中间段海缆管”，从而减少耗材。
24.请继续参阅图1、图3与图6所示，本实用新型一实施例中，所述连接件4包括第一进水管41、顶板42与加固板43，所述第一进水管41的顶部设置有所述顶板42，所述顶板42与所述主导管2连接设置，所述顶板42上开设有第一进水口8，以利于第一进水管41与所述主导管2相连通，所述第一进水管41设置于所述吸力桩3的顶部，所述第一进水管41的内壁上设置有进水件7；所述吸力桩3的顶部设置有若干加固板43，所述加固板43设置于所述第一进水管41的外周侧。第一进水管41与顶板42配合对主导管2与吸力桩3进行连接固定，加固板43用于对第一进水管41进行加固，第一进水口8用于使得第一进水管41与主导管2连通，进水件7用于将外界的海水灌入第一进水管41。
25.请继续参阅图4至图6所示，本实用新型一实施例中，所述进水件7包括第二进水管71、固定耳板72、充水孔盖板73、垫板74、盖板支臂75，所述第一进水管41的内侧壁上开设有第二进水口(未图示)，所述第二进水口(未图示)上设置有所述第二进水管71，所述第二进水管71延伸至所述第一进水管41外侧，所述第一进水管41的内侧壁上设置有所述固定耳板72，所述固定耳板72位于所述第二进水管71的上方，所述固定耳板72上铰接设置有所述盖板支臂75，所述盖板支臂75的末端设置有能够对所述第二进水管71进行封堵的所述充水孔盖板73，所述充水孔盖板73的靠近所述第二进水管71一侧设置有垫板74。第二进水管71是海水进入第一进水管41的通道，保证第二进水口(未图示)的结构强度，固定耳板72为一端倒圆角的矩形钢板，预留开孔并通过螺栓与盖板支臂75连接；另一端固定在第一进水管41的内壁上，充水孔盖板73可为矩形或圆形钢板，焊接在舱盖支臂上，盖板支臂75与固定耳板72铰接，从而带动充水孔盖板73转动，垫板74起到密封的作用。
26.本实用新型一实施例中，所述顶板42与所述主导管2之间通过螺栓连接、焊接或铆接的方式固定连接。
27.请继续参阅图6所示，本实用新型一实施例中，所述垫板74的尺寸与所述充水孔盖板73保持一致，材质为橡胶材料。
28.请继续参阅图7所示，本实用新型一实施例中，未设置有所述上电缆保护管5与下电缆保护管6的主导管2内部上端设置有一封板9，所述封板9上开设有一排气孔10，所述排气孔10上设置有排气管11，所述排气管11的上端穿出所述主导管2。根据排气管11的长度，可在主导管2内壁与排气管11之间设置若干个支撑钢管将其固定，排气管11用于在主导管2内部空间逐渐被海水占据时排出主导管2内的空气。
29.请继续参阅图2所示，本实用新型一实施例中，所述上电缆保护管5的上端设置有第一喇叭口12，所述下电缆保护管6的下端设置有第二喇叭口13。第一喇叭口12与第二喇叭
口13便于海缆的抽拉。
30.请继续参阅图1所示，本实用新型一实施例中，相邻的所述主导管2之间设置有若干加固杆14。加固杆14能够对各主导管2之间进行加固。
31.本实用新型具有以下工作原理：当水面没过所述第二进水口(未图示)时，因所述第一进水管41内外存在压力差，海水挤压所述充水孔盖板73，所述充水孔盖板73被冲开，海水进入所述第一进水管41，进而通过所述第一进水口8进入未安装上电缆保护管5与下电缆保护管6的所述主导管2内，随着所述吸力桩3的缓缓下沉，所述第一进水管41外界的水压始终比内部大，使得所述充水孔盖板73保持打开状态，未安装上电缆保护管5与下电缆保护管6的所述主导管2内部持续缓慢充水，在所述吸力桩3沉贯完成时，所述第一进水管41内外水压力基本一致，不再充水，所述充水孔盖板73在自身的重力作用下将缓慢下降复位，直至贴紧所述第二进水管71；同时安装有上电缆保护管5与下电缆保护管6的所述主导管2也因为海水从所述下电缆保护管6灌入而被充满，保证了各所述主导管2所受浮力基本相同，提高了基础承载力。
32.本实用新型中的吸力桩、基础内平台均为现有技术，本领域中的技术人员已经能够清楚了解，在此不进行详细说明。
33.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，不能理解为对本技术的限制，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。