一种海上风电筒型基础的加固结构

本技术属于海上风电基础，具体地，涉及一种海上风电筒型基础的加固结构。

背景技术：

1、随着时代进步，能源转型也迫在眉睫，而清洁能源因为其污染小，碳排量低，受到许多国家重视。结合我国东部海岸线狭长，且东部沿海城市用电需求大，再加上海上风力发电本身不占用陆地面积，不产生额外污染，因此近年来海上风电得到大力发展。

2、海上风电基础分浅海区与深海区，由于近海区风能资源开发逐渐饱和，且深海区域范围更广，风能资源更加丰富，所以开发深海区是大势所趋。但是在深海区域，动力环境复杂，风速较大，海底土质承载力情况复杂。必须要考虑基础受风、浪流等因素共同作用所引起的大幅垂荡运动，那么基础的抗倾覆能力是基础设计的重点之一。一般的筒型基础往往采用增大筒径，增大埋深来增加抗倾覆能力，这两种方法无一例外都会大大增加基础工程的工程造价。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种海上风电筒型基础的加固结构，通过筒型基础下部伸出外伸臂并注浆，使得筒型基础与周围土体共同作用，能有效增强基础整体抗倾覆能力，且造价低廉，施工方便，同时满足施工强度要求。

2、为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种海上风电筒型基础的加固结构，包括：筒型基础、液压外伸臂装置、注浆管道和压力注浆系统，所述筒型基础的外侧设有液压外伸臂装置，所述压力注浆系统设置于筒型基础上，所述压力注浆系统与注浆管道的一端连接，所述注浆管道的另一端与液压外伸臂装置连接。

3、进一步地，所述筒型基础包括：外凸螺纹钢制筒裙、钢筋混凝土顶盖、弧形过渡段和上部塔筒结构，所述外凸螺纹钢制筒裙上设有钢筋混凝土顶盖，所述钢筋混凝土顶盖上设有弧形过渡段，所述弧形过渡段上设有上部塔筒结构。

4、进一步地，所述外凸螺纹钢制筒裙的上内侧壁周向上每隔5°焊接一个钻孔带肋板，所述钻孔带肋板上设有穿筋孔。

5、进一步地，所述钻孔带肋板的高度与钢筋混凝土顶盖的厚度相等。

6、进一步地，所述钢筋混凝土顶盖的直径与外凸螺纹钢制筒裙的内径相等。

7、进一步地，所述弧形过渡段的下端内径与钢筋混凝土顶盖的直径相等，所述弧形过渡段的上端内径与上部塔筒结构的内径相等，所述弧形过渡段与上部塔筒结构通过法兰连接；所述弧形过渡段上可拆卸连接压力注浆系统。

8、进一步地，所述外凸螺纹钢制筒裙的下筒壁的周向均布四个液压外伸臂装置，每个液压外伸臂装置中均包含：一根斜向外伸臂、一根竖向外伸臂、液压缸和两根中空液压伸缩杆，斜向外伸臂的上端、竖向外伸臂的上端分别连接一根中空液压伸缩杆的一端，所述中空液压伸缩杆的另一端分别连接一根注浆管道，所述中空液压伸缩杆设置于液压缸内。

9、进一步地，所述斜向外伸臂的外表面上设有螺旋刀片，所述斜向外伸臂的内部设有注浆通道，所述注浆通道由上至下设有孔径依次增大的出浆口。

10、进一步地，所述竖向外伸臂的外表面上设有螺旋刀片，所述竖向外伸臂的内部设有注浆管道，所述注浆管道的底部设有出浆口。

11、进一步地，所述注浆管道竖直于弧形过渡段中至钢筋混凝土顶盖的上表面，再沿钢筋混凝土顶盖的上表面布置，贯穿钢筋混凝土顶盖后，沿外凸螺纹钢制筒裙的内侧壁布置。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型海上风电筒型基础的加固结构通过向筒型基础下部的斜向外伸臂中压力注浆，使得斜向外伸臂与基础旁土体形成共同作用体，来有效增强基础抗倾覆能力，且通过向基础下部竖向外伸臂注浆可解决基础沉降不均匀问题，增强海上风电筒型基础的安全性。本实用新型海上风电筒型基础的加固结构具有施工简单、成本低廉、效果显著等优点。

技术特征：

1.一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，包括：筒型基础、液压外伸臂装置（5）、注浆管道（9）和压力注浆系统，所述筒型基础的外侧设有液压外伸臂装置（5），所述压力注浆系统设置于筒型基础上，所述压力注浆系统与注浆管道（9）的一端连接，所述注浆管道（9）的另一端与液压外伸臂装置（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述筒型基础包括：外凸螺纹钢制筒裙（1）、钢筋混凝土顶盖（2）、弧形过渡段（3）和上部塔筒结构（4），所述外凸螺纹钢制筒裙（1）上设有钢筋混凝土顶盖（2），所述钢筋混凝土顶盖（2）上设有弧形过渡段（3），所述弧形过渡段（3）上设有上部塔筒结构（4）。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述外凸螺纹钢制筒裙（1）的上内侧壁周向上每隔5°焊接一个钻孔带肋板（10），所述钻孔带肋板（10）上设有穿筋孔（11）。

4.根据权利要求3所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述钻孔带肋板（10）的高度与钢筋混凝土顶盖（2）的厚度相等。

5.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述钢筋混凝土顶盖（2）的直径与外凸螺纹钢制筒裙（1）的内径相等。

6.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述弧形过渡段（3）的下端内径与钢筋混凝土顶盖（2）的直径相等，所述弧形过渡段（3）的上端内径与上部塔筒结构（4）的内径相等，所述弧形过渡段（3）与上部塔筒结构（4）通过法兰连接；所述弧形过渡段（3）上可拆卸连接压力注浆系统。

7.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述外凸螺纹钢制筒裙（1）的下筒壁的周向均布四个液压外伸臂装置（5），每个液压外伸臂装置（5）中均包含：一根斜向外伸臂（6）、一根竖向外伸臂（7）、液压缸（8）和两根中空液压伸缩杆（12），斜向外伸臂（6）的上端、竖向外伸臂（7）的上端分别连接一根中空液压伸缩杆（12）的一端，所述中空液压伸缩杆（12）的另一端分别连接一根注浆管道（9），所述中空液压伸缩杆（12）设置于液压缸（8）内。

8.根据权利要求7所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述斜向外伸臂（6）的外表面上设有螺旋刀片，所述斜向外伸臂（6）的内部设有注浆通道，所述注浆通道由上至下设有孔径依次增大的出浆口。

9.根据权利要求7所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述竖向外伸臂（7）的外表面上设有螺旋刀片，所述竖向外伸臂（7）的内部设有注浆管道，所述注浆管道的底部设有出浆口。

10.根据权利要求8所述的一种海上风电筒型基础的加固结构，其特征在于，所述注浆管道（9）竖直于弧形过渡段（3）中至钢筋混凝土顶盖（2）的上表面，再沿钢筋混凝土顶盖（2）的上表面布置，贯穿钢筋混凝土顶盖（2）后，沿外凸螺纹钢制筒裙（1）的内侧壁布置。

技术总结
本技术公开了一种海上风电筒型基础的加固结构，属于海上风电基础技术领域。该加固结构包括：筒型基础、液压外伸臂装置、注浆管道和压力注浆系统，所述筒型基础的外侧设有液压外伸臂装置，所述压力注浆系统设置于筒型基础上，所述压力注浆系统与注浆管道的一端连接，所述注浆管道的另一端与液压外伸臂装置连接。本技术的加固结构通过斜向外伸臂与基础旁土体形成共同作用体，来有效增强基础抗倾覆能力，且通过向基础下部竖向外伸臂注浆可解决基础沉降不均匀问题，增强海上风电筒型基础的安全性，且造价低廉，施工方便，同时满足施工强度要求。

技术研发人员：朱锐,汪煜策,邢玮,周峰,董鑫,郭双枫,陈廷柱,何碧娟,潘伟,刘涛,黄国俊,关义军,张晨,朱洵,王旭东
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：20221202
技术公布日：2024/1/13