一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础的制作方法

1.本发明涉及海上风电基础结构技术领域，特别是涉及一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础。


背景技术：

2.在过去的几十年里，人们充分认识到了发展新能源的必要性。风力能源和其他清洁可再生能源一样受到重视，在各国政府的支持下，风力发电的增长非常迅猛，开发技术日臻成熟，且商业化程度高，成为最适宜规模化开发的新能源之一。
3.随着水深的增加，海上固定式风机支撑基础的设计难度和投资成本急剧增加，浮式风机的优势逐渐突显。海上浮式风机可看作浮式平台与风力发电机的结合，平台作为支撑，控制了风机的位置和姿态，从而保证能量的捕获。
4.传统的浮式结构主要是由钢结构组成，材料成本较高。随着我国风电平价上网的实施，对风电工程的造价提出了更高的要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，从而实现基础结构用钢量减少，整体造价降低。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
7.一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，由立柱、水平连接钢管、过渡段、锚链和锚组成，所述立柱设置有3～4个且均匀分布设置于过渡段周围，所述立柱与过渡段之间及相邻的立柱之间均通过相互平行的两根水平连接钢管相互连接；
8.所述的过渡段为上部直径大，下部直径小的倒圆锥型钢管；所述过渡段的上部能够通过法兰与风机塔筒连接；
9.所述的立柱、过渡段、水平连接钢管采用焊接方式连接为一整体；
10.所述的锚链的一端与各个立柱顶部进行连接，另一段与海床上的锚进行连接，将整个漂浮式基础平台限制在指定区域；
11.所述立柱为中部直径小、两端直径大的哑铃型结构，包括内钢板、外钢板和分舱钢板，所述内钢板与外钢板之间填充有混凝土，所述立柱内部的内钢板壁上从上到下设置有若干个所述分舱钢板；所述立柱的顶部和底部分别固接有顶钢板和底钢板实现对内钢板、外钢板及立柱内部的密封。
12.进一步的，所述立柱中部的外径为8～12m，两端的外径为13～17m，内钢板和外钢板的厚度均为8～12mm。
13.进一步的，所述混凝土的壁厚为320～380mm；分舱钢板、顶钢板、底钢板的厚为18～22mm。
14.进一步的，相邻立柱的中心距离为38～42m。
15.与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
16.本发明相较于传统的立柱结构，水线附近为哑铃型立柱的中间部位，可以减小波浪的作用力；哑铃型立柱的下部为扩大端，可增加水力的附加质量，减小整体结构垂荡；哑铃型立柱的上部逐渐扩大，当基础倾斜如水时，可逐步增大恢复力，有利于基础的稳定；整体结构采用钢混组合结构，可以减少整体结构的用钢量。
17.此外本发明提供的漂浮式基础设计会提供增加的柱顶承载力；降低水位的变化制约系数：增加支撑结构，增加柱顶支撑力；减少安全风险：采用钢混组合多立柱之间混凝土支撑，可以充分利用承载结构。
附图说明
18.图1是本发明漂浮式基础整体结构示意图。
19.图2是哑铃型立柱的剖视结构示意图。
20.附图标记：1-立柱，101-混凝土，102-内钢板，103-外钢板，104-分舱钢板，105-顶钢板，106-底钢板，2-水平连接钢管，3-锚链，4-锚，5-过渡段
具体实施方式
21.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。
22.如图1和图2所示，本实施例提供一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，包括立柱1、水平连接钢管2、锚链3、锚4、过渡段5组成。
23.本实施例中立柱1为钢混组合空腔结构，中间外直径为10m，两端外直径为15m；侧壁由内钢板102、外钢板103，中间为混凝土101组成的双钢板混凝土结构，内钢板102、外钢板103厚度为10mm，局部连接处加厚到25mm，中间混凝土101壁厚350mm；内部设置了分舱钢板104，顶部为顶钢板105，底部为底钢板106，本实施例中所有钢板的厚为20mm；哑铃型立柱1设置4个，均匀布置在整个结构外侧，相邻的立柱1之间中心距离为40m。
24.过渡段5为上部外径10m，下部外径3m的倒圆锥型钢管；上部可通过法兰与风机塔筒连接。
25.立柱1、过渡段5、水平连接钢管2采用焊接方式连接为一整体。其中立柱1可以视为是从上到下依次设置的大直径圆柱形筒、倒梯形筒、小直径圆柱形筒、梯形圆柱形筒和大直径圆柱形筒依次连接为一体组成。立柱1的内钢板102和外钢板103之间形成的空腔是一体的，因此混凝土101整体也是形成与立柱1同样的哑铃型。
26.锚链3一端与各个立柱1的顶部进行连接，另一段与海床上的锚4进行连接，将整个基础平台限制在指定区域。
27.本发明相较于传统的立柱结构，水线附近为哑铃型立柱1的中间部位，可以减小波浪的作用力；哑铃型立柱1的下部为扩大端，可增加水力的附加质量，减小整体结构垂荡；哑铃型立柱1的上部逐渐扩大，当基础倾斜如水时，可逐步增大恢复力，有利于基础的稳定；整体结构采用钢混组合结构，可以减少整体结构的用钢量。
28.本实施例中分舱钢板上可以设置若干个通孔亦可不设置。
29.本实施例可使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施列范围之中，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替
换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
30.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。


技术特征：
1.一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，其特征在于，由立柱、水平连接钢管、过渡段、锚链和锚组成，所述立柱设置有3～4个且均匀分布设置于过渡段周围，所述立柱与过渡段之间及相邻的立柱之间均通过相互平行的两根水平连接钢管相互连接；所述的过渡段为上部直径大，下部直径小的倒圆锥型钢管；所述过渡段的上部能够通过法兰与风机塔筒连接；所述的立柱、过渡段、水平连接钢管采用焊接方式连接为一整体；所述的锚链的一端与各个立柱顶部进行连接，另一段与海床上的锚进行连接，将整个漂浮式基础平台限制在指定区域；所述立柱为中部直径小、两端直径大的哑铃型结构，包括内钢板、外钢板和分舱钢板，所述内钢板与外钢板之间填充有混凝土，所述立柱内部的内钢板壁上从上到下设置有若干个所述分舱钢板；所述立柱的顶部和底部分别固接有顶钢板和底钢板实现对内钢板、外钢板及立柱内部的密封。2.根据权利要求1所述一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，其特征在于，所述立柱中部的外径为8～12m，两端的外径为13～17m，内钢板和外钢板的厚度均为8～12mm。3.根据权利要求1所述一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，其特征在于，所述混凝土的壁厚为320～380mm；分舱钢板、顶钢板、底钢板的厚为18～22mm。4.根据权利要求1所述一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，其特征在于，相邻立柱的中心距离为38～42m。

技术总结
本发明公开一种钢混组合多立柱支撑的漂浮式基础，由立柱、水平连接钢管、过渡段、锚链和锚组成，所述立柱设置有3～4个且均匀分布设置于过渡段周围，立柱与过渡段之间及相邻的立柱之间均通过相互平行的两根水平连接钢管相互连接；过渡段为上部直径大，下部直径小的倒圆锥型钢管；过渡段的上部能够通过法兰与风机塔筒连接；立柱、过渡段、水平连接钢管采用焊接方式连接为一整体；锚链的一端与各个立柱顶部进行连接，另一段与海床上的锚进行连接，将整个漂浮式基础平台限制在指定区域。个漂浮式基础平台限制在指定区域。个漂浮式基础平台限制在指定区域。


技术研发人员：方龙 练继建 翟恩地 李荣富 王海军
受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/5/4