阅读说明：本技术 浮箱结构、复合筒基础组件及复合筒基础的运输方法 (Buoyancy tank structure, composite cylinder foundation assembly and transportation method of composite cylinder foundation ) 是由 闵巧玲 赵胜国 孔德煌 贺广零 贾沼霖 逯鹏 崔文涛 宋云峰 张健翔 于嘉 于 2020-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及风机基础技术领域,具体涉及一种浮箱结构、复合筒基础组件及复合筒基础的运输方法。浮箱结构适于与复合筒基础(20)的边舱(21)配合,其包括：浮箱(10)；排水部件,设置在浮箱(10)上,以在其工作时对浮箱(10)排水使浮箱结构上浮；充水部件,设置在浮箱(10)上,以在其工作时对浮箱(10)充水使浮箱结构下沉；其中,排水部件和充水部件中的一个处于工作时,排水部件和充水部件中的另一个处于不工作。本发明的技术方案通过浮箱结构提供一部分浮力,便于拖运,有效地解决了现有技术中复合筒基础的运输方式单一的问题。(The invention relates to the technical field of fan foundations, in particular to a buoyancy tank structure, a composite cylinder foundation assembly and a transportation method of a composite cylinder foundation. The buoyancy tank structure is adapted to cooperate with a side compartment (21) of a composite barrel foundation (20), comprising: a buoyancy tank (10); the drainage component is arranged on the buoyancy tank (10) and used for draining the buoyancy tank (10) to enable the buoyancy tank structure to float upwards when the drainage component works; the water filling part is arranged on the buoyancy tank (10) so as to fill water into the buoyancy tank (10) to enable the buoyancy tank structure to sink when the water filling part works; wherein, when one of the water discharging component and the water filling component is in work, the other one of the water discharging component and the water filling component is not in work. According to the technical scheme, a part of buoyancy is provided through the buoyancy tank structure, so that the towing is facilitated, and the problem that the transportation mode of the composite cylinder foundation in the prior art is single is effectively solved.)

浮箱结构、复合筒基础组件及复合筒基础的运输方法

技术领域

本发明涉及风机基础技术领域，具体涉及一种浮箱结构、复合筒基础组件及复合筒基础的运输方法。

背景技术

目前，复合筒型基础是一种新型海上风机基础型式，复合筒型基础具有顶部封口、底部开口，复合筒型基础的内部设置蜂窝状分舱板，复合筒型基础具有负压下沉及调平便捷等优点。

现有技术中，复合筒型基础采用“筒背船”型式进行运输，进而提高复合筒型基础的湿拖稳性，“筒背船”是定制的船，船体中间设置容纳一个复合筒基础的凹槽，船体两端设有甲板。由于复合筒型基础在多海域海上风电场的推广应用，且适用于“筒背船”的船机设备的资源匮乏，再加上海上风电项目施工工期短，复合筒型基础的单一运输方式逐渐无法满足要求，故，现亟需提出一种适用于复合筒型基础的新型运输方式，能增加复合筒型基础湿拖过程的稳定性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种浮箱结构、复合筒基础组件及复合筒基础的运输方法，以解决现有技术中复合筒型基础的运输方式单一的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种浮箱结构，适于与复合筒基础的边舱配合，包括：浮箱；排水部件，设置在浮箱上，以在其工作时对浮箱排水使浮箱结构上浮；充水部件，设置在浮箱上，以在其工作时对浮箱充水使浮箱结构下沉；其中，排水部件和充水部件中的一个处于工作时，排水部件和充水部件中的另一个处于不工作。

进一步地，浮箱上设有进出孔，排水部件包括：排水泵，设置在浮箱内；排水管道，一端与排水泵连接且另一端从进出孔穿出。

进一步地，浮箱结构还包括护垫，护垫包裹浮箱的顶壁和侧壁。

进一步地，进出孔设置在浮箱的顶壁上，排水管道的至少部分设置在护垫中，和/或，护垫的厚度为0.5m～1m。

进一步地，进出孔的直径为复合筒基础的顶部排气孔的直径的2～4倍。

进一步地，充水部件包括：充水泵，设置在浮箱的外壁上；进水管道，一端与充水泵连接且另一端从进出孔伸入浮箱内。

进一步地，充水泵设置在浮箱的底壁上。

进一步地，浮箱的深度为复合筒基础的深度的1.2～1.5倍，和/或，浮箱为扇形结构，和/或，浮箱的顶部设有距离传感器。

本发明还提供了一种复合筒基础组件，包括复合筒基础和浮箱结构，复合筒基础具有多个边舱，多个边舱中的至少部分中设有浮箱结构，浮箱结构为上述的浮箱结构。

进一步地，多个浮箱结构以复合筒基础的中心呈环形阵列分布。

本发明还提供了一种复合筒基础的运输方法，包括以下步骤：步骤S10：通过多个浮箱结构的充水部件对其浮箱进行充水，以使浮箱结构沉入水中；步骤S20：将多个浮箱结构置于复合筒基础的下方；步骤S30：通过浮箱结构的排水部件对浮箱进行排水，多个浮箱结构上浮并进入其所对应的复合筒基础的边舱中，以形成复合筒基础组件；步骤S40：将复合筒基础组件湿拖至沉放位置处；步骤S50：通过充水部件对复合筒基础组件中的浮箱进行充水，浮箱结构下沉并脱离复合筒基础。

进一步地，在步骤S10中，浮箱结构沉入码头港池中。

进一步地，在步骤S20中，通过吊机设备将复合筒基础吊至多个浮箱结构的上方并打开复合筒基础的顶部排气孔。

进一步地，在步骤S20中，通过缆绳将多个浮箱结构连接在港口固定装置上，以使每个浮箱结构位于其所对应边舱的正下方。

进一步地，在步骤S20和步骤S30之间还包括以下步骤：步骤S21：将复合筒基础下放至其底部进入水中的同时每个浮箱结构进入其所对应的边舱中，将缆绳从浮箱结构中拆卸下来。

进一步地，在步骤S21和步骤S30之间还包括以下步骤：步骤S22：将复合筒基础下放至吊机设备不受力时，将连接复合筒基础与吊机设备的连接装置拆卸下来。

进一步地，在步骤S10中，浮箱结构沉入湿拖位置处的海水中，其中，湿拖位置处的水深比沉放位置处的水深深。

进一步地，在步骤S10之前还包括以下步骤：在步骤S01中，通过船舶将复合筒基础和多个浮箱结构从码头干托至湿拖位置处，再通过船舶上的吊机设备将复合筒基础和多个浮箱结构吊入海水中并关闭复合筒基础的顶部排气孔。

进一步地，在步骤S30中，通过拖船将多个浮箱结构拖拽至其所对应的边舱的正下方。

进一步地，在步骤S30中，在浮箱结构的顶部与复合筒基础的顶板接触后，停止对浮箱进行排水，和/或，在步骤S40中，通过拖船将复合筒基础组件湿拖至沉放位置，和/或，多个浮箱结构以复合筒基础的中心呈环形阵列分布。

本发明技术方案，具有如下优点：在运输复合筒基础时，先通过充水部件对浮箱进行充水，使得浮箱结构下沉入水，再通过排水部件对浮箱进行排水，使得浮箱结构上浮并进入复合筒基础的边舱中，进而形成复合筒基础组件，通过湿拖的方式将复合筒基础组件拖运至沉放位置；然后通过充水部件对浮箱进行充水，使得浮箱结构下沉并脱离复合筒基础，进而完成复合筒基础的运输。通过浮箱结构提供一部分浮力，便于拖运，有效地解决了现有技术中复合筒基础的运输方式单一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明提供的浮箱结构与复合筒基础配合的立体示意图；

图2示出了图1的浮箱结构的主视示意图；

图3示出了图2的浮箱结构的俯视示意图；

图4示出了图1的浮箱结构的护垫的主视示意图；

图5示出了图4的护垫的俯视示意图；

图6示出了图1的复合筒基础的立体示意图。

附图标记说明：

10、浮箱；11、进出孔；20、复合筒基础；21、边舱；22、顶部排气孔；23、侧板；24、顶板；25、内分舱板；30、护垫。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例的浮箱结构适于与复合筒基础20的边舱21配合，浮箱结构包括：浮箱10、排水部件及充水部件；排水部件设置在浮箱10上，以在其工作时对浮箱10排水使浮箱结构上浮；充水部件设置在浮箱10上，以在其工作时对浮箱10充水使浮箱结构下沉；其中，排水部件和充水部件中的一个处于工作时，排水部件和充水部件中的另一个处于不工作。

应用本实施例的浮箱结构，在运输复合筒基础时，先通过充水部件对浮箱10进行充水，使得浮箱结构下沉入水，再通过排水部件对浮箱10进行排水，使得浮箱结构上浮并进入复合筒基础的边舱中，进而形成复合筒基础组件，通过湿拖的方式将复合筒基础组件拖运至沉放位置；然后通过充水部件对浮箱10进行充水，使得浮箱结构下沉并脱离复合筒基础，进而完成复合筒基础的运输。通过浮箱结构提供一部分浮力，便于拖运，有效地解决了现有技术中复合筒基础的运输方式单一的问题。

在本实施例中，如图2和图3所示，浮箱10上设有进出孔11，排水部件包括：排水泵和排水管道，排水泵设置在浮箱10内；排水管道一端与排水泵连接且另一端从进出孔11穿出。开启排水泵就可以将浮箱内的水通过排水管道排出。排水部件的结构简单，使用方便，成本低廉。排水泵设置在浮箱10的内底壁上。作为可替换的实施方式，排水泵设置在浮箱的内侧壁或内顶壁上，排水泵的进水口可能需要连接管道，该管道的远离排水泵的一端没入水中。

在本实施例中，如图4和图5所示，浮箱结构还包括护垫30，护垫30包裹浮箱10的顶壁和侧壁，护垫30可以吸收碰撞能力，避免湿拖运输过程中浮箱10与复合筒型基础的顶板、侧板、内分舱板发生直接碰撞而使复合筒型基础发生弯曲破坏的情况。具体地，护垫30的厚度为0.5m～1m。

在本实施例中，进出孔11设置在浮箱10的顶壁上，排水管道的至少部分设置在护垫30中。排水管道的另一端从护垫中穿出，便于将水排出。作为可替换的实施方式，进出孔11设置在浮箱10的侧壁上。

在本实施例中，充水部件包括：充水泵和进水管道，充水泵设置在浮箱10的外壁上；进水管道，一端与充水泵连接且另一端从进出孔11伸入浮箱10内。开启充水泵就可以将浮箱10外部的水通过进水管道抽入浮箱10内，进而对浮箱10进行充水，使得浮箱结构可以下沉。充水部件的结构简单，便于对浮箱进行充水。进水管道和排水管道共用一个进出孔11，简化浮箱的结构。当然，也可以设置两个进出孔11，一个进出孔11与进水管道配合，另一个进出孔11与排水管道配合，此时两个进出孔11可以设置在浮箱的顶壁、底壁或侧壁上，进出孔11设置在底壁上时需要将进出孔11与管道之间进行密封，防止漏水的情况。

在本实施例中，进出孔11的直径为复合筒基础20的顶部排气孔22的直径的2～4倍，可设置多条排水管道和进水管道，快速泵送浮箱内外部的水。

具体地，充水泵设置在浮箱10的底壁上，将浮箱结构放入水中，开启充水泵即可充水。作为可替换的实施方式，充水泵设置在浮箱的侧壁或顶壁上，此时充水泵的进水口也需要连接管道，该管道从护垫的底部中穿出。

在本实施例中，浮箱10的深度为复合筒基础20的深度的1.2～1.5倍，便于在浮箱的侧板上设置与缆绳连接的连接结构，防止连接结构与边舱发生干涉的情况。浮箱10的其他尺寸小于复合筒基础的边舱的尺寸。

在本实施例中，边舱为扇形结构，浮箱10为扇形结构，使得浮箱10的形状与边舱的形状适配。

在本实施例中，浮箱10的顶部设有距离传感器。距离传感器将检测到浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板之间的距离信号发送给控制器，控制器控制排水泵是否关闭，当检测到浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板之间的距离为0，控制器关闭排水泵，通过距离传感器判断浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板接触，更方便。

本发明还提供了一种复合筒基础组件，包括复合筒基础20和浮箱结构，复合筒基础20具有多个边舱21，多个边舱21中的至少部分中设有浮箱结构，浮箱结构为上述的浮箱结构。

在本实施例中，多个浮箱结构以复合筒基础20的中心呈环形阵列分布。

如图6所示，复合筒基础20包括顶板24、环形的侧板23及多个内分舱板25，顶部排气孔设置在顶板24上，通过多个内分舱板25将顶板24和侧板23围成的腔体分成一个中间舱和六个边舱21，中间舱呈六边形。当然，边舱也可以为四个，边舱的个数并不局限于此。

本发明还提供了一种复合筒基础的运输方法，其包括以下步骤：

步骤S10：通过多个浮箱结构的充水部件对其浮箱10进行充水，以使浮箱结构沉入水中；

步骤S20：将多个浮箱结构置于复合筒基础20的下方；

步骤S30：通过浮箱结构的排水部件对浮箱10进行排水，多个浮箱结构上浮并进入其所对应的复合筒基础20的边舱21中，以形成复合筒基础组件；

步骤S40：将复合筒基础组件湿拖至沉放位置处；

步骤S50：通过充水部件对复合筒基础组件中的浮箱10进行充水，浮箱结构下沉并脱离复合筒基础20。

应用本实施例的复合筒基础的运输方法，在运输复合筒基础时，先通过充水部件对浮箱10进行充水，使得浮箱结构下沉入水，再通过排水部件对浮箱10进行排水，使得浮箱结构上浮并进入复合筒基础的边舱中，进而形成复合筒基础组件，通过湿拖的方式将复合筒基础组件拖运至沉放位置；然后通过充水部件对浮箱10进行充水，使得浮箱结构下沉并脱离复合筒基础，进而完成复合筒基础的运输。通过浮箱结构提供一部分浮力，便于拖运，有效地解决了现有技术中复合筒基础的运输方式单一的问题。

如果复合筒基础20的沉放位置离码头较近，在步骤S10中，浮箱结构沉入码头港池中，在码头港池中将浮箱结构装入边舱中，方法更简单。

由于复合筒基础的尺寸比较大，在步骤S20中，通过吊机设备将复合筒基础20吊至多个浮箱结构的上方并打开复合筒基础20的顶部排气孔22，降低运输人员的劳动强度。具体地，通过吊机设备将复合筒基础20从码头吊入码头港池中。复合筒基础20进入水中时复合筒基础20中的空气通过顶部排气孔22排出，便于将浮箱结构的顶部与复合筒基础的顶部接触。

在步骤S20中，通过缆绳将多个浮箱结构连接在港口固定装置上，以使每个浮箱结构位于其所对应边舱21的正下方。这样可以将浮箱结构的位置进行固定，防止浮箱结构在码头港池中发生移动的情况，保证定位准确。

在步骤S20和步骤S30之间还包括以下步骤：步骤S21：将复合筒基础20下放至其底部进入水中的同时每个浮箱结构进入其所对应的边舱21中，将缆绳从浮箱结构中拆卸下来。

在步骤S21和步骤S30之间还包括以下步骤：步骤S22：将复合筒基础20下放至吊机设备不受力时，将连接复合筒基础20与吊机设备的连接装置拆卸下来，便于将连接装置拆卸下来，拆卸更省力。

在步骤S30中，在浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板接触后，停止对浮箱10进行排水。在浮箱结构上设置距离传感器，距离传感器将检测到浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板之间的距离信号发送给控制器，控制器控制排水泵是否关闭，当检测到浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板之间的距离为0，控制器关闭排水泵，通过距离传感器判断浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板接触，更方便。

在步骤S40中，通过拖船将复合筒基础组件湿拖至沉放位置。具体地，将缆绳的一端连接在复合筒基础组件的复合筒基础的外壁上的连接结构上，将缆绳的另一端连接在拖船上，通过拖船将复合筒基础组件湿托至沉放位置。具体地，连接结构为连接钩。

在本实施例中，多个浮箱结构以复合筒基础20的中心呈环形阵列分布。具体地，边舱21设有六个，浮箱结构设有三个，三个浮箱结构间隔一个边舱21设置。当然，也可以设置六个浮箱结构。

如果复合筒基础20的沉放位置离码头较远且沉放位置为浅水域，现场运输船舶吃水较大，无法停泊在沉放位置，进而无法对复合筒基础进行干拖运输至沉放位置，从成本上考虑可以先通过现场运输船舶将复合筒基础和浮箱结构从码头干拖至离沉放位置较近的较深水域，再将复合筒基础湿拖至沉放位置，具体地，在步骤S10之前还包括以下步骤：在步骤S01中，通过船舶将复合筒基础20和多个浮箱结构从码头干托至湿拖位置处，再通过船舶上的吊机设备将复合筒基础20和多个浮箱结构吊入海水中并关闭复合筒基础20的顶部排气孔22，使得复合筒基础的吃水最小。其中，船舶为现场运输船舶，现场运输船舶的长度尺寸为100多米，拖船的长度尺寸为10m左右。

在步骤S10中，浮箱结构沉入湿拖位置处的海水中，其中，湿拖位置处的水深比沉放位置处的水深深。当浮箱结构的顶部低于复合筒基础的底部时，停止对浮箱进行充水。

在步骤S30中，通过拖船将多个浮箱结构拖拽至其所对应的边舱21的正下方。通过拖船对浮箱结构进行定位，定位方便。具体地，将三个拖船通过缆绳与每个浮箱结构进行连接，通过三个拖船将每个浮箱结构拖拽至其所对应的边舱21的正下方并将每个浮箱结构固定住。

从以上的描述中，复合筒基础的运输方法有两种，具体操作过程如下所述：

1、如果复合筒型基础的施工现场与码头距离较近时，从成本上可以选用复合筒型基础湿拖运输方式，具体为：

通过吊机设备将多个浮箱结构从码头吊入码头港池中，然后对每个浮箱结构进行充水，使得浮箱结构沉入水中；

通过吊机设备将复合筒基础吊至多个浮箱结构的上方并打开复合筒基础20的顶部排气孔22；

通过缆绳将多个浮箱结构连接在港口固定装置上，以使每个浮箱结构位于其所对应边舱21的正下方；

缓慢下放复合筒型基础，直至复合筒基础20的底部进入水中，此时每个浮箱结构进入其所对应的边舱21中，将缆绳从浮箱结构中拆卸下来。

继续沉放复合筒型基础直至吊机设备不受力，卸除连接复合筒型基础与吊机设备的连接装置；

通过浮箱结构的排水部件对浮箱10进行排水，使多个浮箱结构逐渐上浮并进入其所对应的复合筒基础20的边舱21中，以形成复合筒基础组件，直至浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板接触后，停止对浮箱10进行排水；

通过拖船将复合筒基础组件湿拖至沉放位置后，关闭复合筒基础的顶部排气孔；

通过充水部件对复合筒基础组件中的浮箱10进行充水，使得浮箱结构逐渐下沉并脱离复合筒基础20。

继续对浮箱结构进行充水下沉直至浮箱结构的顶部低于复合筒型基础底部，由拖船将浮箱结构拖拽移出复合筒型基础的边舱的下方，通过排水部件对浮箱10进行排水，使多个浮箱结构逐渐上浮，回收浮箱结构。

2、如果复合筒型基础的施工现场与码头距离远且施工现场为浅水域时，现场运输船舶吃水较大，无法停泊在沉放位置，进而无法对复合筒型基础进行干拖运输至沉放位置，其中，沉放位置位于施工现场。从成本上考虑需通过现场运输船舶将复合筒型基础干拖至施工现场附近的较深水域，再通过复合筒型基础湿拖至浅水域，具体为：

通过现场运输船舶将复合筒基础20和多个浮箱结构从码头干托至离沉放位置较近的较深水域；

再通过现场运输船舶上的吊机设备将复合筒基础20和多个浮箱结构从现场运输船舶上吊入海水中并关闭复合筒基础20的顶部排气孔22，使得复合筒基础的吃水最小；

对每个浮箱结构进行充水，使得浮箱结构沉入水中，当浮箱结构的顶部低于复合筒型基础的底部时，由拖船将浮箱结构拖拽至复合筒型基础的边舱的正下方；

通过浮箱结构的排水部件对浮箱10进行排水，使多个浮箱结构逐渐上浮并进入其所对应的复合筒基础20的边舱21中，以形成复合筒基础组件，直至浮箱结构的顶部与复合筒基础20的顶板接触后，停止对浮箱10进行排水，打开复合筒基础的顶部排气孔；

通过拖船将复合筒基础组件湿拖至沉放位置后，关闭复合筒基础的顶部排气孔；

通过充水部件对复合筒基础组件中的浮箱10进行充水，使得浮箱结构逐渐下沉并脱离复合筒基础20。

继续对浮箱结构进行充水下沉直至浮箱结构的顶部低于复合筒型基础底部，由拖船将浮箱结构拖拽移出复合筒型基础的边舱的下方，通过排水部件对浮箱10进行排水，使多个浮箱结构逐渐上浮，回收浮箱结构。

上述复合筒基础的运输方式通过浮箱结构提供一部分浮力，湿拖过程操作简单，提高运输效率、运输可靠性，降低能耗和成本，加快了复合筒型基础的推广应用，提高复合筒型基础湿拖过程中的稳定性，浮箱结构可重复利用，经济性高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。