阅读说明：本技术 一种海上风电单桩靠泊构件连接结构及其施工方法 (Offshore wind power single-pile mooring component connecting structure and construction method thereof ) 是由 宋启明 刘蔚 游先辉 赖福梁 陈志冰 吴昀 欧寅华 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种海上风电设备技术领域,特别涉及一种海上风电单桩靠泊构件连接结构及其施工方法；靠泊构件本体采用分体式,通过在单桩基础本体的侧部连接一个以上的支撑结构,支撑结构的宽度从上至下逐渐增大,并在分体式靠泊构件本体的侧部设置与支撑结构一一对应的套筒,使得套筒从上而下与对应的支撑结构套接时,通过靠泊构件本体本身的重力使套筒的内壁与支撑结构的外壁紧密地过渡配合连接,施工效率高,安装方便,解决了常规分体式靠泊构件安装繁琐,连接存在一定空隙的问题,且连接结构稳定,不会晃动,具有优良的承载能力,且用钢量少。(The invention relates to the technical field of offshore wind power equipment, in particular to an offshore wind power single-pile mooring member connecting structure and a construction method thereof; the berthing component body adopts split type, more than one bearing structure is connected through the lateral part at single pile basis body, bearing structure's width is from last to crescent down, and the lateral part at split type berthing component body sets up the sleeve with the bearing structure one-to-one, when making sleeve from the top cup joint with the bearing structure who corresponds, gravity through berthing component body itself makes telescopic inner wall and bearing structure's outer wall closely transition fit be connected, the efficiency of construction is high, high durability and convenient installation, it is loaded down with trivial details to have solved the installation of conventional split type berthing component, connect the problem that has certain space, and connection structure is stable, can not rock, has good bearing capacity, and it is few with the steel volume.)

一种海上风电单桩靠泊构件连接结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种海上风电设备技术领域，特别涉及一种海上风电单桩靠泊构件连接结构及其施工方法。

背景技术

近些年，海上风电行业迎来了最好的时机，实现了跨越式的发展，相应的风机支撑基础结构技术也得到了很大的提高。

常用的海上风电基础型式可分为重力式基础、单桩基础、多柱基础、吸力式基础等。其中单桩基础一般指单根钢管桩基础，其受力分析明确，结构型式简单，施工速度快、经济性好，其埋入深度由水深和地质条件决定。单桩基础已经应用于0～40m水深海域，风力发电机组单机容量高达8MW及以上。据统计，目前全球75％以上的海上风机基础均采用单桩基础型式。

目前单桩基础的靠泊分为整体套笼式和分体式，整体套笼型式将靠泊结构、外平台、电缆管等外围附属构件集成一个整体，施工方便，安装效率高，同时整体承载性能好，是国内最常用的一种型式，但随着水深的增加，整体套笼型式的缺点就越发明显，首先是用钢量大，焊接工序多，加工制造麻烦，同时整体高度高，施工吊装不方便，总体成本大。因此，在水深较深的海域，分体式附属构件包含靠泊结构就出现了，但目前常规的分体式靠泊结构，一般下面几个连接点采用圆柱形套筒式插接，最上端采用法兰连接，下部圆柱形套筒插接存在一定空隙，对受力不利，上端法兰连接有时由于加工制造的误差，存在安装困难的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种海上风电单桩靠泊构件连接结构及其施工方法，使得靠泊构件相比传统的整体套笼式和常规分体式具有更好的承载性能，更少的用钢量，且安装更加方便快捷。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种海上风电单桩靠泊构件连接结构，包括单桩基础本体和分体式靠泊构件本体，所述单桩基础本体的侧部安装有一个以上的支撑结构，所述支撑结构的宽度从上至下逐渐增大；所述分体式靠泊构件本体的侧部连接有与支撑结构位置一一对应的套筒，所述套筒的内壁与支撑结构的外壁过渡配合。

本发明还涉及一种海上风电单桩靠泊构件连接结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：制作单桩基础本体和连接于单桩基础本体的一个以上的支撑结构，制作分体式靠泊构件本体和连接于分体式靠泊构件本体的一个以上的套筒，将位于最上方的一个支撑结构的侧部钻设螺栓孔；

步骤2：在特定海域对单桩基础本体进行沉桩施工；

步骤3：吊装分体式靠泊构件本体，使分体式靠泊构件本体连接的套筒对准对应的支撑结构，从上往下与支撑结构套接，使套筒与对应的支撑结构过渡配合；

步骤4：将螺栓与位于最上方的支撑结构的侧部设置的螺栓孔螺纹连接，限制对应连接的套筒的轴向位移。

本发明的有益效果在于：本发明提供的海上风电单桩靠泊构件连接结构中，靠泊构件本体采用分体式，通过在单桩基础本体的侧部连接一个以上的支撑结构，支撑结构的宽度从上至下逐渐增大，并在分体式靠泊构件本体的侧部设置与支撑结构一一对应的套筒，使得套筒从上而下与对应的支撑结构套接时，通过靠泊构件本体本身的重力使套筒的内壁与支撑结构的外壁紧密地过渡配合连接，施工效率高，安装方便，解决了常规分体式靠泊构件安装繁琐，连接存在一定空隙的问题，且连接结构稳定，不会晃动，具有优良的承载能力，且用钢量少。

附图说明

图1为本发明实施例6的一种海上风电单桩靠泊构件连接结构的单桩基础本体与分体式靠泊构件本体分离状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例6的一种海上风电单桩靠泊构件连接结构的单桩基础本体与分体式靠泊构件本体连接状态下的结构示意图；

标号说明：

1、单桩基础本体；2、支撑结构；3、分体式靠泊构件本体；4、套筒；5、螺栓孔。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：单桩基础本体的侧部连接一个以上的支撑结构，支撑结构的宽度从上至下逐渐增大，并在分体式靠泊构件本体的侧部设置与支撑结构一一对应的套筒，使得套筒从上而下与对应的支撑结构套接时，通过靠泊构件本体本身的重力使套筒的内壁与支撑结构的外壁紧密地过渡配合连接。

请参照图1以及图2，本发明涉及一种海上风电单桩靠泊构件连接结构，包括单桩基础本体1和分体式靠泊构件本体3，所述单桩基础本体1的侧部安装有一个以上的支撑结构2，所述支撑结构2的宽度从上至下逐渐增大；所述分体式靠泊构件本体3的侧部连接有与支撑结构2位置一一对应的套筒4，所述套筒4的内壁与支撑结构2的外壁过渡配合。

上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，靠泊构件本体采用分体式，通过在单桩基础本体1的侧部连接一个以上的支撑结构2，支撑结构2的宽度从上至下逐渐增大，并在分体式靠泊构件本体3的侧部设置与支撑结构2一一对应的套筒4，使得套筒4从上而下与对应的支撑结构2套接时，通过靠泊构件本体本身的重力使套筒4的内壁与支撑结构2的外壁紧密地过渡配合连接，施工效率高，安装方便，解决了常规分体式靠泊构件安装繁琐，连接存在一定空隙的问题，且连接结构稳定，不会晃动，具有优良的承载能力，且用钢量少。

进一步的，上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，所述支撑结构2的形状为圆台体，所述圆台体的轴线与单桩基础本体1的轴线平行。

进一步的，上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，所述支撑结构2的形状为圆锥体，所述圆锥体的轴线与单桩基础本体1的轴线平行。

进一步的，上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，所述支撑结构2的形状为正多棱锥，所述正多棱锥的轴线与单桩指出本体的轴线平行。

进一步的，上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，所述支撑结构2的形状为正多棱台，所述正多棱台的轴线与单桩指出本体的轴线平行。

进一步的，上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，所述支撑结构2的材质为钢材或UHPC，所述套筒4的材质为钢材或UHPC。

由上述描述可知，上述支撑结构2和套筒4的材质可采用钢材、UHPC或钢材和UHPC的复合结构。

进一步的，上述海上风电单桩靠泊构件连接结构中，所述支撑结构2的数量为2个以上，2个以上的支撑结构2呈上下分布，位于最上方的支撑结构2的侧部设有螺栓孔5，使得位于最上方的支撑结构2与对应的套筒4过渡配合后，通过螺栓与螺栓孔5螺纹连接限制套筒4的轴向移动。

一种海上风电单桩靠泊构件连接结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：制作单桩基础本体1和连接于单桩基础本体1的一个以上的支撑结构2，制作分体式靠泊构件本体3和连接于分体式靠泊构件本体3的一个以上的套筒4，将位于最上方的一个支撑结构2的侧部钻设螺栓孔5；

步骤2：在特定海域对单桩基础本体1进行沉桩施工；

步骤3：吊装分体式靠泊构件本体3，使分体式靠泊构件本体3连接的套筒4对准对应的支撑结构2，从上往下与支撑结构2套接，使套筒4与对应的支撑结构2过渡配合；

步骤4：将螺栓与位于最上方的支撑结构2的侧部设置的螺栓孔5螺纹连接，限制对应连接的套筒4的轴向位移。

实施例1

一种海上风电单桩靠泊构件连接结构，包括单桩基础本体1和分体式靠泊构件本体3，所述单桩基础本体1的侧部安装有一个以上的支撑结构2，所述支撑结构2的宽度从上至下逐渐增大；所述分体式靠泊构件本体3的侧部连接有与支撑结构2位置一一对应的套筒4，所述套筒4的内壁与支撑结构2的外壁过渡配合。所述支撑结构2的形状为正多棱台，所述正多棱台的轴线与单桩指出本体的轴线平行。

实施例2

一种实施例1所述的海上风电单桩靠泊构件连接结构，其中，所述支撑结构2的形状为圆台体，所述圆台体的轴线与单桩基础本体1的轴线平行。

实施例3

一种实施例1所述的海上风电单桩靠泊构件连接结构，其中，所述支撑结构2的形状为圆锥体，所述圆锥体的轴线与单桩基础本体1的轴线平行。

实施例4

一种实施例1所述的海上风电单桩靠泊构件连接结构，其中，所述支撑结构2的形状为正多棱锥，所述正多棱锥的轴线与单桩指出本体的轴线平行。

实施例5

一种实施例1所述的海上风电单桩靠泊构件连接结构，其中，所述支撑结构2的材质为钢材或UHPC，所述套筒4的材质为钢材或UHPC。

实施例6

一种实施例1所述的海上风电单桩靠泊构件连接结构，其中，所述支撑结构2的数量为2个以上，2个以上的支撑结构2呈上下分布，位于最上方的支撑结构2的侧部设有螺栓孔5，使得位于最上方的支撑结构2与对应的套筒4过渡配合后，通过螺栓与螺栓孔5螺纹连接限制套筒4的轴向移动。

实施例7

一种海上风电单桩靠泊构件连接结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：工厂精确放样后，制作单桩基础本体1和连接于单桩基础本体1的一个以上的支撑结构2，将支撑结构2分别焊接于单桩基础本体1的侧部，制作分体式靠泊构件本体3和连接于分体式靠泊构件本体3的一个以上的套筒4，将位于最上方的一个支撑结构2的侧部钻设螺栓孔5；

步骤2：现场施工还与确定单桩基础本体1所在位置，在特定海域对单桩基础本体1进行沉桩施工；

步骤3：吊装分体式靠泊构件本体3，使分体式靠泊构件本体3连接的套筒4对准对应的支撑结构2，从上往下与支撑结构2慢慢套接，使套筒4与对应的支撑结构2过渡配合，套接完成后，由于上部小，下不大，在自重作用下，套接会十分紧密；

步骤4：将高强螺栓与位于最上方的支撑结构2的侧部设置的螺栓孔5螺纹连接，限制对应连接的套筒4的轴向位移(上移)。

综上所述，本发明提供的海上风电单桩靠泊构件连接结构中，靠泊构件本体采用分体式，通过在单桩基础本体的侧部连接一个以上的支撑结构，支撑结构的宽度从上至下逐渐增大，并在分体式靠泊构件本体的侧部设置与支撑结构一一对应的套筒，使得套筒从上而下与对应的支撑结构套接时，通过靠泊构件本体本身的重力使套筒的内壁与支撑结构的外壁紧密地过渡配合连接，施工效率高，安装方便，解决了常规分体式靠泊构件安装繁琐，连接存在一定空隙的问题，且连接结构稳定，不会晃动，具有优良的承载能力，且用钢量少。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。