本實用新型專利技術(shù)涉及一種海上風機鋼管樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，屬于海洋工程和風力發(fā)電領(lǐng)域。主要技術(shù)方案為：通過對鋼管樁與導管架腿柱組成的環(huán)形空間進行灌漿連接，可以把上部荷載經(jīng)由灌漿結(jié)石體傳遞給鋼管樁；在環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置剪切鍵，以增大灌漿連接段傳遞荷載的能力；在環(huán)形空間上部及下部設(shè)置導向體，可方便打樁施工中鋼管樁能夠順利插入導管架腿柱；在環(huán)形空間頂部和底部設(shè)置封堵器以保證順利灌漿。選用水泥基高強無收縮灌漿料作為灌漿材料，結(jié)石體強度高，連接效果可靠；自環(huán)形空間底部注漿閥注入漿液，通過環(huán)形空間上部漿液回流閥控制灌漿結(jié)束標準。本實用新型專利技術(shù)可以全斷面有效連接，對鋼結(jié)構(gòu)不施加外力和熱量，易于吸收構(gòu)件制造誤差和安裝偏差；對設(shè)備無特殊要求，操作簡單，并在江蘇響水海上測風塔中得到了成功應用，可進一步推廣使用。（*該技術(shù)在2019年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及海上風機基礎(chǔ)用的一種鋼管樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
風能是一種清潔的可再生能源，風力發(fā)電是風能利用的主要形式。海上風況優(yōu)于陸地，海面粗糙度小，風湍流強度小，風切變小，具有穩(wěn)定的主導風向，且不占用陸地資源，海上風電開發(fā)將是今后風電發(fā)展的重要方向。但是，海上風電的開發(fā)利用受海上環(huán)境條件影響，在風電場建設(shè)和運行維護上難度要較陸地風電場大很多。 海上風機基礎(chǔ)一般多采用鋼管樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)與風機塔筒的連接可通過導管架結(jié)構(gòu)進行連接。導管架結(jié)構(gòu)是由腿柱和連接腿柱的拉管所構(gòu)成的空間構(gòu)架，鋼管樁通過腿柱打入海床以固定導管架。導管架結(jié)構(gòu)不受風機型號與海水深度的影響，在施工之前不需要進行專門的河床清理，施工工藝簡單。 歐洲一些海上風電技術(shù)較發(fā)達的國家，已經(jīng)對海上風機鋼管樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接的應用中展開了一定的研究，并在一些海上風電場工程中進行了實際應用。在我國，海上風電開發(fā)利用還處于起步階段，樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接在海洋平臺的建設(shè)中應用較多，積累了一定的設(shè)計與施工經(jīng)驗，但是將樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接應用在海上風機基礎(chǔ)的建設(shè)當中，需要充分考慮海上風機的結(jié)構(gòu)特點風機基礎(chǔ)規(guī)模相對海洋平臺的基礎(chǔ)規(guī)模要小；風機為高聳結(jié)構(gòu)，受到較大的風荷載、波浪荷載等多種荷載的綜合作用。因此，為了保證海上風機的正常運行和結(jié)構(gòu)安全，需對樁基礎(chǔ)與導管架腿柱間的灌漿連接質(zhì)量提出更高的要求。 鋼管樁樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接具有其獨特的施工技術(shù)優(yōu)勢，對設(shè)備無特殊要求，操作簡單，并在海洋平臺工程應用中積累了一定的施工經(jīng)驗。通過對連接段灌漿材料、灌漿施工工藝及環(huán)形空間結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以增大連接段灌漿連接的作用效果，實現(xiàn)海上風機鋼管樁基礎(chǔ)與導管架腿柱灌漿連接在中國海上風電場建設(shè)中的應用，具有重要的現(xiàn)實意義和較大的社會經(jīng)濟效益。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種海上風機基礎(chǔ)與塔筒連接的過渡裝置鋼管樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案是 —種海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，由導管架腿柱內(nèi)壁及樁基礎(chǔ)鋼管樁外壁形成環(huán)形空間，環(huán)形空間內(nèi)部設(shè)置剪切鍵、導向體及上、下封堵器，剪切鍵在導管架腿柱內(nèi)壁及鋼管樁外壁間環(huán)向設(shè)置，導向體位于導管架腿柱內(nèi)壁，上、下封堵器分別位于導管架頂部和底部，環(huán)形空間內(nèi)灌注有水泥基高強無收縮灌漿料。 剪切鍵沿鋼管樁外壁均勻焊制，剪切鍵可為焊珠、貼角焊扁鋼或貼角焊圓鋼。 剪切鍵沿鋼管樁外壁和導管架腿柱內(nèi)壁雙面均勻焊制，剪切鍵可為焊珠、貼角焊扁鋼或貼角焊圓鋼。 鋼管樁外壁與導管架腿柱內(nèi)壁的剪切鍵為交錯布置。 在環(huán)形空間底部設(shè)置有注漿閥，上部設(shè)置漿液回流閥。 環(huán)形空間的寬度為40 50mm，剪切鍵高度為6 8mm，剪切鍵寬度為10 15mm。 灌槳工藝采用底部灌槳，即由環(huán)形空間底部注槳閥對環(huán)形空間進行灌槳，通過檢測回流閥處回流漿液的比重判斷灌漿結(jié)束標準。 工程中優(yōu)先選用雙面設(shè)置剪切鍵，當由于導管架腿柱內(nèi)徑的影響而不能在其內(nèi)部設(shè)置剪切鍵時可采用在樁基礎(chǔ)鋼管樁外壁單面設(shè)置剪切鍵。 該專利技術(shù)的有益效果是 1、海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱采用灌漿進行連接，可以把上部荷載經(jīng)由灌漿結(jié)石體傳遞給鋼管樁，質(zhì)量可靠，操作簡單。 2、灌槳連接具有結(jié)合部平整嚴密、全斷面有效連接，對鋼結(jié)構(gòu)不施加外力和熱量，適合于不同表面形狀、不同口徑的連接。 3、鋼管樁基礎(chǔ)和腿柱之間有一定的間隙，采用灌漿連接易于吸收構(gòu)件制造誤差和安裝偏差。 4、灌漿連接材料采用水泥基高強無收縮灌漿料，結(jié)石體無收縮、強度高，連接效果可靠，可以滿足極端工況條件下風機基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)安全。 5、灌漿工藝采用底部灌漿，灌漿結(jié)石體較密實，與鋼管壁的粘結(jié)效果好，不存在較大的孔隙。 6、環(huán)形空間的最佳設(shè)計范圍為40 50mm，剪切鍵高為6 8mm，剪切鍵寬為10 15mm。 7、在環(huán)形空間設(shè)置剪切鍵可以大大提高灌漿連接段傳遞荷載的能力，且雙面設(shè)置的灌漿連接效果優(yōu)于單面設(shè)置剪切鍵。 8、在環(huán)形空間內(nèi)設(shè)導向體，可方便打樁施工中鋼管樁能夠順利插入導管架腿柱。附圖說明圖1 :是海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱灌漿連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 :是圖1中A部的放大示意圖。 其中l(wèi)-導管架腿柱，2-樁基礎(chǔ)鋼管樁，3-導管架，4-作業(yè)平臺，5-風機塔筒，6_環(huán)形空間；7_剪切鍵；8_導向體；9_上部封堵器，10_下部封堵器，11_注漿閥；12_漿液回流閥。具體實施方式結(jié)合附圖1、2所示，一種海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，導管架腿柱(1)內(nèi)壁及樁基礎(chǔ)鋼管樁(2)外壁形成環(huán)形空間(6)，環(huán)形空間(6)內(nèi)部設(shè)置剪切鍵(7)、導向體(8)及上、下封堵器(9、10)，剪切鍵(7)在導管架腿柱內(nèi)壁及鋼管樁外壁間環(huán)向設(shè)置，導向體(8)位于導管架腿柱內(nèi)壁，上、下封堵器(9、10)分別位于導管架頂部和底部，環(huán)形空間內(nèi)灌注有水泥基高強無收縮灌漿料；剪切鍵(7)沿鋼管樁外壁和導管架腿柱雙面4均勻焊制，剪切鍵(7)可為焊珠、貼角焊扁鋼或貼角焊圓鋼；鋼管樁(2)外壁與導管架腿柱(1)內(nèi)壁的剪切鍵為交錯布置；環(huán)形空間(6)底部設(shè)置有注漿閥(ll)，上部設(shè)置漿液回流閥；環(huán)形空間(6)的寬度為40 50mm，剪切鍵(7)高度為6 8mm，剪切鍵(7)寬度為10 15mm。 該灌漿連接型式的合理設(shè)計為采用導管架結(jié)構(gòu)作為海上風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，通過灌漿連接型式實現(xiàn)導管架腿柱與鋼管樁的連接，這種連接型式具有①結(jié)合部平整嚴密、全斷面有效連接；②對鋼結(jié)構(gòu)不施加外力和熱量；③適合于不同表面形狀、不同口徑的連接；④由于鋼管樁和腿柱之間有一定的間隙，易于吸收構(gòu)件制造誤差和安裝偏差。 采用水泥基高強無收縮灌漿材料，結(jié)石體強度高，灌漿連接效果可靠，可以滿足極端工況條件下風機基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)安全；采用環(huán)形空間底部灌漿工藝灌漿，施工操作簡單，灌漿結(jié)石體密實，與鋼管壁的粘結(jié)效果好，不存在較大的孔隙；在環(huán)形空間設(shè)置剪切鍵可以大大提高灌漿連接段傳遞荷載的能力。 該連接結(jié)構(gòu)采用灌漿連接，對設(shè)備無特殊要求，操作簡單，并在江蘇響水海上測風塔連接段中得到了成功應用，可進一步推廣使用。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，導管架腿柱（１）內(nèi)壁及樁基礎(chǔ)鋼管樁（２）外壁形成環(huán)形空間（６），環(huán)形空間（６）內(nèi)部設(shè)置剪切鍵（７）、導向體（８）及上、下封堵器（９、１０），剪切鍵（７）在導管架腿柱內(nèi)壁及鋼管樁外壁間環(huán)向設(shè)置，導向體（８）位于導管架腿柱內(nèi)壁，上、下封堵器（９、１０）分別位于導管架頂部和底部，環(huán)形空間內(nèi)灌注有水泥基高強無收縮灌漿料。
【技術(shù)特征摘要】
一種海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，導管架腿柱(1)內(nèi)壁及樁基礎(chǔ)鋼管樁(2)外壁形成環(huán)形空間(6)，環(huán)形空間(6)內(nèi)部設(shè)置剪切鍵(7)、導向體(8)及上、下封堵器(9、10)，剪切鍵(7)在導管架腿柱內(nèi)壁及鋼管樁外壁間環(huán)向設(shè)置，導向體(8)位于導管架腿柱內(nèi)壁，上、下封堵器(9、10)分別位于導管架頂部和底部，環(huán)形空間內(nèi)灌注有水泥基高強無收縮灌漿料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，其特征在 于，剪切鍵(7)沿鋼管樁外壁均勻焊制，剪切鍵(7)可為焊珠、貼角焊扁鋼或貼角焊圓鋼。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風機樁基礎(chǔ)與導管架腿柱的灌漿連接結(jié)構(gòu)，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張金接，符平，趙衛(wèi)全，黃立維，楊鋒，邢占清，
申請(專利權(quán))人：中國水利水電科學研究院，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]
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