由塔和单桩组成的组件技术领域
本发明涉及一种由用于支承风力涡轮机的塔和将被打入到海床中的管状单
桩组成的组件，所述单桩设置有单桩凸缘，所述单桩凸缘从单桩的圆周壁径向地
延伸并且具有用于支承塔的单桩凸缘表面，其中所述单桩包括用于接收砧座的
撞击的冲击部分，所述冲击部分在单桩凸缘表面的一侧沿单桩凸缘表面的径向
方向延伸。
背景技术
用于安装单桩和塔的海上重型起重设备的操作成本相对较高。因此，期望
的是，在将单桩打入到海床中之后，尽快将塔安装到单桩上。在单桩被打入到
海床中之前已经设置有带有凸缘的结构时，能够缩短起重量设备的停工时间。
然而，即使砧座撞击冲击部分而不直接撞击单桩凸缘表面本身，通过液压锤架
设单桩期间作用于单桩的较大加速度可能会导致单桩变形并缩短单桩的疲劳寿
命。
EP1770276涉及一种安装风力涡轮机的方法，其中包括带有凸缘的部分的
单桩被打入到土壤中，并且风力涡轮机塔被直接安装到该单桩上。塔由单桩的
带凸缘的部分支承。这个现有技术文件描述了通过冲击驱动负载(例如将带凸
缘的部分定位成远离单桩的顶端)、在将单桩打入到土壤中之后从带凸缘的部
分移除顶部部分、冲击第二凸缘和在带凸缘的表面上施加一次性的垫片来最小
化最带凸缘的部分的损坏的若干方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种允许快速组装工艺的简单的由塔和单桩组成的
组件。
这个目的可以通过根据本发明的组件实现，本发明的组件的特征在于，所
述塔和单桩的形状设置成使得在单桩支承塔时，在所述冲击部分处，沿着所述
单桩的纵向方向在所述塔和所述单桩之间存在一段距离，并且沿着所述单桩的
径向方向在所述塔和所述单桩之间在所述单桩凸缘表面的一侧上存在一段距
离。
这意味着在将单桩打入到海床中期间允许冲击部分变形，并且通过将塔安
置到单桩的单桩凸缘表面上将塔装配到单桩上，而不会被冲击部分在单桩凸缘
表面的所述一侧或单桩凸缘表面的顶部的变形所阻碍。这使得能够在将单桩打
入到海床中之后立即将塔装配到单桩上，从而消除了额外的工作步骤。
在实践中，冲击部分可定位在单桩的管状部分上方，以有效地将冲击载荷
传递到单桩的下部部分。
塔和单桩的形状可以设置成使得在单桩支承塔时，沿着单桩的径向方向在
塔和单桩之间在冲击部分的与单桩凸缘表面相对的一侧上也存在一段距离。这
意味着在组装条件下，塔在冲击部分的沿着单桩的径向方向的两侧上不接触单
桩。
优选地，单桩设置有用于与单桩凸缘表面一起支承塔的密封部分，所述密
封部分在冲击部分的与凸缘表面相对的一侧延伸。在这个实施方式的组装条件
下，塔搁置在单桩凸缘表面以及密封部分上。结果，塔和单桩之间在冲击部分
处的空间基本上相对于环境被密封。这最小化了塔和/或单桩发生腐蚀的风险。
由塔和单桩之间在冲击部分的距离所形成的空间可由抗腐蚀物质填充。在
将单桩打入到海床中期间在冲击部分发生损坏和/或变形之后，这至少防止冲击
部分发生腐蚀。
在实际的实施方式中，单桩具有圆形横截面，并且冲击部分相对于单桩的
圆周壁同心地定位。在存在之前所述的密封部分的情况下，密封部分也可以相
对于单桩的圆周壁同心地定位。
在一个优选实施方式中，单桩凸缘从单桩的圆周壁向内延伸，原因在于这
可以最小化在组装后的塔和单桩的外侧的突出部分。凸缘可以沿单桩的内圆周
延伸。而且，在存在之前所述的密封部分的情况下，密封部分可以延伸到单桩
的圆周壁的外表面。这使得能够在组装条件下形成单桩的外表面和塔的外表面
平稳过渡。
塔也可以是管状的并且设置有与单桩凸缘相配合的塔凸缘。塔凸缘和单桩
凸缘可以通过例如螺栓而相互固定。
在存在之前所述的密封部分的情况下，冲击部分可以包括位于单桩凸缘表
面和密封部分之间的提升部，其中所述塔包括用于容纳所述提升部的凹陷部。
所述单桩凸缘表面和密封部分可以在基本平坦的面中延伸，所述基本平坦的面
垂直于单桩的中心线延伸，其中冲击部分可以从该基本平坦的面突出。需要注
意的是，在一个实际的实施方式中，从单桩的圆周壁观察，单桩凸缘表面可以
相对于平坦的面稍微倾斜远离单桩的上端，例如以1°倾斜远离单桩的上端。
单桩凸缘表面和冲击部分之间沿着单桩的纵向方向的距离可小于单桩凸缘
的厚度，并且优选地小于单桩凸缘的厚度的一半。这个距离甚至可以小于单桩
凸缘的厚度的15％。限制这个距离的优点在于，通过加工环形元件并且切割所
述密封部分和单桩凸缘表面以便形成作为同心提升部并位于密封部分和单桩凸
缘表面之间的冲击部分，能够相对容易地制造凸缘部分，此后，所获得凸缘部
分被焊接到管状单桩部分的一个端部。
附图说明
下面将参照附图阐述本发明，所述附图非常示意性地示出了本发明的一个
实施例。
图1为海上风力涡轮机的侧视图，所述海上风力涡轮机包括根据本发明的
由塔和单桩组陈的组件的一个实施方式。
图2为图1的实施方式的由II标出的部分的放大剖视图。
图3为与图2类似的图，其单独地示出了单桩的上部。
具体实施方式
图1示出了海上风力涡轮机系统1，其被支承于海床B上且升高到海平面S
上方。风力涡轮机系统1包括由用于支承风力涡轮机的塔2和被打入到海床B
中的管状单桩3构成的组件。在如图1所示的组装条件下，单桩3形成用于塔
2的底座或下部结构。单桩3通常包括圆筒形钢管，通过液压锤(未示出)将
该圆筒形钢管打入到海床B中的预定深度。在单桩3被打入到海床B中之后，
单桩3的上端部突出到海平面S上方，随后将塔2装配在单桩3上。图2示出
了在组装条件下单桩3和塔2之间的过渡部分，而图3示出了单桩3的上端部
的一部分。
单桩3设置有单桩凸缘4，该单桩凸缘4从单桩3的圆周壁径向地向内延
伸。在图2和3所示的实施方式中，单桩凸缘4为在焊缝6处焊接到管状单桩
部分的上端的凸缘部分5的一部分。单桩凸缘4具有用于支承塔2的单桩凸缘
表面7。单桩凸缘表面7基本垂直于单桩3的中心线延伸，并且被远离单桩3
引导。在图2所示的实施方式中，塔2也可为管状的并且设置有塔凸缘8。塔
凸缘8可被焊接到管状塔部分的下端。单桩凸缘4和塔凸缘8相互适配，使得
单桩凸缘表面7在组装条件下支承塔凸缘8。可通过相互固定塔凸缘8和单桩
凸缘4(例如利用穿过凸缘4、8的通孔的螺栓)来将塔2附接到单桩3。
单桩3的面对塔2的上表面还包括冲击部分9和密封部分10，所述冲击部
分9用于在架设单桩3期间接收砧座(未示出)的撞击，所述密封部分10用于
与单桩凸缘表面7一起支承塔2。冲击部分9在其外圆周处相对于单桩凸缘表
面7同心地延伸，并且密封部分10也相对于单桩凸缘表面7在冲击部分9的与
单桩凸缘表面9相对的一侧同心地延伸。在这种情况下，冲击部分9在单桩凸
缘表面7和密封部分10之间形成提升部。这允许使用具有平坦下表面的砧座，
原因在于升高的冲击部分9防止砧座在撞击单桩3期间接触单桩凸缘表面7和
密封部分10。提升部可以设置成使得单桩凸缘表面7和冲击部分9之间的沿单
桩3的纵向方向的距离小于单桩凸缘4的厚度的20％(例如为3-5mm)，但更
大的距离和更小的距离也是可以的。
图2示出了塔2的下侧包括凹陷部11，在组装条件下，所述凹陷部11容纳
冲击部分9处的提升部。凹陷部11的形状设置成使得在冲击部分9处，在塔2
和单桩3之间沿单桩3的纵向方向存在一段距离，并且在塔2和单桩3之间沿
单桩3的径向方向在冲击部分9的相对的两侧上存在一段距离。这避免了出现
以下情况：冲击部分9的任何变形可能会形成阻碍塔2在单桩凸缘表面7和密
封表面10处与单桩3配合的障碍物。
在将单桩3打入到海床B中之前，单桩3的表面可以涂覆有保护涂层，例
如金属涂层。这可在海岸上实施。在安装好单桩3之后，冲击部分9可能会被
损坏，并且在冲击部分9上存在任何保护涂层的情况下，可移除该保护涂层。
因此，利用抗腐蚀物质填充冲击部分9和塔2之间在凹陷部11处形成的空间。
在图2所示的组装条件下，在塔2和单桩3之间在它们的外表面处存在平
滑过渡。密封部分10延伸到单桩3的圆周壁的外表面，以获得适当的密封，进
而防止空气和/或水渗入到塔2和单桩3之间。
本发明并不局限于图中所示和本文所描述的实施方式，这些实施方式可在
权利要求的范围内以不同方式变化。