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1、(10)申请公布号 CN 103835305 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103835305 A (21)申请号 201410066966.5 (22)申请日 2014.02.26 E02D 27/42(2006.01) E02D 27/52(2006.01) E02D 27/12(2006.01) (71)申请人 湘电风能 （福建） 有限公司 地址 363207 福建省漳州市漳浦县前亭镇梅 亭工业区 (72)发明人 刘胜祥 谭文理 肖华林 林金瑞 杨琼 (74)专利代理机构 福州君诚知识产权代理有限 公司 35211 代理人 戴雨君 (54) 发明名称 一种新型导管架。
2、 (57) 摘要 本发明公开了一种新型导管架， 其包括主导 管、 辅导管、 主桩和辅桩， 辅导管通过支撑与主导 管连接， 主导管和辅导管内侧分别与主桩和辅桩 的上部间隙配合， 辅导管为三根以上， 均设于主导 管的周侧， 辅导管上端靠近主导管上端， 并沿主导 管的圆周切线方向倾斜， 主导管与主桩， 辅导管与 辅桩间隙配合的部分设有剪力键。本发明采用以 上技术方案， 通过将导管架分为主导管、 辅导管、 主桩和辅桩， 降低运送过程中的难度， 辅导管通过 支撑与主导管连接， 能够增加导管架整体的稳定 性， 辅导管均设于主导管的周侧， 辅导管上端靠近 主导管上端， 并沿主导管的圆周切线方向倾斜， 这 样。
3、可以逐步增大倾覆半径及抗弯模量， 从而提高 导管架的承载性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103835305 A CN 103835305 A 1/1 页 2 1. 一种新型导管架， 其特征在于 ： 其包括主导管、 辅导管、 主桩和辅桩， 所述辅导管通 过支撑与主导管连接， 所述主导管和辅导管内侧分别与主桩和辅桩的上部间隙配合， 所述 辅导管为三根以上， 均设于主导管的周侧， 辅导管上端靠近主导管上端， 并沿主导管的圆周 切。
4、线方向倾斜， 所述主导管与主桩， 辅导管与辅桩间隙配合的部分设有剪力键。 2. 根据权利要求 1 所述的一种新型导管架， 其特征在于 ： 所述主导管包括上部和下部， 所述上部直径大于下部直径， 上部与下部之间圆弧过渡。 3. 根据权利要求 1 所述的一种新型导管架， 其特征在于 ： 所述主导管与主桩， 辅导管与 辅桩的间隙内分别填充有微膨胀混凝土。 4. 根据权利要求 1 所述的一种新型导管架， 其特征在于 ： 所述剪力键分别设于主导管 或主桩以及辅导管或辅桩上。 5. 根据权利要求 1 所述的一种新型导管架， 其特征在于 ： 所述剪力键设于主导管和主 桩以及辅导管和辅桩上。 6. 根据权利要。
5、求 1 所述的一种新型导管架， 其特征在于 ： 所述支撑包括上支撑、 中支撑 和下支撑， 所述上支撑和下支撑垂直于主导管的轴线， 中支撑与主导管的轴线形成夹角。 7. 根据权利要求 6 所述的一种新型导管架， 其特征在于 ： 所述夹角为 0-90 度。 权 利 要 求 书 CN 103835305 A 2 1/3 页 3 一种新型导管架 技术领域 0001 本发明属于一种海上风机基础， 特别涉及一种新型导管架。 背景技术 0002 目前， 海上风电场的开发大部分集中在欧洲的丹麦、 德国、 荷兰、 英国、 瑞典、 爱尔 兰等国家。 其基础形式以单桩基础为主， 占到了74%， 其次为导管架基础， 。
6、其它基础如重力式 基础、 三角架基础、 吸力基础、 门架式基础、 负压式基础、 漂浮基础应用相对较少。国内起步 较晚， 导管架基础是海上项目常见形式之一。 0003 海上风机基础结构主要承受风、 浪、 流等长期循环荷载作用， 与欧洲相比， 我国近 海海床地质条件差， 在基础结构设计中对于基础结构承载力提出了更高的要求， 目前， 我国 海上风电场建设海域的水深通常在 20m 以下， 风机基础结构主要采用大直径单桩基础和三 角架、 五角架为代表的单立柱多桩基础， 随着风电机组单机容量的增加以及海上风电场向 更深水域 （例如水深超过 40m） 的建设， 并考虑到经济性及施工等因素的影响， 传统大直径。
7、 单桩基础和常规的单立柱多桩导管架基础的适用性受到一定的限制。为了解决这一现状， 专利号 CN201220359844 的海上风机多桩导管架式基础从结构型式改良入手， 提供一种海 上风机多桩导管架式基础， 旨在提高基础结构承载性能和整体稳定性并能够适应更深海域 （40m 左右） 。海上风机多桩导管架式基础， 包括竖直布置的中立柱， 所述中立柱四周绕其轴 线均匀布置至少三根倾斜角度相同的倾斜式导管， 各导管同一端的端点合围成以中立柱为 中心的正多边形， 相邻各导管之间刚性连接有横撑， 且中立柱与各导管之间刚性连接有斜 撑。 0004 但该种结构虽然提高了基础结构承载性能和整体稳定性， 但其承载性。
8、能和整体稳 定性还是不能够满足海上风机基础结构的要求， 且其结构较复杂。使用时， 其需要组装好， 再运送至使用位置， 运送过程中其占用空间较大， 增大运送难度。 发明内容 0005 为了解决现有技术中的不足， 本发明的目的为提供承载性能和整体稳定性高， 结 构简单， 运送便捷的一种新型导管架。 0006 为了实现上述目的， 本发明采用以下技术方案 ： 一种新型导管架， 其包括主导管、 辅导管、 主桩和辅桩， 所述辅导管通过支撑与主导管 连接， 所述主导管和辅导管内侧分别与主桩和辅桩的上部间隙配合， 所述辅导管为三根以 上， 均设于主导管的周侧， 辅导管上端靠近主导管上端， 并沿主导管的圆周切线。
9、方向倾斜， 所述主导管与主桩， 辅导管与辅桩间隙配合的部分设有剪力键。 0007 采用以上结构， 通过将导管架分为主导管、 辅导管、 主桩和辅桩， 运送的过程中主 导管和辅导管与主桩和辅桩分开， 运送至使用地点后， 再将其安装起来， 运送过程中占用的 空间小， 能够显著降低运送难度。 辅导管通过支撑与主导管连接， 能够增加导管架整体的稳 定性， 辅导管均设于主导管的周侧， 辅导管上端靠近主导管上端， 并沿主导管的圆周切线方 说 明 书 CN 103835305 A 3 2/3 页 4 向倾斜， 这样可以逐步增大倾覆半径及抗弯模量， 从而提高导管架的承载性能。 剪力键能够 增加导管架的抗拔力。 。
10、0008 所述主导管包括上部和下部， 所述上部直径大于下部直径， 上部与下部之间圆弧 过渡。 圆弧过渡便于连接主导管的上部和下部， 同时能够增加主导管整体线条的流畅性， 减 少应力集中， 增加导管架的承载性能和稳定性。 0009 所述主导管与主桩， 辅导管与辅桩的间隙内分别填充有微膨胀混凝土。增加了连 接的可靠性， 使主导管， 辅导管与辅桩连接为一体， 增加导管架的承载性能和稳定性。 0010 所述剪力键分别设于主导管或主桩以及辅导管或辅桩上。 0011 所述剪力键设于主导管和主桩以及辅导管和辅桩上。 0012 所述支撑包括上支撑、 中支撑和下支撑， 所述上支撑和下支撑垂直于主导管的轴 线， 。
11、中支撑与主导管的轴线形成夹角。 能够保证导管架的承载性和稳定性的同时， 取消了辅 导管与辅导管之间的支撑， 极大简化结构形式， 降低了导管架的整体重量。 0013 所述夹角为 0-90 度。 0014 本发明采用以上技术方案， 通过将导管架分为主导管、 辅导管、 主桩和辅桩， 方便 运送， 降低运送过程中的难度， 辅导管通过支撑与主导管连接， 能够增加导管架整体的稳定 性， 辅导管均设于主导管的周侧， 辅导管上端靠近主导管上端， 并沿主导管的圆周切线方向 倾斜， 这样可以逐步增大倾覆半径及抗弯模量， 从而提高导管架的承载性能。适用于水深 30-50m 海域， 用于海上发电机组运行。 附图说明 。
12、0015 下面将结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。 0016 图 1 为本发明一种新型导管架的主导管与辅导管连接后的结构示意图 ； 图 2 为本发明一种新型导管架的主桩与辅桩的结构示意图 ； 图 3 为本发明一种新型导管架的组装后的立体结构示意图 ； 图 4 为本发明一种新型导管架的组装后的俯视结构示意图 ； 图 5 为图 4 沿 A-A 的局部剖面结构示意图 ； 图 6 为图 5 中的放大图 ； 图 7 为图 5 中的放大图 ； 图 8 为图 5 中的放大图。 具体实施方式 0017 根据图 1-8 之一所示， 本发明一种新型导管架， 其包括主导管 1、 辅导管 2、 主。
13、桩 3 和辅桩 4， 所述辅导管 2 通过支撑 5 与主导管 1 连接， 所述主导管 1 和辅导管 2 内侧分别与 主桩 3 和辅桩 4 的上部间隙配合， 所述辅导管 2 为三根以上， 均设于主导管 1 的周侧， 辅导 管2上端靠近主导管1上端， 并沿主导管1的圆周切线方向倾斜， 所述主导管1与主桩3， 辅 导管 2 与辅桩 4 间隙配合的部分设有剪力键 6。 0018 所述主导管 1 包括上部 11 和下部 12， 所述上部 11 直径大于下部 12 直径， 上部 11 与下部 12 之间圆弧 13 过渡。圆弧 13 过渡便于连接主导管 1 的上部 11 和下部 12， 能够节 省材料， 同。
14、时能够增加主导管 1 整体线条的流畅性， 减少应力集中， 增加导管架的承载性能 说 明 书 CN 103835305 A 4 3/3 页 5 和稳定性。 0019 所述主导管 1 与主桩 3， 辅导管 2 与辅桩 4 的间隙内分别填充有微膨胀混凝土。增 加了连接的可靠性， 使主导管1与主桩3， 辅导管2与辅桩4连接为一体， 增加导管架的承载 性能和稳定性。 0020 剪力键 6 有两种状况 ： 一种为所述剪力键 6 分别设于主导管 1 或主桩 3 以及辅导 管 2 或辅桩 4 上。 0021 另一种为所述剪力键 6 设于主导管 1 和主桩 3 以及辅导管 2 和辅桩 4 上。 0022 剪力键。
15、的截面为多边形， 可以为梯形， 三角形等形状， 可设于主导管 1 与主桩 3， 辅 导管 2 与辅桩 4 间隙配合部分的任意位置。 0023 所述支撑 5 包括上支撑 51、 中支撑 52 和下支撑 53， 所述上支撑 51 和下支撑 53 垂 直于主导管 1 的轴线， 中支撑 52 与主导管 1 的轴线形成夹角。在能够保证导管架的承载性 和稳定性的同时， 取消了辅导管 2 与辅导管 2 之间的支撑， 极大简化结构形式， 降低了导管 架的整体重量。 0024 所述夹角为 0-90 度。 0025 在实际应用中主导管1上部11和下部12的直径， 以及辅导管2的直径可以根据实 际需要进行加工， 主。
16、导管 1 及辅导管 2 的长度根据海平面到海泥面的距离而定， 在图 3 中， 主导管 1 上部 11 直径为 6000mm 厚 60mm 钢管， 下部 12 直径 2230mm 厚 75mm 钢管， 辅导管 2 为直径 1935mm 厚 15mm， 辅导管 2 长度为 22300mm。使用时导管架先在陆地预制好后， 拖运 到海上安放就位， 在主导管 1 中插入主桩 3， 在辅导管 2 内插入辅桩 4， 借助主导管 1 及辅导 管 2 的导向作用， 将主桩 1 和辅桩 4 打入持力层， 然后浇筑流动性好的微膨胀混凝土即可， 安装简便。 说 明 书 CN 103835305 A 5 1/8 页 6。
17、 图 1 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 6 2/8 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 7 3/8 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 8 4/8 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 9 5/8 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 10 6/8 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 11 7/8 页 12 图 7 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 12 8/8 页 13 图 8 说 明 书 附 图 CN 103835305 A 13 。