專利名稱：一種混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。適用于潮流能發(fā)電行業(yè)。
背景技術(shù)：
潮流做水平運動所含的動能即為潮流能，是一種功率密度大、能量穩(wěn)定、具有較強規(guī)律性的良好的新型能源。目前我國潮流能還處在試驗研究階段，隨著海洋能的大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，大型潮流能發(fā)電機組研究制造水平提高，海上施工水平不斷提升，為潮流能的開發(fā)提供了便利。目前國內(nèi)外開發(fā)研究的潮流能發(fā)電機組基礎(chǔ)主要可分為:樁式基礎(chǔ)和重力式基礎(chǔ)。樁式基礎(chǔ)在海洋工程使用較多，相對比較成熟。但是對于潮流發(fā)電機，由于受水深影響，目前開發(fā)的海域，水深在2(T40m之間，所能開發(fā)單機容量較小。對小容量的發(fā)電機建樁基基礎(chǔ)需要消耗大量的鋼材，且沉樁施工費用較高，造成建設(shè)費用昂貴。重力式基礎(chǔ)主要采用混凝土材料和少量預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)，在保證結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)安全穩(wěn)定前提下，可減少工程投資，為上述問題的解決提供了一個有效的方法與途徑。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的核心技術(shù)問題是:針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、施工簡便并且可以實現(xiàn)水上維修的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流發(fā)電重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，降低工程造價，以利于潮流發(fā)電機的大規(guī)模發(fā)展。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于:該基礎(chǔ)具有混凝土底座，混凝土底座上方設(shè)置有鋼管立柱，鋼管立柱與混凝土底座經(jīng)預(yù)埋于混凝土底座上表面中心位置的連接鋼板相連，鋼管立柱上部中空，其內(nèi)可拆卸插裝水輪機支撐柱并經(jīng)螺栓固定，該支撐柱上部連接水輪機?；炷恋鬃撞扛鶕?jù)地質(zhì)情況設(shè)置一定高度的用于提高基礎(chǔ)的抗滑移和水平承載能力的裙邊。所述鋼管立柱上部為兩個具有安裝導(dǎo)向作用的半錐管。所述水輪機支撐柱上對稱設(shè)置有兩個圓管，圓管安放于兩個半錐管之間的縫隙。本實用新型的有益效果是:1、本實用新型在混凝土底座底部的邊緣設(shè)置一圈裙邊，可以增加基礎(chǔ)的抗滑能力和水平承載力，因此可以減小基礎(chǔ)尺寸，節(jié)省工程投資。2、水輪機支撐柱和鋼管立柱之間是可拆卸的連接，在進行水輪機的維修時可將水輪機、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸套管整體吊出水面，可方便實現(xiàn)水上維修。3、整個基礎(chǔ)采用的主材為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的樁式基礎(chǔ)相比，節(jié)省了大量的鋼材，可以節(jié)省工程投資。4、整個基礎(chǔ)在陸上預(yù)制、在海上一次性沉放，施工便捷、周期短，節(jié)省了大量船機設(shè)備。

[0011]圖1、圖2為本實用新型的立面圖。圖3為本實用新型的平面布置圖。
具體實施方式
如圖f圖3所示，本實施例基于我國沿海海域的自然條件，提出了一種適用于2(T40m水深、適用于砂質(zhì)或粘性土質(zhì)地基，且廉價、可靠、施工簡便的預(yù)制混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合潮流發(fā)電重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要由混凝土底座7、鋼管立柱4-1，水輪機支撐柱3組成，其中鋼管立柱4-1豎直設(shè)置于混凝土底座7上方，兩者經(jīng)預(yù)埋于混凝土底座7上表面中心位置的連接鋼板8相連。鋼管立柱4-1上部中空，其內(nèi)可拆卸插裝水輪機支撐柱3并經(jīng)螺栓6固定，該支撐柱上部連接水輪機。混凝土底座7為一定厚度、重量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土材料采用C40海工混凝土，根據(jù)實際受力情況進行混凝土底座配筋，另外所有鋼材材料一致。通過混凝土底座7的自重來抵抗基礎(chǔ)的水平力和傾覆彎矩，所以混凝土底座7的邊長LI和高Hl根據(jù)水輪機的產(chǎn)生的荷載，波流荷載決定。為了提高基礎(chǔ)的抗滑穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性，在混凝土底座7的底面邊緣設(shè)置一圈裙邊7-1。裙邊7-1的設(shè)置根據(jù)實際的地質(zhì)條件確定，對于沙質(zhì)基巖海底表面可不設(shè)，對于粘土類特別是地表土層較差的區(qū)域，裙邊7-1高度H2可設(shè)置較高。本實施例中鋼管立柱4-1的上部為兩個半錐管4-2，半錐管4-2可以在水輪機安裝時起到導(dǎo)向作用。本例中在水輪機支撐柱3上對稱設(shè)置兩個圓管5，在水輪機上部構(gòu)件(包括機艙1、葉片2和水輪機支撐柱3)下放插裝時，圓管5放置在兩個半錐管4-2之間的縫隙，起到水輪機安裝角度定位作用，保證水輪機支撐柱3與鋼管立柱4-1上螺栓孔之間對齊。當(dāng)需要對水輪機進行維修時可以將水輪機上部構(gòu)件整體吊出水面進行維修。本例中鋼管立柱4-1作為連接水輪機上部構(gòu)件和下部混凝土底座的連接體，其高度根據(jù)水輪機尺寸、水深條件及結(jié)構(gòu)布置需要確定。本實施例的具體施工方法如下:混凝土底座7、鋼管立柱4-1，是在陸上完成整體預(yù)制，通過運輸船只運至現(xiàn)場后，通過自重沉放到指定位置。沉放完成后將水輪機上部構(gòu)件整體吊入鋼管立柱4-1中，再用螺栓6進行連接。或者將基礎(chǔ)底座結(jié)構(gòu)和水輪機上部構(gòu)件在陸上組裝好后根據(jù)設(shè)計方位整體沉放至預(yù)定位置。
權(quán)利要求1.一種混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)，其特征在于:該基礎(chǔ)具有混凝土底座(7)，混凝土底座(7)上方設(shè)置有鋼管立柱(4-1)，鋼管立柱(4-1)與混凝土底座(7)經(jīng)預(yù)埋于混凝土底座(7)上表面中心位置的連接鋼板(8)相連，鋼管立柱(4-1)上部中空，其內(nèi)可拆卸插裝水輪機支撐柱(3)并經(jīng)螺栓(6)固定，該支撐柱上部連接水輪機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)，其特征在于:混凝土底座(7)底部根據(jù) 地質(zhì)情況設(shè)置一定高度的用于提高基礎(chǔ)的抗滑移和水平承載能力的裙邊(7-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述鋼管立柱(4-1)上部為兩個具有安裝導(dǎo)向作用的半錐管(4-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)，其特征在于:所述水輪機支撐柱(3)上對稱設(shè)置有兩個圓管(5)，圓管(5)安放于兩個半錐管(4-2)之間的縫隙。
專利摘要本實用新型涉及一種混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)。本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、施工簡便并且可以實現(xiàn)水上維修的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流發(fā)電重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，降低工程造價，以利于潮流發(fā)電機的大規(guī)模發(fā)展。本實用新型的技術(shù)方案是一種混凝土和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的潮流能發(fā)電重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于該基礎(chǔ)具有混凝土底座，混凝土底座上方設(shè)置有鋼管立柱，鋼管立柱與混凝土底座經(jīng)預(yù)埋于混凝土底座上表面中心位置的連接鋼板相連，鋼管立柱上部中空，其內(nèi)可拆卸插裝水輪機支撐柱并經(jīng)螺栓固定，該支撐柱上部連接水輪機。本實用新型適用于潮流能發(fā)電行業(yè)。
文檔編號E02D27/44GK203080542SQ20122070920
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者張春生, 趙生校, 孫杏建, 羅金平, 呂娜 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設(shè)計研究院