一种海上风机导管架与海底桩基础的连接结构

一种海上风电风机基础导管架建造施工方法【最新版3篇】《一种海上风电风机基础导管架建造施工方法》篇1一种海上风电风机基础导管架建造施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1）对基础导管架进行预处理，包括对其各部件进行加工、组装、检验；2）在海床上铺设基础导管架，采用锚索固定，并对基础导管架进行沉降观测；3）在基础导管架上安装叶片，叶片与基础导管架采用螺栓连接；4）在基础导管架上安装电气系统，包括控制系统、变桨系统、通讯系统等；5）对安装好的风机进行调试，确保其正常运行。

《一种海上风电风机基础导管架建造施工方法》篇2一种海上风电风机基础导管架建造施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1）根据设计图纸，确定导管架的几何尺寸和外形，确定材料的类型和规格；2）选取施工地点，对施工地点进行安全检查；3）将选定的材料按照设计图纸的要求组装成半成品；4）将半成品运输到施工地点；5）在施工地点进行装配和焊接，装配包括定位、固定、对中和紧固；焊接包括坡口加工、填充和盖面；6）对焊接进行无损检测，确保焊接质量；7）对导管架进行防腐处理，包括喷砂、喷涂和刷漆；8）对导管架进行称重和测量，确保其重量和尺寸符合设计要求。

《一种海上风电风机基础导管架建造施工方法》篇3一种海上风电风机基础导管架建造施工方法，包括以下步骤：1. 准备阶段：施工前进行详细调查，收集水文、气象、地质等资料，制定施工方案。

2. 制作阶段：根据施工方案进行导管架的制作，确保制作精度和工艺符合要求。

3. 运输阶段：将制作好的导管架运输到施工海域，运输过程中采取必要的安全措施。

4. 安装阶段：在施工海域进行导管架的安装，安装过程中采取必要的安全措施，并确保安装精度和工艺符合要求。

5. 调试阶段：对导管架进行调试，确保其正常运行。

6. 维护阶段：定期对导管架进行维护和检修，确保其正常运行。

海上风机基础形式介绍如下：
一、单桩式基础
单桩式基础是最早也是最简单的一种海上风机基础形式。

它的原理是在海底钻孔后，将一根或多根桩驳入海底，形成一个单桩或者多桩的基础支撑系统。

该基础形式适用于比较浅的海域，桩身一般要求较粗，以满足在海洋环境下的稳固支撑。

优点是安装简单、成本较低，缺点是承载力较小、易受海底地质条件和海浪影响，而且不适合深水区的风电场。

二、桶式基础
桶式基础是一种较新的海上风机基础形式，它是将一种可以漂浮的桶状物质放置在海底或者浮标上，并以桶自身的重量或向下排水来产生足够的稳定力支撑风机。

该基础形式适用于水深较深，基础不易沉入海底的场合，可以大大减少安装的难度和成本。

然而，由于该基础的尺寸较大，在运输和装配方面会存在一定困难。

三、吊装式基础
吊装式基础是一种相对比较常见的海上风机基础形式。

它的原理是在海底先钻好一个孔，再将整个基础系统通过吊装机构放置在孔里。

该形式的设计使其能够适应不同水深和地质条件，同时也提高了基础的承载能力。

由于需要吊装机构的配合，它的装配难度和成本较高。

四、桩框式基础
桩框式基础是一种兼具单桩式基础和框架式基础的特点的海上风机基础形式。

它的基本结构是一组互相平行的桩体形成的桩群，在桩群
的顶部固定一个框架，风机塔身在框架上安装。

该基础形式适用于在较小的面积内固定多台风机，同时也可以降低风机维护和维修的成本。

海上风电机组导管架基础水下灌浆施工技术卓豪海摘要：文章以海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术为研究对象，首先对海上风电导管架结构进行了阐述分析，随后分析探讨导管架基础灌浆连接段与导管架施工难点，最后结合实际案例对海上风电导管桩基灌浆连接施工技术进行了探讨，以供参考。

关键词：海上风电；导管架构；桩基灌浆连接施工技术前言我国沿海风能资源丰富，有着非常高的有效利用小时数，并且用电负荷中心也比较近，因此在海上风电发展上有着得天独厚的地利优势。

随着国家越来越重视绿色可持续能源开发利用，为海上风电发展带来了空前的机遇。

风机导管架基础是海上风电建设的重要组成部分，做好海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术分析，对于促进我国海上风电产业发展具有重要的意义。

一、海上风电导管架结构分析导管架结构形式一般包括两种，一种是先桩法导管架，另一种是后桩法导管架。

两种导管架有着相同的主体结构，即都是框架对称结构，结构材料均为钢制材料。

但在结构细节部分有着明显的差异。

对于先打桩导管架而言，在自身支撑腿末端不需要进行桩靴设置，而后打桩导管架则需要设置桩靴。

导管架结构一般分为两部分，一部分是导管架结构基础，一部分是过渡段，过渡段主要包括平台甲板、主斜撑、主筒体等。

在实际开展灌浆施工作业时，一般地点会选择专业灌浆船上，并在完成打桩、下部导管架施工等工序后，正式开始进行桩基灌浆作业。

在具体进行灌浆施工时，需要遵循如下施工流程，首先稳步停靠灌浆船，保证船体在有灌浆终端面板的导管架一侧，方便灌浆管连接，然后连接好灌浆管，并向环形空间内进行淡水压注；接着在正式灌浆前，需要做好环形空间气密性检查，并向灌浆管进行润管料压注，使得灌浆管道处于湿润状态，随后将拌制好的灌浆料由灌浆泵灌入灌浆区域，一般完成单桩灌浆的标志是在溢浆口处有浓浆溢出，然后将灌浆管拔出，连接导管架同侧的另一根导管线，继续进行灌浆，在完成导管架同侧灌浆后，移动灌浆管到导管架另一侧，重复上述步骤，对另外两个单桩进行灌浆，全面完成灌浆工作。

海上风电深水导管架基础过渡段有限元模拟分析摘要：海上风电导管架过渡段主要连接下部结构和上部塔筒，起到承上启下的关键作用，因此对其的设计及校核尤为重要。

本文应用非线性有限元分析软件ABAQUS，采用静力学方法对海上风电深水导管架基础斜箱梁式过渡段进行了数值模拟分析，分析结果表明，该过渡段形式能适用于深远海导管架支撑结构上，为我国深远海海上风电支撑结构设计提供借鉴和参考。

0引言由于海上风电场风速高、风况优、湍流强度低、有稳定的主导风向，不消耗陆地资源等优势，世界范围内（包括我国）都对近海风电场进行了大规模的开发，目前国内已适宜开发的近海风电资源日益减少，风电开发走向深远海是必然的趋势。

海上风电机基础的成本是海上风电成本的重要因素，在中深水区域，导管架基础比单桩基础有更好的安全性和经济性。

虽然导管架基础在国内应用处于起步阶段，但是我国在石油平台设计、施工领域经验丰富，可以借鉴使用。

目前导管架基础过渡段形式主要有斜撑式过渡段和箱梁式过渡段两种，不同过渡段形式的传力方式不同，结构用钢量不同，本文选取具备优势的斜箱梁式过渡段为研究对象，为以后后续海上风电场导管架过渡段设计提供一定借鉴意义。

1计算模型及结果目前海上风电领域导管架基础主要采用两种过渡段型式，一种为平箱梁式过渡段，一种为斜箱梁式过渡段。

本文以四桩导管架基础为例，针对斜箱梁式过渡段方案开展设计，斜箱梁式模型主要由主钢管、斜顶板、底板、腹板、支撑管、过渡段内加强板等6部分组成，如图1.1所示。

图1.1 过渡段模型1.1有限元模型设置模型采用的单元类型为四节点四边形有限薄膜应变线性减缩积分壳单元（S4R单元），钢材弹性模量为2.1× 1011 Pa，泊松比为0.3，密度为7850kg /m3。

风机荷载通过参考点施加至主钢管顶部位置，并全约束支撑管底部。

网格大小为300mm×300mm，网格总数量为16435个。

为使计算结果更为精确，通过3步加载荷载，分别是重力荷载加载、风机荷载的竖向力加载、风机荷载的扭矩、弯矩和竖向力加载，风机极限和疲劳荷载见下表1.1表1.1 风机荷载表1.2计算结果导管架基础过渡段设计时需重点考虑极限荷载下自身的强度问题和风机长期荷载作用下的疲劳问题，需要进行极限强度分析和疲劳分析导管架的极限强度分析的目的是为了校核上部过渡段板壳与主钢管的结构设计，为进一步的局部详细结构设计提供参数及建议。

浅析海上风电水下四桩导管架的施工方法摘要：水下四桩导管架风电机组因其结构优势，被广泛应用于海上风电项目中。

因此，本文将重点介绍水下四桩导管架的施工技术和施工工艺，以期为我国海上风电的发展做出贡献。

关键词：海上风电；水下四桩导管架；技术创新；发展体系引言2008年，我国第一个海上风电项目开始施工，最早采用水泥承台上连接法兰安装风机，考虑到成本和施工的速度，逐渐开始采用水面多桩导管架基础、高桩承台和大直径单桩基础（将5~7m直径单桩打入海底）。

由于施工速度快，目前大直径单桩打桩基础尤为盛行。

随着我国风电近海浅水区（水深10m以内）和潮涧的土地资源逐渐使用结束，风电必将走向深水，在广东、福建、浙江、海南、山东、河北及大连等省市离岸10nmile外就达到了水深20~60m，如果采用原有的单桩、高桩承台模式：（1）结构上整体刚度不够，风机运行时结构受水平作用变形较大，影响风机正常运行；（2）不论单桩或高桩承台的多桩，桩在水中长度达到20~50m，桩的总重比之前浅水和潮间带重1000~2000t，增加了施工难度，提高了工程成本。

鉴于上述因素，国外设计出刚度强，受水流影响小，结构变形小，适合深水的水下四桩导管架风机基础，现今国内设计单位也开始设计此种基础。

1水下四桩导管架施工总述水下四桩导管架施工分为先桩法和后桩法，就是打桩过程与放置导管架之间的前后关系。

1. 1 先桩法施工技术先桩法的核心在于保持4根桩的垂直度（0.3%以内）和4根桩的桩顶误差在2cm之内，优势在于导管架4条腿插入打好的4根桩内对接无需调平。

为了保证水下4根桩的垂直度，一般会放置水下可调式打桩模架，保证桩的垂直度可调可控。

先桩法施工过程，即先对海底进行探测，平整度满足要求即可直接进行施工，若平整度不满足要求，则需先对海底进行扫平，满足打桩模架施工平整度要求后再进行施工。

水下打桩模架沉放入海后，通过自身液压调节系统进行调平，之后依次进行沉桩施工，再安装导管架。

浅析海上风机基础导管架的夹桩器结构分析和导管架的安装研究摘要：海上风力发电是目前最经济高效的方式，如何开发好海上风力发电，成为全球不断研究努力的方向，本文将讨论海上风机基础导管架的夹桩器结构，以及导管架的安装研究。

关键词：海上风机基础导管架夹桩器结构分析导管架安装研究近年来随着全球不可再生能源如煤炭、石油的日益减少，利用可再生能源呈现方兴未艾之势，风力发电在我国发展迅速，我国的海岸及沙漠边缘的风力发电规模也是越来越大，但海上风电开发还处于起步阶段，海上风力发电比陆上风力发电更具有不占用陆地面积、风速比陆地大、风的方向较稳定等优点。

风机基础是海上风电建设的重要环节。

海上风电场风机基础是将风机稳固在海上的重要建筑物，风机基础处在海洋环境，不仅要承受结构、风荷载，还要承受波浪、水流力等；同时风机自重本身对基础刚度、基础倾角和振动频率等均有非常严格的要求。

由于我国海上风力发电发展还在起步阶段，海上风机基础将会是以多桩承台型式为主。

桩基、导管架组合结构作为海上风机基础的一种型式，通过对桩基础与导管架腿柱之间的环形空间进行灌浆，将导管架与桩基础连接成一个有机整体。

本文将对海上风机基础导管架的夹桩器结构分析和导管架的安装探讨。

一、风机基础结构认识海上风电场风机基础是将风机稳固在海上的重要建筑物，风机基础结构有单桩基础、多桩基础、三脚桩基础、导管架基础等，单桩基础是最简单的基础结构，它由焊接钢管组成，桩与塔筒之间的连接可以是焊接法兰连接，也可以是套管法兰连接。

单桩基础通过侧面土壤的压力传输风机荷载，插入深度取决于海床地质类型，一般深至海床下 40 ～ 60 m，直径根据负荷的大小而定，一般在3 ～ 5 m，壁厚约为桩直径的 1 % 。

多桩基础形式是根据实际的地质条件和施工难易程度，做成不同根数的桩，外围桩一般呈正多边形分布。

本文主要针对导管架基础认识。

导管架基础如图所示，它是一个钢质锥台形空间框架，以钢管为骨棱，桩基础为六腿或五腿结构，由圆柱钢管构成。

浅谈导管架式海上风电基础结构分析风能是清洁性能源，具有可再生性以及独特的优越性，随着社会和科技的不断进步，推动了海上风能的开发以及利用。

在海上风电产业发展的背景下，我国对新型能源的需求量在不断增加，从而促使海上风机发展成海洋工程结构物，目前，我国已经建成的具有代表性的海上风电场有山东的荣成项目、上海的东海大桥项目等。

标签：导管架式；海上风电；基础结构风能是一种清洁性能源，具有可再生性、可利用性、长期性、周期性等特点。

风能与煤炭、石油等化石能源的特性不同，不存在能源勘探、能源挖掘、能源加工等问题，在其使用过程中，不会因为使用量的增加而减少，其中风能的应用主要是风力机发电，而海上风力机会受到海洋环境以及桩基结构的影响。

一、海上风电基础结构型式目前，针对海上风电的开发阶段，降低海上风电场建设的经济投资是海上风电开发和利用的关键，其中经济投资中成本占比最大的是风电机组基础结构的建设成本，而这部分也直接影响风机运行的结构稳定性和安全性，因此，风电基础结构的研发成本低、可靠稳定性高，能够保证海上风电场的顺利建设[2]。

在海上风电场的利用和发展过程中，通过对海上固定式平台基础结构的加工和衍变，形成了我国现有的海上风机基础结构，根据海上风机装机容量的不同，以及海水深度、海水环境、建设投资的不同，可以将海上风电基础型式分为以下四种：①重力式基础：是指海上风电基础结构需要依靠其自身的重力来维持结构的稳定性和强度性，常见的型式是钢筋混凝土结构。

如图1所示②桩承式基础桩承式基础结构受力模式和建筑工程中传统的桩基础类似，由桩侧与桩周土接触面产生的法向土压力承担结构的水平向荷载，由桩端与土体接触的法向力以及桩侧与桩周土接觸产生的侧向力来承载结构的竖向荷载。

桩承式基础分类按材料分：钢管桩基础和钢筋混凝土桩基础；按结构形式分：单桩基础、三脚架基础、导管架基础和群桩承台基础。

如图2所示③浮式基础：是指利用系泊或者锚杆在海底进行位置的固定，通过三力的平衡来维持海上风机基础结构的稳定性，其中三力是指自身重力、系缆回复力、结构浮力，并且还能够精准控制海流影响产生的摇晃角度。

导管架在外海深水风机基础中的应用随着可再生能源的开发和利用的推进，风力发电已成为最具潜力的清洁能源之一。

近年来，海上风电作为一种具有较大发展潜力的风电形式，受到越来越多的关注和研究。

而为了确保风电设备的稳定与安全，导管架在海上风电基础建设中发挥着至关重要的作用。

导管架是指在深海床上安装导管，并通过导管与海床下的风机基础相连接。

导管架一般由管道（钢管或塑料管）、支架、浮力器、接头等组成。

导管架不仅可以固定海上风机的基础，还可以在沉积物薄或直接铺设在石头上的海床上提供稳固的支撑。

它还能够起到保护海床的作用，防止人为损坏。

而导管架在海上风电基础中的应用，主要有以下几个方面的优势：1. 提高风机的稳定性和可靠性。

导管架可以连接风机和海底沉积物，使得风机具有更稳定的支撑点，从而提高其稳定性和可靠性，保证发电系统的稳定运行。

2. 节省建设成本。

相较于传统的海上风电基础结构，导管架可以减少桩和基础的使用，从而大大节省了建设成本。

3. 方便运输和安装。

导管架可以分段制造并在陆地上组装就绪，然后通过水上运输被带到海上位置进行安装。

而且安装非常简单，只需要将其放置在水底即可。

4. 能够适应不同的海床厚度和地形。

因为导管架可以放置在任意的海床上，不同的海地形和地形高低都可以适应不同的海床深度，从而更好地满足风能资源的开发利用。

5. 降低环境污染和人为损伤。

导管架与海床连接处设置有挡泥板或管子，避免沉积物被溢出，降低海洋生态系统受到污染的风险。

另外，它还能够避免海底设备受到人为损伤。

在海上风电项目中，导管架是确保风机基础安全稳定的关键之一。

不仅如此，它还能够最大程度地优化海上风电系统建设方案，从而促进风能资源的有效开发和利用。

随着科技的不断进步和市场需要的不断扩大，相信导管架在海上风电项目中的应用会越发普及。

(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202110303195.7(22)申请日 2021.03.22(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号 CN 112931347 A(43)申请公布日 2021.06.11(73)专利权人 大连理工大学地址 116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人 李昕　李娜　(74)专利代理机构 大连星海专利事务所有限公司 21208专利代理师 杨翠翠　花向阳(51)Int.Cl.A01K 61/60(2017.01)A01K 61/65(2017.01)F03D 13/25(2016.01)审查员 杨丽华 (54)发明名称一种利用海上风电导管架基础的升降式深海网箱养殖系统的控制方法(57)摘要一种利用海上风电导管架基础的升降式深海网箱养殖系统，其属于海水养殖技术领域。

该系统包括导管架基础和养殖网箱，导管架基础包含风机平台、养殖平台、导管架，风机平台上设有过渡段，过渡段与平台之间连接有斜管支撑，养殖平台上设有自动投饵系统、设备间、总控室、卷扬机、电力储能装置、振动控制设施，导管架包含支柱和斜撑。

养殖网箱包括四个相同的网箱模块，所述网箱模块包含浮管框架、梯形隔板和网衣，其通过所述梯形隔板与导管架连接。

本发明通过“海上风电+海洋牧场”的创新模式，综合利用海洋空间，可提高海域资源利用率和分摊降低成本。

权利要求书1页 说明书5页 附图5页CN 112931347 B 2022.12.13C N 112931347B1.一种利用海上风电导管架基础的升降式深海网箱养殖系统的控制方法，其特征在于：该系统包括风机平台（1）、养殖平台（2）和导管架（3），导管架（3）的上方设置风机平台（1）和养殖平台（2），风机平台（1）上设有过渡段（101），过渡段（101）与风机平台（1）之间设置连接斜撑（102）；导管架（3）采用斜撑（302）连接四根支柱（301）；其特征在于：所述导管架（3）的外侧设置养殖网箱（4），养殖网箱（4）采用四组网箱模块构成正八边形结构，网箱模块由梯形隔板（411）间隔为两个对称的梯形结构；网箱模块的上部采用两根上内浮管（403）、两根上外浮管（404）与两根上连接浮管（405）构成上相连梯形结构，采用两根下内浮管（406）、两根下外浮管（407）与两根下连接浮管（408）构成下相连梯形结构，上相连梯形结构与下相连梯形结构通过纵向立管（402）连接构成网箱浮管框架；所述上相连梯形结构上设置顶网（409），下相连梯形结构上设置底网（410），网箱浮管框架的侧面设置墙网（401）；相邻两个网箱模块的上连接浮管（405）之间及下连接浮管（408）之间均设置伸缩卡扣（412）；所述梯形隔板（411）的内侧设置滑块（413），滑块（413）与设置在支柱（301）上的导轨（5）相配合；所述养殖平台（2）上设有投喂系统、卷扬机（207）和总控室（201），投喂系统采用自动投喂机（202）连接饵料储物罐（203）和投喂管道（204），投喂管道（204）连通到养殖网箱（4）中；所述养殖平台（2）上还设有电力储能装置（208）、振动控制设施（205）、设备间（206）；所述养殖网箱（4）中上外浮管（404）外接圆的直径为40~60m；养殖网箱（4）的深度为15~25m；所述上相连梯形结构、下相连梯形结构及纵向立管（402）上均设置有充气口、排气口、充水口及排水口；该方法包括以下步骤：a、网箱升降系统对网箱（4）采用多层多节控制，遇大风浪袭击或者运维船只驶入时，通过对网箱浮管框架进行注水放气将网箱下降至指定深度；依次从下相连梯形结构开始注水放气，完成后再进行纵向立管（402）的注水放气，最后再进行上相连梯形结构注水放气，浮力减小，使得重心逐渐下移，养殖网箱（4）下降至指定深度后，锁定卷扬机（207），进而锁定养殖网箱（4）；b、恶劣天气过后，解锁卷扬机（207）并通过对浮管框架进行排水充气将养殖网箱（4）上升至海平面；依次从顶层开始排水充气，底层最后进行排水充气，养殖网箱（4）上升至海平面后，同样锁定卷扬机（207），防止养殖网箱（4）滑动。