导管架、导管架基础平台及导管架建造方法

摘要

本发明公开了一种导管架、导管架基础平台及导管架建造方法，所述导管架包括至少两根主导管和至少两根副导管，所述主导管与副导管交错设置并围成一圈，相邻的主导管与副导管通过中间撑杆相连，且相邻的主导管与副导管之间还设有若干根斜撑杆，以中间撑杆与主导管的连接点为第一节点，若干所述斜撑杆以第一节点为中心呈扇形连接在主导管与副导管之间。上述导管架，主导管及与主导管相邻的两根副导管之间的斜撑杆汇聚在第一节点上，有利于载荷传递到主导管上，从而提高导管架的稳定性和抗疲劳能力，而且由于整个导管架中没有撑杆之间的连接，只有导管与撑杆之间的连接，减少了撑杆与节点的数量，更便于建造，也节省了材料，降低了建造成本。

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程及电力工程技术领域，特别涉及一种导管架、导管架 基础平台及导管架建造方法。

背景技术

风能是一种可再生的清洁能源，在其它可再生能源(如生物质能、潮汐能 等)尚未成熟的情况下，风能成为缓解全球环境问题及能源危机的首要选择之 一。目前，在各种海上风机基础型式中，单桩、导管架、水下三桩和水上三桩 基础型式是最常用的几种型式。

其中，导管架基础作为一种比较成熟的基础型式，已经在海上风电领域得 到广泛应用，它的结构特点是通过较大的底盘提供巨大的抗倾覆弯矩，且连接 件采用相对柔性的构件构成。导管架的施工方便，受波浪和水流的荷载甚小， 对地质条件要求不高。导管架基础型式施工成熟、海上作业工序少、施工关键 点不多、船机配备要求较高、法兰面倾斜度调节难度一般，综合风险低。与此 同时，它的缺点是相对节点很多，每个节点都要求专门加工，需要较大的人力 物力财力，这在一定程度上增加了海上风电的投资成本。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种建造方便、经济性好 的导管架、导管架基础平台及导管架建造方法，大大提高风机基础的稳定性， 且能够降低建造成本。

其技术方案如下：

一种导管架，包括至少两根主导管和至少两根副导管，所述主导管与副导 管交错设置并围成一圈，相邻的主导管与副导管通过中间撑杆相连，且相邻的 主导管与副导管之间还设有若干根斜撑杆，以中间撑杆与主导管的连接点为第 一节点，若干所述斜撑杆以第一节点为中心呈扇形连接在主导管与副导管之间。

在其中一个实施例中，所述中间撑杆水平连接在主导管与副导管的中部。

在其中一个实施例中，各主导管与副导管之间的斜撑杆的数目相同，且连 接在同一副导管不同主导管上的斜撑杆在副导管上一一对应形成多个第二节 点。

在其中一个实施例中，所述主导管、副导管倾斜设置，且各主导管、副导 管同一端的端点连接合围成一个正多边形。

在其中一个实施例中，所述导管架还包括设置在主导管上的第一加厚管及 设置在副导管上的多个第二加厚管，所述第一加厚管设置在第一节点处，多个 所述第二加厚管分别设置在各个第二节点上，所述第一加厚管包括套设在主导 管上的主导管连接段以及固定在主导管连接段上的多个第一撑杆连接段，所述 第一撑杆连接段用于与中间撑杆或斜撑杆连接；所述第二加厚管包括套设在副 导管上的副导管连接段以及固定在副导管连接段上的多个第二撑杆连接段，所 述第二撑杆连接段用于与中间撑杆或斜撑杆连接。

在其中一个实施例中，所述斜撑杆为两根，两根斜撑杆分别为上撑杆和下 撑杆，所述上撑杆一端连接在主导管的中部，另一端连接在副导管的上端，所 述下撑杆一端连接在主导管的中部，另一端连接在副导管的下端。

本发明还提供一种导管架基础平台，包括平台、导管架，所述平台固定在 导管架上，所述平台上设有过渡段，所述过渡段通过多根支撑杆固定在平台上， 所述主导管与副导管的下端均连接有灌浆连接段。

在其中一个实施例中，所述导管架基础平台还包括设置在导管架四周的多 个靠船防撞构件，每个靠船防撞构件与平台之间均设有爬梯。

在其中一个实施例中，所述导管架基础平台还包括护栏，所述护栏设置在 平台的四周。

本发明还提供一种导管架建造方法，包括以下步骤：

通过中间撑杆将主导管与副导管连接；

将各斜撑杆安装在主导管与副导管之间，形成一个片体；

相邻的片体之间通过中间撑杆进行连接；

安装相邻片体之间的斜撑杆。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

上述导管架与导管架基础平台，其中间撑杆起到连接主导管与副导管的作 用，斜撑杆的扇形布置方式使主导管及与主导管相邻的两根副导管之间的斜撑 杆汇聚在第一节点上，有利于载荷传递到主导管上，从而提高导管架的稳定性 和抗疲劳能力，而且由于整个导管架中没有撑杆之间的连接，只有导管与撑杆 之间的连接，减少了撑杆与节点的数量，一方面更便于建造，另一方面节省了 材料，降低了建造成本。

上述导管架建造方法，利用中间撑杆连接主导管与副导管，该中间撑杆在 建造过程中起到定位的作用，主导管与副导管准确连接后，再安装各斜撑杆， 从而形成一个片体，其余的片体也通过同样的步骤建造。待各个片体都建造完 毕后，将相邻的片体通过中间撑杆实现连接，最后安装相邻片体之间的斜撑杆， 如此建造出完整的导管架。在建造过程中，中间撑杆有利于主导管与副导管之 间的拼接，在方便建造的同时能有效地提高建造精度。

附图说明

图1为本发明实施例所述的导管架的结构示意图；

图2为图1中第一节点的放大示意图；

图3为图1中第二节点的放大示意图；

图4为本发明实施例所述的导管架基础平台的机构示意图；

图5为本发明实施例所述的导管架建造方法的流程图；

图6为本发明实施例所述的导管架基础平台建造方法的流程图。

附图标记说明：

1、导管架，2、平台，3、过渡段，4、灌浆连接段，5、靠船防撞构件，6、 爬梯，7、护栏，10、主导管，11、副导管，12、中间撑杆，13、斜撑杆，14、 第一加厚管，15、第二加厚管，100、第一节点，110、第二节点，130、上撑杆， 131、下撑杆，140、主导管连接段，141、第一撑杆连接段，150、副导管连接 段，151、第二撑杆连接段。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，本实施例提供了一种导管架1，包括至少两根主导管10和至 少两根副导管11，所述主导管10与副导管11交错设置并围成一圈，相邻的主 导管10与副导管11通过中间撑杆12相连，且相邻的主导管10与副导管11之 间还设有若干根斜撑杆13，以中间撑杆12与主导管10的连接点为第一节点100， 若干所述斜撑杆13以第一节点100为中心呈扇形连接在主导管10与副导管11 之间。上述导管架1，其中间撑杆12起到连接主导管10与副导管11的作用， 斜撑杆13的扇形布置方式使主导管10及与主导管10相邻的两根副导管11之 间的斜撑杆13汇聚在第一节点100上，有利于载荷传递到主导管10上，从而 提高导管架1的稳定性和抗疲劳能力，而且由于整个导管架1中没有撑杆之间 的连接，只有导管与撑杆之间的连接，减少了撑杆与节点的数量，一方面更便 于建造，另一方面节省了材料，降低了建造成本。

如图1、2所示，在本实施例中，所述斜撑杆13为两根，两根斜撑杆13分 别为上撑杆130和下撑杆131，所述上撑杆130一端连接在主导管10的中部， 另一端连接在副导管11的上端，所述下撑杆131一端连接在主导管10的中部， 另一端连接在副导管11的下端。本实施例在相邻的主导管10和副导管11之间 仅设置了两根斜撑杆13，使整个导管架1的结构简单易建造。可以理解的，不 同数目的斜撑杆13都应该在本发明的保护范围之内。

优选的，所述中间撑杆12水平连接在主导管10与副导管11的中部，水平 设置的中间撑杆12不仅更能承受载荷，而且在建造过程中有助于主导管10和 副导管11的拼接，方便建造。各主导管10与副导管11之间的斜撑杆13的数 目相同，且连接在同一副导管11不同主导管10上的斜撑杆13在副导管11上 一一对应形成多个第二节点110。副导管11及与副导管11相邻的两根主导管 10之间的斜撑杆13汇聚在多个第二节点110上，有利于力的传递，提高导管架 1的稳定性。

如图1所示，两个主导管10与两个副导管11倾斜设置，且各主导管10、 副导管11同一端的端点合围成一个正方形，主导管10、副导管11朝中心靠拢， 能有效提高导管架1的抗倾覆能力。

如图2、3所示，所述导管架1还包括设置在主导管10上的第一加厚管14 及设置在副导管11上的多个第二加厚管15，所述第一加厚管14设置在第一节 点100处，多个所述第二加厚管15分别设置在各个第二节点110上，所述第一 加厚管14包括套设在主导管10上的主导管连接段140以及固定在主导管连接 段140上的多个第一撑杆连接段141，所述第一撑杆连接段141用于与中间撑杆 12或斜撑杆13连接；所述第二加厚管15包括套设在副导管11上的副导管连接 段150以及固定在副导管连接段150上的多个第二撑杆连接段151，所述第二撑 杆连接段151用于与中间撑杆12或斜撑杆13连接。导管架1的构件连接一般 通过焊接完成，由于导管和撑杆之间的焊接并不方便，因而通过第一撑杆连接 段141、第二撑杆连接段151与撑杆焊接，从而实现撑杆与导管之间的连接，整 个过程没有任何辅材的浪费。另外，本实施例所述的第一加厚管14与主导管10 为一体成型结构，第二加厚管15与副导管11为一体成型结构，具有很好的耐 冲击性和稳定性。

如图4所示，本实施例还提供一种导管架基础平台，包括平台2、导管架1， 所述平台2固定在导管架1上，所述平台2上设有过渡段3，所述过渡段3通过 多根支撑杆固定在平台2上，所述主导管10与副导管11的下端均连接有灌浆 连接段4。整个导管架基础平台结构简单、稳固可靠，而且建造成型方便。

所述导管架基础平台还包括设置在导管架1四周的多个靠船防撞构件5，避 免船只损伤导管架基础平台，每个靠船防撞构件5与平台2之间均设有爬梯6， 方便维护。所述导管架基础平台还包括护栏7，所述护栏7设置在平台2的四周， 保护工作人员的安全。

参照图5所示，本实施例还提供一种导管架1建造方法，包括以下步骤：

工序A、B：通过中间撑杆12将主导管10与副导管11连接；

工序C、D：将各斜撑杆13安装在主导管10与副导管11之间，形成一个片 体；

工序E：相邻的片体之间通过中间撑杆12进行连接；

工序F、G：安装相邻片体之间的斜撑杆13。

上述导管架1建造方法，利用中间撑杆12连接主导管10与副导管11，该 中间撑杆12在建造过程中起到定位的作用，主导管10与副导管11准确连接后， 再安装各斜撑杆13，从而形成一个片体，其余的片体也通过同样的步骤建造。 待各个片体都建造完毕后，将相邻的片体通过中间撑杆12实现连接，最后安装 相邻片体之间的斜撑杆13，如此建造出完整的导管架1。在建造过程中，中间 撑杆12有利于主导管10与副导管11之间的拼接，在方便建造的同时能有效地 提高建造精度。

参照图6所示，在建造导管架基础平台时，可先完成过渡段3与平台2的 建造、导管架1的建造、灌浆连接段4的建造及附属结构(电缆J形管、靠船 防撞构件5、爬梯6、护栏7等)的建造。这四部分分别建造完成后，对其进行 涂装，再将导管架1与灌浆连接段4焊接起来，形成稳定的框架结构，然后吊 装过渡段3与平台2组成的模块，最后把附属结构按照次序焊接到主体结构上， 如先安装靠船防撞构件5、其次爬梯6、护栏7、电缆J形管。所有安装工作结 束后，对建造过程中造成防腐涂层破坏的位置进行涂层修复与补漆。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。