CN118811023A - 一种偏心半潜式浮式风机钢混平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，包括垂荡板以及呈三角分布在垂荡板顶部的三组浮筒；所述垂荡板顶部还设置有位于第一、二组所述浮筒之间的风机立柱，所述风机立柱和三组浮筒形成“T”型分布；所述风机立柱上部和各组浮筒上部之间通过对应的水平撑连接；本发明无传统半潜式浮体中的多桁撑结构，风机立柱和三组浮筒形成“T”型分布并通过水平撑连接加强，在保证结构强度的前提下达到整体浮体结构的精简性，有效降低结构的疲劳载荷，增强整体浮体的结构耐久性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及海洋风电技术领域，具体为一种偏心半潜式浮式风机钢混平台。
背景技术
相对于近海海域，深远海的海风资源更为丰富，在水深超过60米的海域采用漂浮式基础的风电机组更具优势。目前漂浮式风机基础主要分为立柱式、半潜式、张力腿式和驳船式等不同类型。
半潜式基础作为漂浮式风机基础的一种，具有使用水深范围广、部署灵活等优点。传统半潜式基础多采用三浮筒结构，风机安装在三浮筒的中心位置或浮筒上方，这通常会导致基础重心较高，降低基础的稳定性。
比如专利公告号CN 216332633 U“半潜式钢混浮式风机基础”，三个立柱按照等边形排列，风电机组位于所述立柱的任何一个之上，横撑将三个立柱的顶端连接起来；
然而，为了加强三个立柱之间的连接强度，需要用到较多的横撑，耗费更多的钢材。
比如专利公开号CN114148462A“基于单点系泊的半潜浮式平台和偏心式风机系统”，横桥垂荡板、纵桥垂荡板间通过连接在各垂荡板上的浮筒连接，且在浮筒连接的位置成型浮筒空腔，使平台始终在环境载荷最小的方位角下运行，能够保证平台稳定性并降低载荷；
然而，风电机组未能直接安装在立柱上，导致力的传递路径变长，从而可能影响力的传递效率和结构的稳定性。特别是在受力不均匀的情况下，可能会导致局部应力集中和结构损伤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，包括垂荡板以及呈三角分布在垂荡板顶部的三组浮筒；
所述垂荡板顶部还设置有位于第一、二组所述浮筒之间的风机立柱，所述风机立柱和三组浮筒形成“T”型分布；
所述风机立柱上部和各组浮筒上部之间通过对应的水平撑连接。
优选的，三组所述浮筒呈正三角形布置。
优选的，所述风机立柱上安装有风电机组。
优选的，所述风机立柱下部和垂荡板的衔接处设置有第一加强结构。
优选的，第三组所述浮筒和风机立柱之间的所述水平撑端部设置有第二加强结构。
优选的，所述浮筒和垂荡板采用纯钢结构；或
所述浮筒采用纯钢结构，所述垂荡板采用预制钢筋混凝土结构。
优选的，所述浮筒、风机立柱和垂荡板采用预制钢筋混凝土结构；
所述浮筒和风机立柱通过对应的预埋件与垂荡板连接；
所述预埋件轮廓尺寸与对应的浮筒/风机立柱相适配，所述预埋件预埋设置在垂荡板内，所述预埋件下端固定设置有面积加宽的抗拔件。
优选的，所述垂荡板包括圆形垂荡板和横向垂荡板，所述圆形垂荡板设置在一一对应的浮筒下端，两两所述圆形垂荡板之间通过所述横向垂荡板连接。
优选的，所述浮筒和/或垂荡板外表面包覆一层钢板。
优选的，所述浮筒和垂荡板内均设置有均匀分布的预应力钢筋。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明无传统半潜式浮体中的多桁撑结构，风机立柱和三组浮筒形成“T”型分布并通过水平撑连接加强，在保证结构强度的前提下达到整体浮体结构的精简性，有效降低结构的疲劳载荷，增强整体浮体的结构耐久性和安全性。
不同于现有技术中将风电机组安装在浮筒上或中心位置，本发明新增一根用于安装风电机组的风机立柱，降低风电机组力的传递路径，从而提高浮式基础的整体稳定性。风电机组安装在风机立柱上相对于安装在浮筒上更靠近中心，降低浮式基础保持平衡的难度。同时结构应力更小，减小各种荷载对浮式风机平台的作用，提高了浮式风机平台的耐久性。
通过对风机立柱下端以及水平撑端部加强设计，避免很大的载荷传递到下方的垂荡板上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一结构示意图；
图2为本发明实施例二结构示意图；
图3为本发明圆形垂荡板和横向垂荡板之间连接示意图。
图中附图标记表示为：
1、浮筒；11、抗拔件；2、垂荡板；21、圆形垂荡板；22、横向垂荡板；23、钢板；3、风机立柱；4、水平撑；5、风电机组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，如附图1所示，包括三组呈正三角形分布的浮筒1以及垂荡板2、风机立柱3和水平撑4；
垂荡板2包括三组圆形垂荡板21和三组横向垂荡板22，两两圆形垂荡板21之间通过横向垂荡板22连接形成中部空心的三角形结构。
浮筒1相对同轴固定安装在一一对应的圆形垂荡板21顶部，圆形垂荡板21的外径大于浮筒1外径，风机立柱3相对固定安装在其中一根横向垂荡板22顶部中心位置，风机立柱3用于安装风电机组5，风机立柱3相对位于第一组浮筒1和第二组浮筒1之间的中心位置，风机立柱3上部和三组浮筒1上部之间均连接有一根对应的水平撑4，风机立柱3、三组浮筒1和三根水平撑4形成“T”型结构不仅结构更为精简而且降低了疲劳应力的产生概率。
由于风机立柱3直接安装在垂荡板2顶部，载荷会直接传递到风机立柱3底部的垂荡板2上，因此在风机立柱3下端与垂荡板2衔接处加厚形成第一加强结构，在第三组浮筒1和风机立柱3之间的水平撑4靠近风机立柱3的端部加厚形成第二加强结构，以及再加上“T”型结构这三者之间的配合，防止风机载荷对下方垂荡板2的结构产生冲击。
第一加强结构和第二加强结构位于风机载荷的传递路径上，以增强整体结构的承载能力。防止风机载荷对垂荡板2的结构产生冲击，避免很大的载荷传递到垂荡板2上。
如图1所示，浮筒1、垂荡板2、垂荡板、风机立柱3和水平撑4采用纯钢结构。
实施例二：
包含实施例一的全部内容，不同之处在于：浮筒1、水平撑4和风机立柱3采用纯钢结构，垂荡板2采用预制钢筋混凝土结构。
上部钢结构+底部钢筋混凝土结构，有利于降低整体重心，提高稳性，相较于钢结构垂荡板2复杂的加强筋结构，采用预制钢筋混凝土结构的垂荡板2，减少结构的制造难度。
实施例三：
包含实施例一的全部内容，不同之处在于：如图2-3所示，水平撑4采用纯钢结构，浮筒1、风机立柱3和垂荡板2采用钢筋混凝土结构。
浮筒1通过预埋件与垂荡板2连接；
将与浮筒1尺寸相同的预埋件(钢板)提前预埋在预制混凝土结构的垂荡板2内，预埋件下端焊接一圈圆盘结构的抗拔11以提升其抗拔性能，至此密封后形成一个整体。该施工方式可以避免海水渗透对预制混凝土结构的垂荡板2的侵蚀以至于垂荡板2的损坏。风机立柱3安装在浮筒1上的原理与浮筒1相似不再赘述。
浮筒1、风机立柱3和垂荡板2采用的混凝土材料为UHPC高性能混凝土材料，需要在施工现场预制成段，并在表面预留圆孔，随后运抵船厂进行总装合拢，在合拢时使用预应力钢筋穿过混凝土段上预留的孔洞并在连接处进行密封处理。
当选用强度较弱、成本较低的混凝土材料时可以考虑在预制混凝土结构的浮筒1/风机立柱3/垂荡板2外加固一层钢板23，用来保证其结构强度。
垂荡板2内置有水舱。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，包括垂荡板(2)以及呈三角分布在垂荡板(2)顶部的三组浮筒(1)，其特征在于：
所述垂荡板(2)顶部还设置有位于第一、二组所述浮筒(1)之间的风机立柱(3)，所述风机立柱(3)和三组浮筒(1)形成“T”型分布；
所述风机立柱(3)上部和各组浮筒(1)上部之间通过对应的水平撑(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：三组所述浮筒(1)呈正三角形布置。
3.根据权利要求1所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述风机立柱(3)上安装有风电机组(5)。
4.根据权利要求1所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述风机立柱(3)下部和垂荡板(2)的衔接处设置有第一加强结构。
5.根据权利要求1所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：第三组所述浮筒(1)和风机立柱(3)之间的所述水平撑(4)端部设置有第二加强结构。
6.根据权利要求1所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述浮筒(1)和垂荡板(2)采用纯钢结构；或
所述浮筒(1)采用纯钢结构，所述垂荡板(2)采用预制钢筋混凝土结构。
7.根据权利要求1所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述浮筒(1)、风机立柱(3)和垂荡板(2)采用预制钢筋混凝土结构；
所述浮筒(1)和风机立柱(3)通过对应的预埋件与垂荡板(2)连接；
所述预埋件轮廓尺寸与对应的浮筒(1)/风机立柱(3)相适配，所述预埋件预埋设置在垂荡板(2)内，所述预埋件下端固定设置有面积加宽的抗拔件(11)。
8.根据权利要求7所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述垂荡板(2)包括圆形垂荡板(21)和横向垂荡板(22)，所述圆形垂荡板(21)设置在一一对应的浮筒(1)下端，两两所述圆形垂荡板(21)之间通过所述横向垂荡板(22)连接。
9.根据权利要求7所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述浮筒(1)和/或垂荡板(2)外表面包覆一层钢板(23)。
10.根据权利要求7所述的一种偏心半潜式浮式风机钢混平台，其特征在于：所述浮筒(1)和垂荡板(2)内均设置有均匀分布的预应力钢筋。
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| CN202411194147.9A CN118811023A (zh) | 2024-08-28 | 2024-08-28 | 一种偏心半潜式浮式风机钢混平台 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN119637019A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-03-18 | 中国铁建港航局集团有限公司 | 一种三角形钢-混组合结构浮式平台及其施工方法 |
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2024
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