一种新型海上风电筒型基础浮运装置的制作方法

本发明涉及海上风电基础浮运的技术领域，更具体地，涉及一种新型海上风电筒型基础浮运装置。

背景技术：

海上风电具有湍流度低、风资源优良、不占用耕地、靠近我国沿海发达地区等优势，近年来发展迅速，如响水、大丰等一大批海上风电场相继完成或正在建设。国内装机容量逐年递增，单机容量不断加大。未来，海上风电正朝着深水、大容量的方向发展。

海上风电基础结构形式多样，运用最广泛的当属桩基础与重力式基础。近年来，随着海洋岩土领域的不断发展，将筒型基础作为风电基础结构的理念不断发展且逐步完善，相关研究内容逐步丰富。相对与传统桩基，筒型结构采用气浮拖航与负压下沉，海上作业周期短，且具备良好的抗倾覆能力。不过目前，筒型基础多采用圆形截面，且多在岸边预制，其预制难度较大，周期较长，措施费较高。为了进一步贯彻落实“降成本、去补贴”，实现平价上网的目标，提升海上风电筒型基础的适用性能并降低成本，部分学者建议采用多边形的筒型基础结构。多边形筒型基础结构与圆形筒型基础在传力与承载方面相差无几，但多边形筒型基础为多个等尺寸直立筒壁，其可采用多个装配式结构组合而成，极大地降低了预制难度，并提高装配效率高。由于多边形筒型基础为新型的海上风电筒型基础结构，目前并不存在有效的浮运装置，这在一定程度上制约了多边形筒型基础结构的适用性能。

因此，现有技术中亟需一种针对新型多边形海上风电筒型基础结构，实现多边形筒型基础的安全、高效、便捷的浮运施工的技术方案。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型海上风电筒型基础浮运装置。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种新型海上风电筒型基础浮运装置，包括外浮运船和内浮运船，所述外浮运船的船头和船尾均设置有定位桩，所述外浮运船和所述内浮运船上方均设置有吊架，所述外浮运船的内壁设置有滑槽，所述内浮运船的外侧壁上设置有与所述滑槽相契合的凸起，所述内浮运船的宽度与所述外浮运船的内轮廓的宽度一致。

所述外浮运船为u型浮运船，所述内浮运船为k型浮运船。

所述外浮运船的船头内轮廓顶部甲板与所述内浮运船内侧边壁顶部甲板处设置有卡扣。

所述卡扣为连接后呈“l”型的竖直杆和水平板构成，所述竖直杆可以转动，所述水平板可卡在六边形筒形基础的边壁上。

所述吊架的顶部设置有用于与六边形筒形基础连接的缆绳。

所述卡扣的数量为六个，六个所述卡扣分别设置在与六边形筒形基础的六个角相应的位置。

所述外浮运船上设置有四个卡扣，所述内浮运船上设置有两个卡扣。

所述吊架的数量为十二个，十二个所述吊架两两一组，每一组吊架上的缆绳分别与六边形筒形基础的一条边相连接。

所述外浮运船上设置有八个吊架，所述内浮运船上设置有四个吊架。

所述u型浮运船的内侧边壁形成的夹角为120°角，所述k型浮运船的内侧边壁形成的夹角为120°角，所述u型浮运船的船深与所述k型浮运船一致。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

首先，u型浮运船与k型浮运船通过滑槽进行固定，u型浮运船与k型浮运船相对位置可以任意调整，适应了任意直径六边形筒型基础的浮运，任意直径的六边形筒型基础均可保证至少四个边壁被卡在该浮运结构内轮廓以里；同时，滑槽可有效保证u型浮运船与k型浮运船相互咬合成为整体。其次，采用吊架配合缆绳的方式上拉六边形筒型基础，浮运过程与下沉过程中，缆绳都具备良好的辅助扶正效果。再次，卡扣的设置可保证六边形筒型基础边壁与浮运船的紧密贴合，是的筒-船成为整体，且筒型基础的部分重力可通过卡扣传递至浮运船上，极大增大了结构的整体浮稳性；另外，卡扣可以旋转，当筒型基础进入到浮运船内部后旋转挂置即可，灵活度高。采用u型浮运船与k型浮运船组合方式并配合定位桩、吊架、缆绳、卡扣等部件，可有效保证任意直径的六边形筒型基础浮运的稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明在另一视角下的结构示意图。

图3是本发明的爆炸图。

图4是卡扣尚未卡住六边形筒型基础的状态图。

图5是卡扣卡住六边形筒型基础的状态图。

图6是本发明用于筒径较大的筒形基础时的俯视图。

图7是本发明用于筒径较小的筒形基础时的俯视图。

附图标记：1-外浮运船，2-内浮运船，3-滑槽，4-定位桩，5-吊架，6-缆绳，7-卡扣，8-六边形筒形基础，9-过渡段。

具体实施方式

下面根据具体实施方式对本发明做进一步阐述。

如图1-7所示的新型海上风电筒型基础浮运装置，包括外浮运船1和内浮运船2，外浮运船1的船头和船尾均设置有定位桩4，外浮运船1和内浮运船2上方均设置有吊架5，外浮运船1的内壁设置有滑槽3，内浮运船2的外侧壁上设置有与滑槽3相契合的凸起。外浮运船1为u型浮运船，内浮运船2为k型浮运船。组装在一起后的u型浮运船与k型浮运船构成浮运主体结构，u型浮运船平面为“u”型，船深4～6m，空船吃水0.5～1.0m，设计吃水2.5～3.0m；外轮廓长60～90m，宽40～60m，船头为圆弧，圆弧直径与宽度一致；u型浮运船的内轮廓长50～80m，宽度30～50m，角度为120°。k型浮运船平面为“k”型，船深4～6m，k型浮运船长度20～30m；k型浮运船宽度30～50m。本实施例中，u型浮运船的内轮廓的船头为尖角，内侧边壁形成的夹角为120°，k型浮运船的内侧边壁也为尖角，夹角也为120°，从而与六边形筒形基础8的侧壁紧密贴合，u型浮运船的船深与k型浮运船一致，u型浮运船的内轮廓宽度与k型浮运船的宽度一致。定位桩4的桩长根据实际施工海域水深进行确定；当到达目标安装点后，下放定位4桩定位浮运主体结构。

外浮运船1的船头内轮廓顶部甲板与内浮运船2内侧边壁顶部甲板处设置有卡扣7。卡扣7为连接后呈“l”型的竖直杆和水平板构成，竖直杆可以转动，水平板可卡在六边形筒形基础8的边壁上。卡扣7的数量为六个，六个卡扣7分别设置在与六边形筒形基础8的六个角相应的位置；外浮运船1上设置有四个卡扣7，内浮运船2上设置有两个卡扣7。浮运前，旋转卡扣7，将卡扣7底部的水平板卡在六边形筒型基础8的边壁上，从而使浮运主体结构与六边形筒型基础8形成整体，保证了浮动主体结构的浮稳性。

吊架5的顶部设置有用于与六边形筒形基础8连接的缆绳6。本实施例中，吊架5的数量为十二个，十二个吊架5两两一组，每一组吊架5上的缆绳6分别与六边形筒形基础8的一条边相连接；外浮运船1上设置有八个吊架5，内浮运船2上设置有四个吊架5，12个吊架按上述方式分别在u型浮运船内轮廓顶部甲板与k型浮运船内侧边壁顶部甲板辐射状分布设置，即形成的六边形平面中，每条边中间设置2个，吊架5的高度根据实际需要而确定，在本实施例中为10m；每个吊架5顶部的每条缆绳6分别与六边形筒型基础8的每个边壁连接，通过缆绳6可保证六边形筒型基础8在浮运与下沉过程中的稳定，本实施例中，每个吊架5承重不超过210t，每个缆绳6提供拉力不超过150t。六边形筒型基础8上方还设置有过渡段9，因而，需要借助吊架5、缆绳6以及卡扣7来保持六边形筒型基础8在浮动状态下及拖航过程中的稳定性。

本实施例中，u型浮运船平面为“u”型，船深4m，空船吃水0.5m，设计吃水2.5m；外轮廓长75m，宽55m，船头为圆弧，圆弧直径与宽度一致，为55m；u型浮运船内轮廓长60m，宽度40m；k型浮运船平面为“k”型，船深4m，与u型浮运船船深一致；k型浮运船长度20m；k型浮运船宽度40m，与u型浮运船内轮廓宽度一致。定位桩4固定安装在u型浮运船船头与船尾的两侧，桩长35，直径1.2m。如图6所示，六边形筒型基础8的直径40m，为最大浮运直径，筒型基础内部包括7个分仓，边壁与分仓板高度12m，浮运状态下，六边形筒型基础8的入水深度为8m。在本发明的另一实施例中，如图7所示，六边形筒型基础8的直径30m，筒型基础内部包括7个分仓，边壁与分仓板高度10m，浮运状态下六边形筒型基础8的入水深度为6m。

拖航前，六边形筒形基础8设置在u型浮运船内，并止抵在u型浮运船的内侧壁上；然后，通过滑槽3将k型浮运船插入u型浮运船，凸起顺着滑槽3滑动，直至k型浮运船止抵在六边形筒形基础8上。此时，u型浮运船内轮廓与k型浮运船内侧共同构成了六边形平面，此平面即可卡住六边形筒型基础8。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本创造构思的前提下，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。

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