海上风电导管架基础过渡段结构的制作方法

海上风电导管架基础过渡段结构
1.技术领域：
2.本实用新型涉及一种海上风电导管架基础过渡段结构。
3.

背景技术：

4.风能作为一种高效清洁的能源，是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一；目前海上风电基础型式多样，其中导管架基础适用于水深较大的海洋环境；导管架基础根据主腿数量不同一般分为三桩导管架基础和四桩导管架基础。
5.风机基础示意图如图1所示，导管架基础过渡段结构位于导管架基础顶部，过渡段结构上部连接风机塔筒，下部连接导管架，风机载荷通过过渡段传递到下部导管架进而传递到土体中，具有承上启下的关键作用，因此，过渡段的方案设计是影响导管架基础设计的关键步骤。
6.同时，随着不断更新的大容量风机机组面世，风机厂家要要求过渡段需同时满足设备布置及后续运维平台，然而传统的导管架过渡段结构主要为传力结构，过渡段平台空间利用率低，不利于风机厂家设备布置及后续风机运维；因此，对传统吸力式导管架基础过渡段结构的改造以满足大容量风电机组运行要求成为目前需要解决的关键问题，此外，传统的吸力式导管架基础过渡段结构设计不合理，使加工难度较大。
7.

技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种海上风电导管架基础过渡段结构，该海上风电导管架基础过渡段结构设计合理，有利于满足大容量风电机组的安装。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
10.本实用新型海上风电导管架基础过渡段结构，其特征在于：包括平行间隔设置的顶板、底板和固定穿设在顶板、底板中心孔内的中心竖向主钢管，以及均布穿设在顶板、底板周侧的若干组支撑柱，所述顶板与底板之间且位于中心竖向主钢管的周侧设有若干个侧边腹板，其中两相邻的侧边腹板之间设有内部支撑板，所述侧边腹板第一端与支撑柱相切，所述侧边腹板第二端与中心竖向主钢管相交，其中与同一支撑柱相切的两相邻侧边腹板关于一个阵列面对称，所述阵列面为中心竖向主钢管与支撑柱的中心线所在面。
11.进一步的，上述内部支撑板上设有减轻孔，所述减轻孔的周缘设有由钢管圈制而成的内部加强环，在侧边腹板上设有临时人孔。
12.进一步的，上述顶板的上表面设有平台板，所述平台板的周侧设有栏杆。
13.进一步的，上述顶板、底板周侧设有三组支撑柱，顶板由一个第一顶板和三个整列的第二顶板构成，底板由一个第一底板和三个整列的第二底板构成，第一顶板和第一底板均呈6边形，第二顶板和第二底板呈具有倒圆角的锐角三角形，支撑柱靠近倒圆角，支撑柱与倒圆角同圆心，三个第二顶板分别与第一顶板的三个边衔接，三个第二底板分别与第一底板的三个边衔接；侧边腹板包括相互并排焊接形成直板的第一侧边腹板和第二侧边腹板，该第一侧边腹板竖立在第一顶板和第一底板之间，该第二侧边腹板竖立在第二顶板和第二底板之间。
14.进一步的，上述顶板、底板周侧设有四组支撑柱，顶板由一个第一顶板和四个整列的第二顶板构成，底板由一个第一底板和四个整列的第二底板构成，第一顶板和第一底板均呈8边形，第二顶板和第二底板呈具有倒圆角的锐角三角形，支撑柱靠近倒圆角，支撑柱与倒圆角同圆心，四个第二顶板分别与第一顶板的四个边衔接，四个第二底板分别与第一底板的四个边衔接；侧边腹板包括相互并排焊接形成直板的第一侧边腹板和第二侧边腹板，该第一侧边腹板竖立在第一顶板和第一底板之间，该第二侧边腹板竖立在第二顶板和第二底板之间。
15.进一步的，上述中心竖向主钢管的上端设有法兰盘，在顶板的上表面且位于中心竖向主钢管的外周壁间隔设有若干组外加强筋板，所述外加强筋板包括一截弧形条板和连接在弧形条板与顶板上表面之间的多个筋板片，该弧形条板与顶板上表面平行间隔设置，弧形条板的内周与中心竖向主钢管的外周壁相贴合，筋板片呈多边形，其一边连接在弧形条板的下表面上，一边连接在中心竖向主钢管的外周壁上，一边连接在顶板的上表面上。
16.进一步的，上述中心竖向主钢管的内周壁上设有一圈的内加强筋板，所述内加强筋板包括两个平行间隔设置的圆环片和间隔设在两个圆环片之间的多个筋片，所述筋片呈多边形，其两个边分别连接在两个圆环片的上、下表面，其中一边连接在中心竖向主钢管的外周壁上。
17.本实用新型的有益效果是：
18.（1）该过渡段结构主要采用平直板、竖板、圆柱筒节的焊接方式，结构型式较为简单，加工难度也较小；
19.（2）该过渡段结构的顶板所形成的平面区域，可作为风机厂家设备的布置平台和维修平台，设备平台空间相对较大，空间可利用率较大；
20.（3）内部支撑板和内部加强环组成的减轻孔，既提供内部焊接作业空间通道，又降低了基础总重量；
21.（4）临时人口的设置，有效解决了由腹板、顶板、底板及中心竖向主钢管形成的封闭空间内无法焊接的难题，且腹板开设临时人孔处的切割板材待内部作业完成后可原位焊接，节省原材料，避免材料浪费。
22.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体的实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。
23.附图说明：
24.图1是现有导管架基础构造示意图；
25.图2是本发明导管架基础过渡段一种实施例的立体透视图；
26.图3是本发明导管架基础过渡段另一种实施例的立体透视图；
27.图4是本发明导管架基础过渡段俯视剖面构造示意图；
28.图5是第一组块的立体图；
29.图6是第二组块的立体图；
30.图7是第一组块和3个第二组块组合后的立体图；
31.图8是内部支撑板的主视构造示意图；
32.图9是本发明导管架基础过渡段的立体图。
33.具体实施方式：
34.本实用新型海上风电导管架基础过渡段结构包括平行间隔设置的顶板1、底板2和固定穿设在顶板、底板中心孔内的中心竖向主钢管3，以及均布穿设在顶板、底板周侧的若干组支撑柱4，顶板、底板上同样具有穿接支撑柱的通孔，所述顶板与底板之间且位于中心竖向主钢管的周侧设有若干个侧边腹板5，其中两相邻的侧边腹板之间设有内部支撑板6，所述侧边腹板第一端与支撑柱相切，所述侧边腹板第二端与中心竖向主钢管相交，其中与同一支撑柱相切的两相邻侧边腹板关于一个阵列面7对称，所述阵列面7为中心竖向主钢管与支撑柱的中心线所在面。
35.进一步的，为了减轻重量，上述内部支撑板上设有减轻孔8，所述减轻孔8的周缘设有由钢管圈制而成的内部加强环9，在侧边腹板上设有临时人孔10。
36.进一步的，上述顶板的上表面设有平台板11，所述平台板的周侧设有栏杆12，该平台板11可以是在顶板上叠置一层板体，也可以是在顶板上延伸局部区域以形成与顶板平齐的平面。
37.一种实施例，为了方便施工，提高制作效率，上述顶板1、底板2周侧设有三组支撑柱4，顶板由一个第一顶板101和三个整列的第二顶板102构成，底板由一个第一底板201和三个整列的第二底板202构成，第一顶板101和第一底板201均呈6边形，该6边形可以是等边或不等边的，第二顶板102和第二底板202呈具有倒圆角的锐角三角形，支撑柱靠近倒圆角401，支撑柱4与倒圆角401同圆心，三个第二顶板分别与第一顶板的三个边衔接，三个第二底板分别与第一底板的三个边衔接；侧边腹板5包括相互并排焊接形成直板的第一侧边腹板501和第二侧边腹板502，该第一侧边腹板501竖立在第一顶板101和第一底板201之间，该第二侧边腹板502竖立在第二顶板102和第二底板202之间。
38.另一种实施例，为了方便施工，提高制作效率，上述顶板1、底板2周侧设有四组支撑柱4，顶板由一个第一顶板101a和四个整列的第二顶板102a构成，底板2由一个第一底板201a和四个整列的第二底板202a构成，第一顶板和第一底板均呈8边形，第二顶板和第二底板呈具有倒圆角的锐角三角形，支撑柱靠近倒圆角401a，支撑柱与倒圆角同圆心，四个第二顶板分别与第一顶板的四个边衔接，四个第二底板分别与第一底板的四个边衔接；侧边腹板5包括相互并排焊接形成直板的第一侧边腹板501a和第二侧边腹板502a，该第一侧边腹板竖立在第一顶板和第一底板之间，该第二侧边腹板竖立在第二顶板和第二底板之间。
39.进一步的，为了便于连接及增加过渡段的强度，上述中心竖向主钢管的上端设有法兰盘13，在顶板的上表面且位于中心竖向主钢管的外周壁间隔设有若干组外加强筋板14，所述外加强筋板包括一截弧形条板1401和连接在弧形条板与顶板上表面之间的多个筋板片1402，该弧形条板与顶板上表面平行间隔设置，弧形条板的内周与中心竖向主钢管的外周壁相贴合，筋板片呈多边形，其一边连接在弧形条板的下表面上，一边连接在中心竖向主钢管的外周壁上，一边连接在顶板的上表面上。
40.进一步的，上述中心竖向主钢管的内周壁上设有一圈的内加强筋板15，所述内加强筋板包括两个平行间隔设置的圆环片1501和间隔设在两个圆环片之间的多个筋片1502，所述筋片呈多边形，其两个边分别连接在两个圆环片的上、下表面，其中一边连接在中心竖向主钢管的外周壁上。
41.本实用新型海上风电导管架基础过渡段结构的制作方法，其特征在于：所述海上风电导管架基础过渡段结构包括平行间隔设置的顶板、底板和固定穿设在顶板、底板中心
孔内的中心竖向主钢管，以及均布穿设在顶板、底板周侧的若干组支撑柱，所述顶板与底板之间且位于中心竖向主钢管的周侧设有若干个侧边腹板，其中两相邻的侧边腹板之间设有内部支撑板，所述侧边腹板第一端与支撑柱相切，所述侧边腹板第二端与中心竖向主钢管相交，其中与同一支撑柱相切的两相邻侧边腹板关于一个阵列面对称，所述阵列面为中心竖向主钢管与支撑柱的中心线所在面；所述顶板、底板周侧设有三组支撑柱，顶板由一个第一顶板和三个整列的第二顶板构成，底板由一个第一底板和三个整列的第二底板构成，第一顶板和第一底板均呈6边形，第二顶板和第二底板呈具有倒圆角的锐角三角形，支撑柱靠近倒圆角，支撑柱与倒圆角同圆心，三个第二顶板分别与第一顶板的三个边衔接，三个第二底板分别与第一底板的三个边衔接；侧边腹板包括相互并排焊接形成直板的第一侧边腹板和第二侧边腹板，该第一侧边腹板竖立在第一顶板和第一底板之间，该第二侧边腹板竖立在第二顶板和第二底板之间；制作时，预制第一组块和第二组块，该第一组块即包括第一顶板、第一底板和中心竖向主钢管，以及焊接在第一顶板、第一底板之间且位于中心竖向主钢管外周壁的第一侧边腹板；该第二组块即包括第二顶板、第二底板和支撑柱，以及焊接在第二顶板、第二底板之间的第二侧边腹板和内部支撑板；预制第一组块和第二组块时，即将上述第一组块和第二组块的各组件焊接制成第一组块、第二组块，其中第一组块具有一组，第二组块具有两组，第二组块均布设在第一组块的周部后，焊接人员通过侧边腹板上开设的临时人孔进入内部，对第一顶板和第二顶板的接缝处进行焊接，对第一底板和第二底板的接缝处进行焊接，对第一侧边腹板和第二侧边腹板的接缝处进行焊接；对中心竖向主钢管与第一侧边腹板、第一顶板和第二顶板的接缝处进行焊接；最后焊接人员从临时人孔出来后，用铁板焊接封闭临时人孔。
42.进一步的，上述中心竖向主钢管的上端设有法兰盘，在顶板的上表面且位于中心竖向主钢管的外周壁间隔设有若干组外加强筋板，所述外加强筋板包括一截弧形条板和连接在弧形条板与顶板上表面之间的多个筋板片，该弧形条板与顶板上表面平行间隔设置，弧形条板的内周与中心竖向主钢管的外周壁相贴合，筋板片呈多边形，其一边连接在弧形条板的下表面上，一边连接在中心竖向主钢管的外周壁上，一边连接在顶板的上表面上；制作时，在中心竖向主钢管的上端同轴心焊接法兰盘，在顶板的上表面上且位于中心竖向主钢管的外周壁间隔焊接三组外加强筋板，焊接外加强筋板时，先在中心竖向主钢管的外周壁和顶板的上表面上焊接多个筋板片，然后在该些筋板片上焊接弧形条板。
43.进一步的，上述中心竖向主钢管的内周壁上设有一圈的内加强筋板，所述内加强筋板包括两个平行间隔设置的圆环片和间隔设在两个圆环片之间的多个筋片，所述筋片呈多边形，其两个边分别连接在两个圆环片的上、下表面，其中一边连接在中心竖向主钢管的外周壁上；制作时，先在中心竖向主钢管的内周壁上焊接两个平行间隔设置的圆环片，在两个圆环片之间间隔焊接多个筋片。
44.本实用新型的有益效果是：
45.（1）该过渡段结构主要采用平直板、竖板、圆柱筒节间组对焊接方式，结构型式较为简单，加工难度也较小；
46.（2）该过渡段结构整体刚度较大，风机单机容量增加，结构体型变化不大，节约钢材；
47.（3）该过渡段结构的顶板所形成的平面区域，可作为风机厂家设备的布置平台和
维修平台，设备平台空间相对较大，空间可利用率较大；
48.（4）内部支撑板和内部加强环组成的减轻孔，既提供内部焊接作业空间通道，又降低了基础总重量；
49.（5）临时人口的设置，有效解决了由腹板、顶板、底板及中心竖向主钢管形成的封闭空间内无法焊接的难题，且腹板开设临时人孔处的切割板材待内部作业完成后可原位焊接，节省原材料，避免材料浪费。
50.上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。