專利名稱：可自浮拖航的測風塔結構及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種測風塔結構及其施工方法，特別是涉及一種可自浮拖航的測風塔結構及其施工方法。
背景技術：
目前，在海上風電工程中，測風塔結構基礎一般為單樁和多樁基礎。這些基礎通常需要大型安裝設備進行安裝，然后再吊裝塔架部分，使得測風塔的施工成本偏高。發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種能夠明顯降低施工成本的可自浮拖航的測風塔結構及其施工方法。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的第一技術方案是一種可自浮拖航的測風塔結構，包括塔架結構，鋼排結構和錨體結構；所述塔架結構是由鋼管固定連接而成的；所述鋼排結構為由鋼管固定連接而成的排架結構，所述鋼排結構的鋼管上面設有鋼排進水管閥和鋼排排氣管閥；所述錨體結構包括錨筒和導向套筒；若干所述導向套筒均布在所述排架結構的外邊部，每個所述導向套筒均空套在一所述錨筒外，所述錨筒為由筒頂蓋和筒壁構成的倒置筒體結構，所述筒頂蓋設置有錨筒排氣管閥；所述筒壁的頂部和底部分別固接有上、下卡環，所述導向套筒位于所述上、下卡環之間；所述錨筒的頂部通過鋼繩與所述鋼排結構連接；所述塔架結構的底部固接在所述鋼排結構上，且二者的形心和質心在同一鉛垂線上。
所述鋼排結構的鋼管直徑大于等于所述塔架結構的鋼管直徑。
所述鋼排結構為由鋼管按三角形或四邊形組合排列焊接而成的排架結構，所述三角形或四邊形的邊與邊的交匯處由圓鋼管連接。
所述導向套筒的內徑比所述錨筒的外徑大5cm-15cm。
所述塔架結構底部為三角或四角跟開結構，所述塔架結構高度至少為50m。
所述塔架結構的鋼管直徑為IOOmm 500mm，所述鋼排結構的鋼管直徑為500mm 1500mm。
所述鋼排結構為多邊形，所述錨筒結構設置在所述鋼排結構多邊形的角部，所述錨筒結構的個數與所述鋼排結構多邊形的邊數相同，所述錨筒的直徑為Im 6m，所述錨筒的高度為3m 10m。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的第二技術方案是上述可自浮拖航的測風塔結構的施工方法，包括以下步驟
第一步，在陸地將塔架結構、鋼排結構和錨體結構組裝成一體形成測風塔結構；
第二步，關閉測風塔結構上所有的排氣管閥和進水管閥，通過浮吊將測風塔結構吊入水中；
第三步，通過船舶將測風塔結構拖航至指定海域，打開鋼排排氣管閥和鋼排進水管閥，使鋼排結構入水至泥面；
第四步，打開錨筒排氣管閥，使錨筒貫入泥中；
第五步，關閉所有的排氣管閥和進水管閥，測風塔整體安裝結束；
第六步，測風塔結構使用期結束后，打開錨筒排氣管閥，向錨筒內注氣，將其從泥里頂出；打開鋼排排氣管閥和鋼排進水管閥，通過鋼排排氣管閥注氣，通過鋼排排水管閥排水，使鋼排結構的鋼管恢復中空狀態，使整個測風塔結構從泥面升起直至浮出水面；
第七步，通過船舶將測風塔結構拖航至碼頭，檢修保養測風塔結構，待下一次使用。
本發明具有的優點和積極效果是通過采用鋼排結構，能夠實現測風塔結構的拖航運輸。本發明施工簡單、快速，所需施工設備很少，避免了昂貴的海上施工設備，施工成本低、綜合造價低。
圖1為本發明可自浮拖航的測風塔結構的結構示意圖2為圖1的俯視圖3為本發明可自浮拖航的測風塔結構施工方法第五步的示意圖。
圖中1、塔架結構，3、鋼管，3、鋼排進水管閥，4、鋼排排氣管閥，5、錨筒，6、導向套筒，7、卡環，8、鋼繩，9、錨筒排氣管閥，10、吊耳，11、連接環。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下
請參閱圖1 圖2，一種可自浮拖航的測風塔結構包括塔架結構、鋼排結構和錨體結構。
塔架結構1為34t，由若干不同直徑鋼管焊接或螺栓連接而成。
鋼排結構包括若直徑為0. 8m，壁厚為IOmm的鋼管2按三角形或四邊形組合排列焊接而成的排架結構，三角形或四邊形的邊與邊的交匯處由圓鋼管連接。鋼排結構的鋼管上面設置鋼排進水管閥3和鋼排排氣管閥4。塔架結構1的底部與鋼排結構的鋼管焊接成一體，兩者的形心和質心在同一鉛垂線上。
鋼排結構的鋼管直徑應大于等于塔架結構的鋼管直徑。較佳的裝配塔架結構的鋼管直徑為IOOmm 500mm，鋼排結構的鋼管直徑為500mm 1500mm。
錨體結構包括直徑為6m、高度為6m的錨筒5和導向套筒6，錨筒5為由筒頂蓋和筒壁構成的倒置筒體結構，筒頂蓋上設置有錨筒排氣管閥9 ；導向套筒6為中空的筒體結構， 與鋼排結構焊接，通常，導向套筒的內徑應比錨筒的外徑大5cm 15cm。三個導向套筒6均布在排架結構外邊部的角部，每個導向套筒6內均設有一可沿其上下移動的錨筒5，錨筒筒壁的頂部和底部分別固接有上、下卡環7，導向套筒6位于上、下卡環7之間。卡環7為環狀鋼板結構，卡環的最大外徑比導向套筒6的內徑大8cm。錨筒頂部設有吊耳10，鋼排結構上面設有連接環11，吊耳10與連接環11之間設有拉緊鋼繩，錨筒的頂部通過鋼繩與鋼排結構連接，底部通過卡環7約束在導向套筒6內。塔架結構底部為三角跟開結構，塔架結構高度120m。上述塔架結構的高度并不限于120m，但至少應為50m。上述塔架結構底部并不限于三角跟開結構，也可為四角跟開結構。
為三角跟開結構，鋼排結構總體外形尺寸為三角形，邊長為30m，共重210t。錨筒共3個。
上述鋼排結構的外形并不限于三角形，還可以是四邊形等其它多邊形，相應的錨筒的個數應與多邊形的邊數相同，并設置在多邊形的角部。錨筒的較佳規格為直徑為 Im 6m，高度為3m IOm0
上述管閥均指設置在與結構鋼管連通的短管上的閥門。
請參閱圖1 圖3，上述一種新型測風塔結構的施工方法，包括以下步驟
第一步，在岸邊碼頭將測風塔結構的塔架結構，鋼排結構和錨體結構組裝成一體， 其中塔架結構與鋼排結構焊接，錨體結構中的導向套筒與鋼排結構焊接，錨體結構頂部與鋼排結構相連，底部受卡環約束于導向套筒內；
第二步，關閉測風塔基礎結構上所有的排氣管閥和進水管閥，通過浮吊將測風塔結構吊入水中；測風塔鋼排結構的中空體積提供基礎足夠的浮力。
第三步，通過船舶將測風塔結構拖航至指定海域，打開鋼排結構上的排氣管閥和進水管閥，使其失去足夠的浮力而緩慢入水至泥面。
第四步，打開錨筒上的排氣管閥，錨筒將在內外壓力差的作用下貫入泥中，錨筒上部的卡環將限制錨筒的入泥深度，使錨筒一部分入泥，一部分約束在導向套筒之間，限制測風塔結構的側向滑動。
第五步，關閉測風塔結構上所有的排氣管閥和進水管閥，測風塔整體安裝結束。
第六步，測風塔結構使用期結束后，打開錨筒上的排氣管閥，通過向錨筒內注氣， 將其從泥里頂出。打開鋼排結構上的排氣管閥和進水管閥，通過氣閥注氣，通過水閥排水， 使鋼排結構的鋼管恢復中空狀態，隨著鋼排結構提供浮力的增加，整個測風塔基礎結構緩慢從泥面升起直至浮出水面。
第七步，通過船舶將測風塔結構拖航至碼頭，檢修保養測風塔結構，待下一次使用。
盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，包括塔架結構，鋼排結構和錨體結構； 所述塔架結構是由鋼管固定連接而成的；所述鋼排結構為由鋼管固定連接而成的排架結構，所述鋼排結構的鋼管上面設有鋼排進水管閥和鋼排排氣管閥；所述錨體結構包括錨筒和導向套筒；若干所述導向套筒均布在所述排架結構的外邊部，每個所述導向套筒均空套在一所述錨筒外，所述錨筒為由筒頂蓋和筒壁構成的倒置筒體結構，所述筒頂蓋設置有錨筒排氣管閥；所述筒壁的頂部和底部分別固接有上、下卡環， 所述導向套筒位于所述上、下卡環之間；所述錨筒的頂部通過鋼繩與所述鋼排結構連接；所述塔架結構的底部固接在所述鋼排結構上，且二者的形心和質心在同一鉛垂線上。
2.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，所述鋼排結構的鋼管直徑大于等于所述塔架結構的鋼管直徑。
3.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，所述鋼排結構為由鋼管按三角形或四邊形組合排列焊接而成的排架結構，所述三角形或四邊形的邊與邊的交匯處由圓鋼管連接。
4.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，所述導向套筒的內徑比所述錨筒的外徑大5cm 15cm。
5.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，所述塔架結構底部為三角或四角跟開結構，所述塔架結構高度至少為50m。
6.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，所述塔架結構的鋼管直徑為IOOmm 500mm，所述鋼排結構的鋼管直徑為500mm 1500mm。
7.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構，其特征在于，所述鋼排結構為多邊形，所述錨筒結構設置在所述鋼排結構多邊形的角部，所述錨筒結構的個數與所述鋼排結構多邊形的邊數相同，所述錨筒的直徑為Im 6m，所述錨筒的高度為: 10m。
8.根據權利要求1所述的可自浮拖航的測風塔結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，在陸地將塔架結構、鋼排結構和錨體結構組裝成一體形成測風塔結構； 第二步，關閉測風塔結構上所有的排氣管閥和進水管閥，通過浮吊將測風塔結構吊入水中；第三步，通過船舶將測風塔結構拖航至指定海域，打開鋼排排氣管閥和鋼排進水管閥， 使鋼排結構入水至泥面；第四步，打開錨筒排氣管閥，使錨筒貫入泥中； 第五步，關閉所有的排氣管閥和進水管閥，測風塔整體安裝結束； 第六步，測風塔結構使用期結束后，打開錨筒排氣管閥，向錨筒內注氣，將其從泥里頂出；打開鋼排排氣管閥和鋼排進水管閥，通過鋼排排氣管閥注氣，通過鋼排排水管閥排水， 使鋼排結構的鋼管恢復中空狀態，整個測風塔結構從泥面升起直至浮出水面；第七步，通過船舶將測風塔結構拖航至碼頭，檢修保養測風塔結構，待下一次使用。
全文摘要
本發明公開了一種可自浮拖航的測風塔結構，包括塔架結構，鋼排結構和錨體結構；鋼排結構為由鋼管固定連接而成的排架結構，鋼排結構的鋼管上面設有鋼排進水管閥和鋼排排氣管閥；錨體結構包括錨筒和導向套筒；若干導向套筒均布在排架結構的外邊部，每個導向套筒均空套在一錨筒外，錨筒為由筒頂蓋和筒壁構成的倒置筒體結構，筒頂蓋設置有錨筒排氣管閥；筒壁的頂部和底部分別固接有上、下卡環，導向套筒位于上、下卡環之間；錨筒的頂部通過鋼繩與鋼排結構連接；塔架結構的底部固接在鋼排結構上，且二者的形心和質心在同一鉛垂線上。本發明還公開了上述測風塔結構的施工方法。本發明能夠實現測風塔結構的拖航運輸；施工成本低。
文檔編號E04H12/10GK102493703SQ201110359089
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者丁紅巖, 張浦陽, 練繼建 申請人:天津大學