一種新型的海上風機基礎結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種海上風機基礎，適用于海上風力發電行業。
【背景技術】
[0002]隨著風力發電技術的日趨成熟，依靠風力發電來增加能源供應的方式越來越受到世界各國的青睞。當前，全球已經有70多個國家和地區都在不同程度地發展風電，并制定了一系列鼓勵政策來促進風電產業的發展。全球風電產業正以每年25%左右的速度快速增長。
[0003]廣闊的海洋因其擁有豐富、穩定的風能資源，早已引起了人們的關注。但是，由于海上施工作業難度大，復雜多變的海洋環境對機組質量、可靠性的要求更高，運行維護成本高，海上風力發電的發展一直比較緩慢。近年來，隨著歐洲各國陸上風電開發趨于飽和及近海風力發電技術有了突破性進展，海上風電開發開始加速。目前歐洲已建成投產的近海風電場共二十余個，截止到2008年底，世界海上風電裝機總量達到200萬kW。
[0004]我國擁有漫長的海岸線，海域蘊藏有豐富的風能資源，初步資料表明，我國近海風電可開發量為7.5GW。在陸上風電得到快速發展的同時，我國海上風電開發也提上了日程。目前，江蘇、浙江、上海、廣東、河北、福建等沿海省份都制定了各自海上風電發展規劃，并開始有部分海上示范風電場開工建設。隨著國家政策的大力支持，尤其是“海上風電特許權”項目的帶動下，我國海上風電建設進程加快，未來10年內我國海上風電將迎來一個快速發展的時代。
[0005]單粧基礎是適用于海上風電場中最廣泛的一種風機基礎型式，在目前歐洲已建風電場中，單粧基礎所占比例達60%以上，其結構型式為:采用直徑5~7m的鋼管粧打入海床幾十米深，并通過連接段鋼管與上部風機塔筒連接。單粧基礎優點是結構簡單、施工快捷、性價比高。鋼管粧的豎向承載力計算，需要通過試粧試驗進行驗證，但僅僅依靠粧頂加載裝置的監測，很難將粧身受力情況反映出來。同時由于海洋土體的復雜性物理力學性質，故一般需要通過監測鋼管粧身的應力應變來反應粧身受力情況，用以校核及驗證粧基承載力。而普通的測斜管裝置，只能反映粧身的側向傾斜，無法反映粧身豎向受力。
【發明內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型的海上風機基礎結構，具有分布式光纖監測技術，能夠對風機基礎豎向變形進行精確監測，可實現反饋調節，適用性高。
[0007]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:一種新型的海上風機基礎結構，包括基礎管粧，所述基礎管粧內側設有光纖傳感器，所述光纖傳感器沿所述基礎管粧的長度方向安裝在其內壁上，所述光纖傳感器外設有保護角鋼，所述保護角鋼的兩側焊接在所述基礎管粧的內壁上，所述保護角鋼的底部設有角鋼封頭板，所述基礎管粧靠近上部開口處的內壁上設有掛線鉤。
[0008]在采用上述技術方案的同時，本實用新型還可以采用或者組合采用以下進一步的技術方案:
[0009]所述光纖傳感器通過環氧粘接劑粘貼在所述基礎管粧的內壁上，所述光纖傳感器的外側設有金箔紙保護層。
[0010]所述傳感光纖呈螺旋環狀均布在所述基礎管粧的內壁上。
[0011]所述角鋼封頭板包括底部的封頭斜板和封頭平板，所述封頭平板安裝在所述保護角鋼的底部且垂直于所述基礎管粧，所述封頭斜板位于所述保護角鋼的底部外側，且與所述基礎管粧呈一定角度。
[0012]所述基礎管粧的外表面設有輔助土壓力計。
[0013]分布式光纖傳感技術是利用光纖傳感器獲得被測物理量在空降和時間上的連續分布信息，它是目前實現分布式監測主要手段，它以光為載體，光纖為媒介感知和傳輸外界信號(被測量)。可在各類基礎工程中布設各種傳感光纖或傳感元件，形成一個傳感檢測網絡，利用相關的調制解調技術，連續檢測傳感網絡沿線檢測體的相關物理信息，當其發生變化時，檢測系統就能感知它們的分布和大小，從而獲得它們的變化規律。
[0014]本實用新型的有益效果是:1)本實用可通過分布式光纖感應器對風機基礎豎向變形進行精確監測，可實現智能反饋調節，適用性高；2)分布式光纖感應器的安裝、角鋼的固定均在工廠實現，流水線作業，制作速度快，且質量易保證；3)本風機基礎中的分布式光纖感應器價格便宜，數據收集和監測過程全智能化，海上作業量小、作業時間短；4)相對于傳統的點式檢測方式，彌補了傳統電感點式檢測技術的漏監、易干擾、服務年限短及傳輸距離近的不足；5)依據風機基礎的分布式光纖感應器監測的準確數據，可對粧基豎向承載力的進行精確驗算，同時，能夠計算出鋼管粧基豎向承載力中的內摩擦力和外摩擦力比例。6)根據粧身應力的監測值，可進行粧周土的物理力學參數進行準確校核，從而完成整個風機基礎設計流程的閉合。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0016]圖2是圖1其中一段的側視圖。
[0017]圖3是圖1的A-A剖視圖。
[0018]圖4是圖1的B部位放大圖。
[0019]圖5是本實用新型光纖采用環形布置時的管粧的內部結構布置示意圖。
【具體實施方式】
[0020]參照附圖。
[0021]本實用新型的海上風機基礎結構包括基礎管粧1，基礎管粧I內設有光纖傳感器4，光纖傳感器4沿基礎管粧I的長度方向安裝在其內壁上，光纖傳感器4通過環氧粘接劑粘帖在基礎管粧I的內壁上，為防止后續焊接工作產生的焊渣等因素對光纖傳感器4的燙傷，待粘接劑發揮明顯的作用后，在其表面粘貼一層金箔紙保護層進行隔離保護。
[0022]光纖傳感器4外設有保護角鋼2，保護角鋼2的兩側焊接在基礎管粧I的內壁上，保護角鋼2的底部設有角鋼封頭板5，如圖4所示，角鋼封頭板5包括封頭斜板和封頭平板，封頭平板安裝在保護角鋼2的底部且垂直于基礎管粧I，封頭斜板位于保護角鋼2底部的外偵牝且與基礎管粧I呈一定角度。
[0023]對于粧基高精度特殊監測要求時，光纖傳感器4亦可采用螺旋環狀均布在基礎管粧I的內壁上，基礎管粧I靠近上部開口處的內壁上設有掛線鉤3，并把用于后期監測的延伸光纖盤繞固定在其上，防止打粧過程中擊落，在盤繞光纜上覆蓋放火石棉布，用于隔離焊接過程中產生的焊渣。
[0024]基礎管粧I的外表面可以設有輔助土壓力計6。
[0025]角鋼2對觀測通道的保護作用至關重要，因此對角鋼的焊接固定要求較高。角鋼焊接要求沿粧通長滿焊，在焊接完成以后應對焊縫進行檢測，以避免焊縫裂紋、夾雜、氣孔、未焊透、未融合等缺陷。為防止焊接中溫度過高對于埋設于觀測管中的測試光纖傳感器4造成損傷，因此在焊接過程中應分段分時焊接，并同時做降溫處理。所有焊接高度均不小于母材最小壁厚，其中，保護角鋼要求水密焊。
[0026]安裝前需要確認鋼管粧I內部是否存在復雜的支持結構影響光纖傳感器4的布線，同時，光纜在布設過程中需要保持光纜布設方向要與鋼管粧的軸向方向一致。鋼管粧后期需要進行防腐工作中，產生的溫度不能影響已經完全固化的環氧粘接劑。常規的一些環氧粘接劑抗溫范圍80-100度，如果超過這溫度需要采用特殊粘接劑。
【主權項】
1.一種新型的海上風機基礎結構，包括基礎管粧，其特征在于:所述基礎管粧的內壁上布置有光纖傳感器，所述光纖傳感器沿所述基礎管粧的長度方向安裝在其內壁上，所述光纖傳感器外設有保護角鋼，所述保護角鋼的兩側焊接在所述基礎管粧的內壁上，所述保護角鋼的底部設有角鋼封頭板，所述基礎管粧靠近上部開口處的內壁上設有掛線鉤。2.如權利要求1所述的一種新型的海上風機基礎結構，其特征在于:所述光纖傳感器通過環氧粘接劑粘貼在所述基礎管粧的內壁上，所述光纖傳感器的外側設有金箔紙保護層。3.如權利要求1所述的一種新型的海上風機基礎結構，其特征在于:所述傳感光纖呈螺旋環狀均布在所述基礎管粧的內壁上。4.如權利要求1所述的一種新型的海上風機基礎結構，其特征在于:所述角鋼封頭板包括底部的封頭斜板和封頭平板，所述封頭平板安裝在所述保護角鋼的底部且垂直于所述基礎管粧，所述封頭斜板位于所述保護角鋼的底部外側，且與所述基礎管粧呈一定角度。5.如權利要求1所述的一種新型的海上風機基礎結構，其特征在于:所述基礎管粧的外表面設有輔助土壓力計。
【專利摘要】本實用新型提供一種新型的海上風機基礎結構，包括基礎管樁，基礎管樁內側設有光纖傳感器，光纖傳感器沿基礎管樁的長度方向安裝在其內壁上，光纖傳感器外設有保護角鋼，保護角鋼的兩側焊接在基礎管樁的內壁上，保護角鋼的底部設有角鋼封頭板，基礎管樁靠近上部開口處的內壁上設有掛線鉤。本實用可通過分布式光纖感應器對風機基礎豎向變形進行精確監測，可實現智能反饋調節，適用性高；分布式光纖感應器的安裝、角鋼的固定均在工廠實現，流水線作業，制作速度快，且質量易保證。
【IPC分類】E02D33/00
【公開號】CN204849853
【申請號】CN201520464175
【發明人】潘登, 羅金平, 侯靖, 趙生校, 禇衛江, 李煒, 吳家耀
【申請人】中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月29日