一种海上风电桩基础防冲刷装置的制作方法

本发明涉及海上风力发电，具体地，涉及一种海上风电桩基础防冲刷装置。

背景技术：

1、在海上风电场的建设中，海上风电基础的安全稳定性尤为重要。由于海工建筑物的存在会显著改变结构物周围的流场，形成复杂多变的三维流态，在桩前出现下降流和马蹄形漩涡，桩侧沿水流方向流线收缩，桩后尾涡不断生成和脱落。这些流动涡结构和流动特征共同使得床面剪切力增大，从而使得底床床质的输运能力增强，尾涡的不断脱落夹带着部分泥沙并将其输送到下游，最终在结构物周围形成明显的局部冲刷坑。冲刷坑的形成减小了桩基埋深，增大了水平荷载的偏心距，从而削弱了桩基的水平承载力。

2、相关技术中，对于海上风电基础的冲刷防护的措施大部分采用被动防护方法，主要有透水防护架保护、抛投四角混凝土块保护、抛石块然后进行灌浆保护、浇筑混凝土膜袋保护、将基础扩大设置明基床进行保护和最简便的抛石块保护等方法，另外在主动防护措施中也提出如采用设置护圈减冲、自身开缝减冲、设置导流屏减冲、下游设置石板减冲、护坦减冲、墩前设排桩减冲等，但是在实施过程中，以上方法实用性较差，存在防护设计结构复杂、加工和施工难度大、需要后期的维护和填补的问题，成本较高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明实施例提出一种海上风电桩基础防冲刷装置，该海上风电桩基础防冲刷装置结构简单，便于制造和施工，可操作性强，制造成本低，对桩基础的冲刷防护效果好。

3、本发明实施例的海上风电桩基础防冲刷装置，包括：

4、桩基础和筒体，所述筒体套设于所述桩基础；

5、底板，所述底板同轴设于所述筒体并用于支撑于海床，所述底板的顶面同轴设有多个环形带，多个所述环形带用于在所述底板位置对流向所述筒体的海流进行逐次扰流；

6、扰流板，所述扰流板设于所述筒体且沿所述筒体周向间隔设有多个，所述扰流板的两侧设有呈波浪形的扰流面，所述扰流面用于改变流向所述扰流板的海流的流动方向和流动速度，所述扰流板上设有多个贯穿所述扰流面的扰流孔，所述扰流孔用于供部分海流中的海水通过以抑制涡结构的形成。

7、本发明实施例的海上风电桩基础防冲刷装置结构简单，便于制造和施工，可操作性强，且制造成本低，对桩基础的冲刷防护效果好。

8、在一些实施例中，包括扰流件，所述扰流件设于所述底板顶面或所述底板周侧且所述扰流件沿所述筒体周向间隔设有多个，多个所述扰流件用于对所述底板顶部或周侧的海流进行扰流。

9、在一些实施例中，所述扰流件为网箱，所述网箱的底侧设有板体，所述网箱的周侧设有渔网，所述渔网用于供所述海流通过并对海流进行扰流。

10、在一些实施例中，所述筒体的高度尺寸不小于所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸且不小于所述扰流板在所述筒体轴向的高度尺寸，所述筒体的厚度尺寸与所述底板的厚度尺寸相同且所述筒体的厚度尺寸范围为50mm至100mm。

11、在一些实施例中，所述扰流板的两个所述扰流面之间的最小距离不小于50mm，且所述扰流板的两个所述扰流面之间的最大距离不大于100mm。

12、在一些实施例中，所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸不小于所述桩基础直径的0.5倍，和/或，所述筒体的内直径与所述桩基础的直径的差不大于0.5m。

13、在一些实施例中，所述扰流板的数量不少于4个，且所述扰流板上设置的扰流孔的数量不少于4个，和/或，多个所述扰流孔的截面为圆形、方形、矩形、三角形、带圆角的矩形和花瓣形中的任意一种或几种。

14、在一些实施例中，所述筒体、所述底板和所述扰流板一体成型，或，所述筒体包括多个用于拼装形成所述筒体的弧形板，所述底板包括多个用于拼装形成所述底板的扇形板，所述弧形板与所述扇形板一一对应且固定连接，所述弧形板的数量与所述扰流板的数量相同，且所述扰流板一一对应设于所述弧形板。

15、在一些实施例中，所述底板的直径不小于所述筒体的直径与所述扰流板在所述筒体的径向的长度尺寸之和，和/或，所述底板的侧面为倾斜设置的斜面，所述斜面用于对流向所述底板的海流进行导流以减少海流在所述底板周侧对海床的侵蚀。

16、在一些实施例中，所述扰流板在所述筒体轴向的高度尺寸小于所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸，且所述扰流板在所述筒体轴向的高度尺寸不小于所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸的一半。

技术特征：

1.一种海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，包括扰流件，所述扰流件设于所述底板顶面或所述底板周侧且所述扰流件沿所述筒体周向间隔设有多个，多个所述扰流件用于对所述底板顶部或周侧的海流进行扰流。

3.根据权利要求2所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述扰流件为网箱，所述网箱的底侧设有板体，所述网箱的周侧设有渔网，所述渔网用于供所述海流通过并对海流进行扰流。

4.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述筒体的高度尺寸不小于所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸且不小于所述扰流板在所述筒体轴向的高度尺寸，所述筒体的厚度尺寸与所述底板的厚度尺寸相同且所述筒体的厚度尺寸范围为50mm至100mm。

5.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述扰流板的两个所述扰流面之间的最小距离不小于50mm，且所述扰流板的两个所述扰流面之间的最大距离不大于100mm。

6.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸不小于所述桩基础直径的0.5倍，和/或，所述筒体的内直径与所述桩基础的直径的差不大于0.5m。

7.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述扰流板的数量不少于4个，且所述扰流板上设置的扰流孔的数量不少于4个，和/或，多个所述扰流孔的截面为圆形、方形、矩形、三角形、带圆角的矩形和花瓣形中的任意一种或几种。

8.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述筒体、所述底板和所述扰流板一体成型，或，所述筒体包括多个用于拼装形成所述筒体的弧形板，所述底板包括多个用于拼装形成所述底板的扇形板，所述弧形板与所述扇形板一一对应且固定连接，所述弧形板的数量与所述扰流板的数量相同，且所述扰流板一一对应设于所述弧形板。

9.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述底板的直径不小于所述筒体的直径与所述扰流板在所述筒体的径向的长度尺寸之和，和/或，所述底板的侧面为倾斜设置的斜面，所述斜面用于对流向所述底板的海流进行导流以减少海流在所述底板周侧对海床的侵蚀。

10.根据权利要求1所述的海上风电桩基础防冲刷装置，其特征在于，所述扰流板在所述筒体轴向的高度尺寸小于所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸，且所述扰流板在所述筒体轴向的高度尺寸不小于所述扰流板在所述筒体径向的长度尺寸的一半。

技术总结本发明公开了一种海上风电桩基础防冲刷装置，涉及海上风力发电技术领域。本发明的海上风电桩基础防冲刷装置包括桩基础、筒体、底板和扰流板，所述筒体套设于所述桩基础，所述底板同轴设于所述筒体并用于支撑于海床，所述底板的顶面同轴设有多个环形带，所述扰流板设于所述筒体且沿所述筒体周向间隔设有多个，所述扰流板的两侧设有呈波浪形的扰流面，所述扰流面用于改变流向所述扰流板的海流的流动方向和流动速度，所述扰流板上设有贯穿所述扰流面的扰流孔，所述扰流孔用于供部分海流中的海水通过以抑制涡结构的形成。本发明的海上风电桩基础防冲刷装置结构简单，便于制造和施工，可操作性强，且制造成本低，对桩基础的冲刷防护效果好。技术研发人员：李会,邱旭,刘鑫,姚中原,赵剑剑,马文冠,赵昊,胡皓,施俊佼受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27