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原文传递一种环筒钢混组合基础结构及其施工方法

专利名称：	一种环筒钢混组合基础结构及其施工方法
摘要：	本发明属于海洋工程的基础结构技术领域，公开了一种环筒钢混组合基础结构及其施工方法，包括中心点连成圆形的多个钢筒基础，多个钢筒基础彼此焊接在一起，多个筒型基础上部连接钢顶板，钢顶板上设置混凝土板，混凝土板顶面设置外环梁、中环梁、内环梁、混凝土主梁、混凝土次梁，中环梁上部连接混凝土过渡段，混凝土过渡段的上部设置钢制塔筒；其施工方法包括陆上预制、岸边吊装、水上拖航、负压下沉、负压加固等步骤。本发明兼具重力式基础和筒型基础的优点，适用范围广、运输安装方便、可回收利用、承载力高，既可以作为顶承式结构，通过钢制塔筒和直线型过渡段，将上部风机荷载转换为结构可控的拉压应力，又可以作为重力式结构，通过自身的重力来抵抗上部荷载。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津大学
发明人：	张浦阳;许云龙;丁红岩;乐丛欢;郭耀华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910574017.0
公开号：	CN110424443A
代理机构：	天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：	琪琛
分类号：	E02D27/42(2006.01);E;E02;E02D;E02D27
申请人地址：	300350 天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区
主权项：	1.一种环筒钢混组合基础结构，包括多个相同的钢筒基础，其特征在于，多个所述钢筒基础按照其中心点连线在水平面上构成圆形进行排布，多个所述钢筒基础彼此焊接在一起；多个所述钢筒基础顶部共同连接有钢顶板，所述钢顶板上部设置有混凝土板；所述钢顶板中心和所述混凝土板中心均开设有圆形通孔，所述圆形通孔与所述钢筒基础在所述钢顶板和所述混凝土板上的投影不相交；所述混凝土板上部设置有混凝土过渡段，所述混凝土过渡段为圆环截面的直线型薄壁结构，且底部圆环直径大于顶部圆环直径；所述混凝土过渡段的上部设置有钢制塔筒，所述钢制塔筒底部嵌在所述混凝土过渡段内部；所述混凝土板顶面设置有外环梁、中环梁、内环梁；所述外环梁位于所述混凝土板顶面的外侧边缘处；所述中环梁位于所述混凝土板顶面的中部，并设置于所述混凝土过渡段下部；所述内环梁设置于所述混凝土板顶面的所述圆形通孔的边缘处；所述混凝土板顶面径向均匀布置有混凝土主梁，所述混凝土主梁由所述内环梁延伸至所述外环梁；所述混凝土板顶面在每两根相邻的所述混凝土主梁之间径向均匀布置有混凝土次梁，所述混凝土次梁由所述中环梁延伸至所述外环梁。 2.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述钢筒基础的数量为5-8个，相邻两个所述钢筒基础通过其筒裙彼此焊接；所述钢筒基础的半径为3-15m，高度为8-15m。 3.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述钢顶板周边处设置有向上的钢制肋板，所述钢制肋板插入于所述混凝土板和所述外环梁。 4.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述混凝土板与所述钢顶板的轮廓一致，均为圆形或正多边形，所述混凝土板的厚度为0.3-1m。 5.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述钢顶板中心和所述混凝土板的圆形通孔的半径均为钢筒基础1半径的0.2-1.0倍。 6.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述混凝土过渡段为等厚结构，其壁厚为0.5-1.5m，中间分布有预应力钢绞线。 7.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述外环梁的外缘与所述混凝土板外缘齐平，且形状与所述混凝土板的边缘一致；所述外环梁的宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；所述中环梁位于所述混凝土板顶面中部，形状为圆环形，宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；所述中环梁的半径为所述钢制塔筒半径的1-2倍；所述内环梁的内径与所述圆形通孔的直径一致，宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m。 8.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述混凝土主梁的宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；相邻所述混凝土主梁之间的夹角为60度；所述混凝土次梁包括12-18根，每两根相邻的所述混凝土主梁之间布置有2-3根所述混凝土次梁，相邻所述混凝土次梁轴线之间的夹角为20-30度。 9.根据权利要求1所述的一种环筒钢混组合基础结构，其特征在于，所述钢制塔筒为变截面等厚钢管，且底部直径大于顶部直径。 10.一种如权利要求1-9所述的环筒钢混组合基础结构的施工方法，其特征在于，按照如下步骤进行： (1)陆上预制多个所述钢筒基础，并将多个所述钢筒基础按照其中心点连线在水平面上构成圆形进行排布后彼此焊接在一起，之后将多个所述钢筒基础与所述钢顶板进行焊接； (2)将所述钢顶板作为所述混凝土板的底面模板，在所述钢顶板上绑扎钢筋，对所述混凝土板、所述外环梁、所述中环梁、所述内环梁、所述混凝土主梁、所述混凝土次梁以及所述混凝土过渡段一同进行浇筑施工； (3)将上述浇筑施工完成的整体结构吊入水中，检查气密性，在所述混凝土过渡段上安装所述钢制塔筒，并在所述钢制塔筒上安装机头，根据拖航要求调节所述钢筒基础的吃水； (4)将所述环筒钢混组合基础结构和所述机头进行浮运拖航； (5)将所述环筒钢混组合基础结构和所述机头浮运拖航至到指定海域后，先进行自重下沉，再进行负压下沉到指定位置； (6)下沉结束后对所述钢筒基础内部的土体进行加固。
所属类别：	发明专利