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原文传递一种带支撑结构的多筒组合基础结构及其施工方法

专利名称：	一种带支撑结构的多筒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，公开了一种带支撑结构的多筒组合基础结构及其施工方法，基础结构包括按照环形排布且彼此焊接的多个钢筒，多个钢筒上部连接钢顶板，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、第一混凝土次梁、第二混凝土次梁，中环梁上部连接混凝土过渡段，混凝土过渡段内部设置支撑结构；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，又可以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：	丁红岩;陈青山;张浦阳;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：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910574001.X
公开号：	CN110453713A
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：	1.一种带支撑结构的多筒组合基础结构，包括多个相同的钢筒，其特征在于，多个所述钢筒按照其中心点连线在水平面上构成圆形进行排布，多个钢筒彼此焊接在一起；多个所述钢筒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中环梁以内的所述混凝土板顶面上；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第一混凝土次梁和第二混凝土次梁，所述第一混凝土次梁由所述内环梁延伸至所述中环梁，所述第二混凝土次梁由所述中环梁延伸至所述外环梁；所述混凝土过渡段内部设置有支撑结构，所述支撑结构包括上环梁、中环梁、下环梁、竖梁、斜梁；所述上环梁、所述中环梁、所述下环梁分别位于所述混凝土过渡段的侧壁内表面的顶部、中部和下部；所述竖梁的数量与所述混凝土主梁的数量相同，所述竖梁在所述混凝土过渡段侧壁内表面环向均匀布置，且从下到上由所述混凝土主梁延伸至所述上环梁；相邻两根所述竖梁之间交叉设置有所述斜梁。 2.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，其特征在于，所述钢筒的数量为3-10个；所述钢筒的半径为3-15m，高度为5-15m，筒壁厚度为10-50mm。 3.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，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所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，其特征在于，所述混凝土板与所述钢顶板的轮廓一致，所述混凝土板的厚度为0.3-1m。 5.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，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。 6.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，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；所述内环梁位于多个所述钢筒的内切圆内侧，宽度为0.5-2.5m，高度为0.8-1.8m。 7.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，其特征在于，所述混凝土主梁包括4-8根，所述混凝土主梁宽度为0.5-1.5m，高度为0.8-1.8m；所述第一混凝土次梁在每两根相邻的所述混凝土主梁之间布置有1根；所述第二混凝土次梁在每两根相邻的所述混凝土主梁之间布置有2-3根。 8.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，其特征在于，所述支撑结构的所述上环梁、所述中环梁、所述下环梁、所述竖梁、所述斜梁的宽度均为0.2-1.2m，高度均为0.2-1.2m。 9.根据权利要求1所述的一种带支撑结构的多筒组合基础结构，其特征在于，所述支撑结构的所述上环梁、所述中环梁、所述下环梁分别位于所述混凝土过渡段的侧壁内表面的顶部、三分之二高度处和三分之一高度处；所述斜梁包括第一斜梁、第二斜梁和第三斜梁，所述第一斜梁在所述上环梁和所述中环梁之间两两交叉设置，所述第一斜梁的两端分别连接于所述上环梁与所述竖梁的交点处和所述中环梁与所述竖梁的交点处；所述第二斜梁在所述中环梁和所述下环梁之间两两交叉设置，所述第二斜梁的两端分别连接于所述中环梁与所述竖梁的交点处和所述下环梁与所述竖梁的交点处；所述第三斜梁在所述下环梁和所述内环梁之间两两交叉设置，所述第三斜梁由所述下环梁与所述竖梁的交点处延伸而出并止于所述内环梁。 10.一种如权利要求1-9所述带支撑结构的多筒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，并将多个所述钢筒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、所述第一混凝土次梁、所述第二混凝土次梁、所述混凝土过渡段以及混凝土过渡段内部支撑结构一同进行浇筑施工； (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和机头，根据拖航要求调节所述钢筒的吃水； (4)将所述多筒组合基础结构和所述机头进行浮运拖航； (5)将所述多筒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内部的土体进行加固。
所属类别：	发明专利