锥形浮箱式沉锚基础结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种锥形浮箱式沉锚基础结构。


背景技术：

2.目前,我国光伏发电站建设逐步由陆地走向水域，由地面向广阔水面推进,项目单体建设规模逐步增大，水上光伏建设面临的水文气象及地质条件趋于严峻，导致光伏支架基础施工难度、建设周期、投资占比不断提高，严重制约光伏项目开发。利用水库、湖泊、鱼塘、河道、采矿塌陷区等水域进行水上光伏项目开发，可供布置面积、安装容量较大，而且水面开阔光照遮挡少、较为通风可为光伏组件降低工作升温，并可利用水面反射辐射，相比陆地光伏大大增加了发电效率。
3.已建水面光伏电站项目主要分为：1、桩柱一体固定式光伏电站；2、具有多套锚固系统的漂浮式光伏电站。桩柱一体固定式光伏电站适用水深有限，一般水深不超过14m左右，且为铺开工作面往往需设置施工围堰、抽干湖水，对水域的渔业养殖和生态环境造成不利影响；而且桩基需进入承载力较好的地基持力层，表面软弱土层较厚的区域该方案经济适用性不高。而对于具有多套锚固系统的漂浮式光伏电站，其适用水深约5-30m，但随水深增加，所需锚固系统数量不断增加，单个锚固系统施工定位越发困难，若增大单个锚固系统回复力，则所需吊装能力大大增加。水面开阔的水库、湖泊、河道、采矿塌陷区等内河场地因长期浸泡，往往淤泥、粉质黏土等软弱土层较厚，若采用桩柱一体固定式方案，则桩基所需嵌固长度大，经济性不高。同时考虑到一般水库、湖泊、河道、采矿塌陷区等内河场地缺乏完善的码头、港口设施，大型施工船舶难以进场作业，严重制约了大型锚固系统的工程应用。为了克服传统固定式光伏电站、具有多套锚固系统的漂浮式光伏电站的工程应用的局限性，故而设计一种锥形浮箱式沉锚基础结构。


技术实现要素：

4.本实用新型对上述问题进行了改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种锥形浮箱式沉锚基础结构，可适用于水面开阔的水库、湖泊、河道、采矿塌陷区等表面软弱土层较厚的水域环境，可不依赖大型施工船舶机械，方案技术可靠、安全性高，并且施工方便、场地适用性高。
5.本实用新型是这样构成的，它包括顶部具有开口的箱体以及设置于箱体底部的冲击锥尖，所述箱体两侧上、下部分别对称设置有牛腿梁和拉环板。
6.进一步的，所述箱体内部靠近开口处的位置设置有至少一个横梁。
7.进一步的，每侧的牛腿梁与拉环板之间设置有运输浮体。
8.进一步的，运输浮体采用型钢桁架或绳索环绕固定，型钢桁架或绳索的一端固定于牛腿梁上，绳索的另一端固定于拉环板上。
9.进一步的，所述箱体外侧设有牵引绳索。
10.进一步的，所述牛腿梁、拉环板截面呈u型。
11.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本装置通过在沉锚基础下沉阶段，采用水枪向箱体的开口顶部注水，不断调节箱体的竖向姿态，注入箱体内部的水使沉锚基础结构不断下沉，最终完全沉没，并以一定加速度快速下沉，依靠较大的能量使得沉锚基础结构最终下沉至基础稳定的深度；通过冲击锥尖的设计，当沉锚基础结构接触土体后，冲击锥尖更容易进入土层，整体结构重力势能和动能转化为冲击锥尖克服土层摩擦和支撑力做功的能量，使得沉锚基础结构继续下沉至一定深度，可最大限度穿透软弱土层，进入物理性能更好的持力层，相比常规重力式锚块基础，沉锚基础可获得更大竖向、抗拔和水平承载力。同时又因下沉入泥深度较大，可有效降低泥面处水流荷载，提高沉锚基础整体稳定性。
12.本装置结构简洁，便于批量化生产，通过优化和设计调整，锥形浮箱式沉锚基础可根据需要做到大型化，对施工船舶和机械要求较低，能够适用于各类水域环境，并且大型化的锚固系统可为漂浮式光伏方阵提供较大回复力，有利于减少锚固系统的数量、避免锚绳缠绕，可节省安装周期，同时降低了施工和运维管理的难度。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例沉锚基础结构示意图；
14.图2为本实用新型实施例带运输浮体及浮体固定架的沉锚基础结构示意图；
15.图3为本实用新型实施例沉锚基础及运输结构内部示意图；
16.图中：1-箱体，11-开口，2-冲击锥尖，3-牛腿梁，4-拉环板，5-运输浮体，6-横梁，7-型钢桁架主梁，8-型钢桁架次梁。
具体实施方式
17.针对采用型钢桁架固定运输浮体的实施例，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
18.实施例：参考附图1-3所示，本实施例中，提供一种锥形浮箱式沉锚基础结构，包括顶部具有开口11的箱体1以及设置于箱体底部的冲击锥尖2，所述箱体两侧上、下部分别对称设置有牛腿梁3和拉环板4。
19.上述的冲击锥尖可以呈棱锥型或圆锥形，沉锚基础结构在下沉过程中，冲击锥尖先与泥面接触，沉锚基础结构接触土体后，整体结构重力势能和动能转化为冲击锥尖克服土层摩擦和支撑力做功的能量，使得沉锚基础结构继续下沉一定深度。
20.依赖冲击锥尖的作用，相比常规平底式结构，由冲击锥尖、箱体形成的沉锚基础结构可最大限度穿透软弱土层，进入物理性能更好的持力层。待沉锚基础结构下沉稳定后，依赖沉锚基础结构端部土层提供的端阻力，和已经进入土层的沉锚基础结构四周土层提供的侧摩阻力，相比常规重力式锚块基础，沉锚基础可获得更大竖向、抗拔和水平承载力。同时又因下沉入泥深度较大，可有效降低泥面处水流荷载，提高沉锚基础整体稳定性。
21.上述的箱体除顶部开口以外，其余各面均密闭隔水，箱体置于水中可为沉锚基础结构提供浮力，箱体自身重量，可为下沉阶段提供一定重力势能。
22.上述的牛腿梁为内侧具有开口的梁板式结构，其布置在横梁所在的高程附件位置，牛腿梁的上部与箱体侧壁连接处设置端部放大加强结构，即牛腿梁的上部与箱体侧壁连接的位置宽度更大，使其与箱体的接触面积更大，连接更牢靠。
23.上述的拉环板布置在箱体的底板所在的高程位置附件，其也可以设计为内侧开口的梁板式结构，亦可为由预埋钢管连接形成的类半圆结构。
24.在本实施例中，为了加强箱体的结构强度、刚度，所述箱体内部靠近开口处的位置设有两个横梁6。
25.在本实施例中，每侧的牛腿梁与拉环板之间设置有运输浮体5。
26.上述的运输浮体采用型钢桁架固定，该型钢桁架主梁7的一端固定于牛腿梁上，桁架主梁7的另一端固定于拉环板上。
27.进一步的，型钢桁架主梁7与牛腿梁、拉环板的连接可采用螺栓连接、焊接、绑扎连接等方式。
28.进一步的，用一根或多根型钢桁架次梁8将相邻型钢桁架主梁相连接，用以加强型钢整体结构强度。
29.运输时，根据实际需要，选择是否绑扎运输浮体。若绑扎运输浮体，可将运输浮体布置在牛腿梁下方并与箱体外壁紧贴，并通过型钢桁架或绳索将运输浮体牢靠绑扎于牛腿和拉环上。
30.在本实施例中，所述箱体外侧设有型钢桁架。
31.在绑扎运输浮体时，可以预留水平方向的绳索作为牵引绳索，以便小型船舶或机械通过牵引绳索拖航。
32.在本实施例中，所述牛腿梁、拉环板截面呈u型。
33.在本实施例中，工作时，在初始状态下，依赖箱体内部的空腔，使得锥形浮箱式沉锚基础结构具备一定储备浮力和初稳性，当条件适合时也可不依赖运输浮体，直接由小型船舶或机械拖航至预定位置。
34.当处于沉锚基础下沉阶段，通过水枪向箱体的开口顶部注水，不断调节箱体的竖向姿态，注入箱体内部的水使沉锚基础结构不断下沉，最终完全沉没，并以一定加速度快速下沉，冲击锥尖先插入土层，接着不断向下且与水底较软的土体接触，依靠较大的能量使得沉锚基础结构最终下沉至基础稳定的深度。
35.通过优化和设计调整，锥形浮箱式沉锚基础可根据需要做到大型化，对施工船舶和机械要求较低，能够适用于各类水域环境，并且大型化的锚固系统可为漂浮式光伏方阵提供较大回复力，有利于减少锚固系统的数量、避免锚绳缠绕，可节省安装周期，同时降低了施工和运维管理的难度。
36.上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
37.同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺丝或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
38.如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
39.另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
40.本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
41.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种锥形浮箱式沉锚基础结构，其特征在于，包括顶部具有开口的箱体以及设置于箱体底部的冲击锥尖，所述箱体两侧上、下部分别对称设置有牛腿梁和拉环板。2.根据权利要求1所述的一种锥形浮箱式沉锚基础结构，其特征在于，所述箱体内部靠近开口处的位置设置有至少一个横梁。3.根据权利要求1所述的一种锥形浮箱式沉锚基础结构，其特征在于，每侧的牛腿梁与拉环板之间设置有运输浮体。4.根据权利要求3所述的一种锥形浮箱式沉锚基础结构，其特征在于，运输浮体采用型钢桁架或绳索环绕固定，该绳索的一端固定于牛腿梁上，绳索的另一端固定于拉环板上。5.根据权利要求1所述的一种锥形浮箱式沉锚基础结构，其特征在于，所述箱体外侧设有牵引绳索。6.根据权利要求1所述的一种锥形浮箱式沉锚基础结构，其特征在于，所述牛腿梁、拉环板截面呈u型。

技术总结
本实用新型涉及一种锥形浮箱式沉锚基础结构，包括顶部具有开口的箱体以及设置于箱体底部的冲击锥尖，所述箱体两侧上、下部分别对称设置有牛腿梁和拉环板。本实用新型结构简单，设计合理，局限性小，施工方便，通用性强，有效提高基础结构的稳定性，可适用于水面开阔的水库、湖泊、河道、采矿塌陷区等表面软弱土层较厚的水域环境，同时可不依赖大型施工船舶机械，方案技术可靠、安全性高，场地适用性高。场地适用性高。场地适用性高。


技术研发人员：郑俨刚 甘毅 贺正兴 张金福 王桂兰 胡雪扬
受保护的技术使用者：福建省水利水电勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/6/1