專利名稱：用于離岸風力發(fā)電機的單樁地基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樁柱基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是風力發(fā)電機地基的主要結(jié)構(gòu)的一部 分，并且優(yōu)選地具有焊接的法蘭連接，并且通過借助沖擊錘的打入或者借助振動器的振動 而被安裝到軟土中。由于樁柱打入或振動期間的極高安裝負載，因此不能夠?qū)⒏浇友b置預 先安裝到地基，所述附接裝置如登船平臺、進入爬梯、平臺、J/I管、起重架、助航設備、陰極 防蝕系統(tǒng)等，這些都是風力發(fā)電設備的次要結(jié)構(gòu)的元件。
背景技術(shù)：
包括一個或多個樁柱的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也被稱為樁柱型地基，無論其是由管狀區(qū)段所構(gòu) 成還是由實心區(qū)段所構(gòu)成或者甚至是由管狀區(qū)段和實心區(qū)段的組合所構(gòu)成，根據(jù)所知大多 用于在海上(即離岸)建立起用于風力發(fā)電機的地基。這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括主要結(jié)構(gòu)和次要 結(jié)構(gòu)。主要結(jié)構(gòu)是執(zhí)行風力發(fā)電機自身負載承載的結(jié)構(gòu)。主要結(jié)構(gòu)還是一種承載來自于 波浪、海流、地顫動的負載以及其它由海洋或地面引起的負載，來自于風在風力發(fā)電機葉輪 上的彎曲轉(zhuǎn)矩的負載，或者來自于雪崩、滑石的負載或者其它這種環(huán)境負載的結(jié)構(gòu)，所述負 載的大小與風力發(fā)電機自身負載相當。次要結(jié)構(gòu)不執(zhí)行風力發(fā)電機自身或者上面提到其它負載的負載承載。次要結(jié)構(gòu)執(zhí) 行在風力發(fā)電機地基安裝期間所使用的以及在風力發(fā)電機運行壽命期間所使用的不同維 修設備的負載承載。這些設備可以是登船平臺、進入爬梯、平臺、J/I管、起重架、助航設備、 陰極防蝕系統(tǒng)等。次要結(jié)構(gòu)通過接合件(例如墊板)而被安裝到一個或多個管狀區(qū)段。接合件通常 焊接到管狀區(qū)段。焊接到管狀區(qū)段耗費時間，而且還會破壞地基的機械完整性，無論是在地 基的建立期間還是在地基隨后的服務壽命期間。另外一種公知的技術(shù)方案是包含具有灌漿過渡件的單樁。過渡件是主要結(jié)構(gòu)的一 部分。所有的次要結(jié)構(gòu)都焊接或安裝到該過渡件。然而，該公知的技術(shù)方案的缺點很多。在 安裝期間需要額外的起重機以用于過渡件。在深水的情況下，水下附接裝置(例如J/I管 以及陰極防蝕系統(tǒng))必須在將單樁打入地面之后附接到單樁、由此包含有昂貴的潛水員作 業(yè)并且需要將墊板焊接到單樁，或者過渡件必須延伸到海床由此增加了灌漿密封失效的風 險。灌漿連接裝置必須在風力發(fā)電機安裝之前進行硬化，這會花費幾天時間。由此，接合件(例如墊板)的數(shù)目和接合件的位置以及這些接合件的焊縫必須被 仔細地選擇出來、設計尺寸以及建立起來，從而避免損害管狀區(qū)段的機械完整性。另一方 面，接合件的位置必須被設置成使得接合件能夠?qū)⒋我Y(jié)構(gòu)支承在適當?shù)乃礁叨?、支?在充分的基部以及支承在能夠接觸到接合件的位置。US 7，198，453公開了一種基于樁柱的結(jié)構(gòu)性支承裝置，該裝置包括多個支腿，以 用于支承風力發(fā)電機。風力發(fā)電機包括基座、渦輪發(fā)電機以及葉片機構(gòu)。支腿被配置成圓頂 形(tee-pee)配置，從而使得基座的覆蓋區(qū)域(footprint)大于相對端部的覆蓋區(qū)域。這種結(jié)構(gòu)性支承裝置能夠被用作離岸平臺的基座，原因是支承裝置減小了由波動作用引起的 支承裝置上的側(cè)向力。接合件被安裝到圓錐形配置的支腿。EP 1770276公開了一種用于安裝離岸風力發(fā)電機系統(tǒng)的方法，該方法包括將圓柱 環(huán)形單樁打入到地面中。單樁包括凸緣部，該凸緣部被配置成支承風力發(fā)電機塔架。凸緣 部從單樁的邊緣表面徑向地延伸。該方法進一步包括將風力發(fā)電機塔架直接安裝到單樁， 以及風力發(fā)電機被單樁的凸緣部所支承。沒有次要結(jié)構(gòu)被顯示作為地基的一部分。由此，不幸地，關(guān)于優(yōu)選地通過焊接而被安裝到管狀區(qū)段的接合件 而言，不能不考 慮設計以及材料因素。同時，當將次要結(jié)構(gòu)安裝到管狀區(qū)段時，存在著損壞管狀區(qū)段上的任意涂層(例 如防腐蝕漆)的風險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是建立一種用于風力發(fā)電機塔架的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，尺寸和/ 或材料的選擇可以進行優(yōu)化，而不會損害基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的機械完整性。本發(fā)明的另一個目的是 提供一種用于安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法，其中安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的時間和工作都得以減少。由此，本發(fā)明的整體目的是提供一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及一種用于安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方 法，它們以單獨方式或者以組合方式降低了建立用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的成本。上面提到的目的可以通過一種方法而獲得，該方法包括以下步驟將接合件安裝 到次要結(jié)構(gòu)，將該接合件安裝到次要結(jié)構(gòu)最好通過焊接或者螺栓連接而建立完成，如果基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)被安裝在海上的話最好在海平面上方將接合件安裝到次要結(jié)構(gòu)；并且沒有將接合件 安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的樁柱，當接合件通過固定裝置而被安裝到主要結(jié)構(gòu)時，至少 減少了接合件的數(shù)目和/或降低了對主要結(jié)構(gòu)的機械完整性的損害以及由此降低了對主 要結(jié)構(gòu)的強度和耐用性的損害，所述固定裝置涉及與樁柱的機械或者熱致材料結(jié)合。通過在將接合件安裝到主要結(jié)構(gòu)時減少接合件的數(shù)目和/或降低對機械完整性 的損害以及由此降低對主要結(jié)構(gòu)的強度和耐用性的損害，那么除了關(guān)于在打入或振動樁柱 期間所引起的純機械應力的因素以及關(guān)于風力發(fā)電機操作期間純機械應力的因素之外，設 計以及材料因素可以完全地不考慮樁柱的機械完整性。關(guān)于疲勞引起的應力因素是非常有 限的。上述目的還可通過一種方法而獲得，該方法包括以下步驟將接合件安裝到次要 結(jié)構(gòu)，將該接合件安裝到次要結(jié)構(gòu)是通過機械操作(例如形成用于螺栓或鉚釘?shù)目?或者 通過熱致材料結(jié)合而建立，以及將風力發(fā)電機塔架安裝到主要結(jié)構(gòu)，以及安裝次要結(jié)構(gòu)從 而構(gòu)成樁柱和風力發(fā)電機塔架之間的中間結(jié)構(gòu)。安裝次要結(jié)構(gòu)從而構(gòu)成中間結(jié)構(gòu)的可選擇方案是次要結(jié)構(gòu)可被安裝成能夠構(gòu)成 在實體上與主要結(jié)構(gòu)分開的結(jié)構(gòu)。由此，次要結(jié)構(gòu)可被主要結(jié)構(gòu)所支承而不會在實體上緊 固到主要結(jié)構(gòu)，即不會通過螺栓、鉚釘、焊接或者類似緊固裝置而附接到主要結(jié)構(gòu)。次要結(jié)構(gòu)構(gòu)成中間結(jié)構(gòu)導致了次要結(jié)構(gòu)能夠被樁柱所支承而不需要將次要結(jié)構(gòu) 焊接、螺栓連接、鉚接或者灌漿到樁柱。次要結(jié)構(gòu)至少僅僅被樁柱所支承，并且也許次要結(jié) 構(gòu)還被安裝到樁柱，然而不需要焊接來進行安裝。通過僅僅將次要結(jié)構(gòu)支承到樁柱、以及有可能將次要結(jié)構(gòu)安裝到樁柱，那么除了關(guān)于在打入或振動樁柱期間所引起的純機械應力的因素以及關(guān)于風力發(fā)電機操作期間純 機械應力的因素之外，設計和材料因素可以完全地不考慮樁柱的機械完整性。關(guān)于疲勞引 起的應力的因素不是必要的，或者至少關(guān)于疲勞引起的應力的因素是非常有限的。根據(jù)一種依據(jù)本發(fā)明中建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方法，在樁柱上建立次要結(jié)構(gòu)的支承 件，優(yōu)選地通過使次要結(jié)構(gòu)沿著樁柱向下滑動。當次要結(jié)構(gòu)被支承在樁柱上時，無論是在樁 柱的最頂部上、還是沿著樁柱的向上延伸部分、或是所述兩個支承位置，滑動都被終止。
在次要結(jié)構(gòu)的滑動期間，次要結(jié)構(gòu)的內(nèi)周與樁柱的外周之間存在空隙。該空隙優(yōu) 選地至少為50mm，進一步優(yōu)選為至少100mm，可能地至少150mm。通過在滑動期間在次要結(jié) 構(gòu)和樁柱之間建立大的空隙，兩者之間相互刮擦的風險被消除或者至少該風險被極大地降 低。根據(jù)本發(fā)明的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的特征在于次要結(jié)構(gòu)包括支承元件用于將次要結(jié)構(gòu)支承 到樁柱、以及優(yōu)選地將次要結(jié)構(gòu)安裝到樁柱；并且該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進一步包括接合件，用于將附 加結(jié)構(gòu)安裝到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；并且其中至少大部分所述接合件、優(yōu)選地全部接合件都通過機械 緊固(例如螺栓及螺母或者鉚釘)或者通過材料結(jié)合方式(例如焊接或灌漿)而被附接到 次要結(jié)構(gòu)。通過使作為主要結(jié)構(gòu)的一部分的樁柱上不具有接合件，那么除了關(guān)于在打入或振 動樁柱期間所引起的純機械應力的因素以及關(guān)于風力發(fā)電機操作期間純機械應力的因素 之外，設計和材料因素可以完全地不考慮樁柱的機械完整性。關(guān)于疲勞引起的應力的因素 不是必要的，或者至少關(guān)于疲勞引起的應力的因素是非常有限的。根據(jù)次要結(jié)構(gòu)的可能實施例，次要結(jié)構(gòu)的支承元件是凸緣，所述凸緣在樁柱的頂 部凸緣與風力發(fā)電機塔架的底部凸緣之間延伸，當風力發(fā)電機塔架被安裝到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時， 所述次要結(jié)構(gòu)的凸緣被設置在樁柱頂部凸緣與風力發(fā)電機塔架底部凸緣的中間。作為次要結(jié)構(gòu)支承元件的凸緣使得支承結(jié)構(gòu)能夠容易地被樁柱所支承。如果次要 結(jié)構(gòu)的凸緣對應管狀結(jié)構(gòu)的頂部凸緣和風力發(fā)電機塔架的底部凸緣，那么通過與用于將風 力發(fā)電機塔架安裝到樁柱的相同螺栓和螺母，可以將次要結(jié)構(gòu)的凸緣安裝到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可選擇地包括次要結(jié)構(gòu)的支承元件，該支承元件是中間管 狀區(qū)段，所述中間管狀區(qū)段在樁柱與風力發(fā)電機塔架之間延伸，當風力發(fā)電機塔架被安裝 到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，所述中間管狀區(qū)段可選擇地作為風力發(fā)電機塔架的一部分。中間管狀區(qū)段可以是主要結(jié)構(gòu)的一部分并且通常是主要結(jié)構(gòu)的一部分，并且由此 必須滿足主要結(jié)構(gòu)苛刻的設計和材料情況。然而，該樁柱(即，并非中間管狀區(qū)段、而是被 打入或者振動到地面中的樁柱)仍然不具有任何接合件及次要結(jié)構(gòu)。由此，除了關(guān)于在打入或振動樁柱期間引起的純機械應力的因素以及關(guān)于風力發(fā) 電機操作期間純機械應力的因素之外，設計和材料因素可以完全地不考慮樁柱的機械完整 性。關(guān)于疲勞引起的應力的因素不是必要的，或者至少關(guān)于疲勞引起的應力的因素是非常 有限的。與支承元件(例如前面提到的次要結(jié)構(gòu)凸緣)相比，中間管狀區(qū)段除了其它優(yōu)點 之外還具有開關(guān)裝置、地面控制器或者其它設備可以預先安裝到中間管狀區(qū)段中的優(yōu)點。 通過上面的內(nèi)部平臺，開關(guān)裝置、地面控制器以及其它設備得以保護來抵抗壞天氣。該平臺 在機塔安裝期間也被使用。
該優(yōu)點由此帶來了進一步的優(yōu)點，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安裝之后能夠立即直接安裝動力線 纜。在風力發(fā)電機安裝之前，所有的線纜工作都能夠準備妥當。安裝在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的所有助 航系統(tǒng)和其它電力設備都能夠在岸上被預先安裝、預先連接到地面控制器以及進行測試。 這使得實際的風力發(fā)電機安裝更加快速。根據(jù)中間管狀區(qū)段、樁柱以及風力發(fā)電機塔架的第一個可行實施例，中間管狀區(qū) 段具有被安裝到樁柱頂部凸緣的底部凸緣，并且中間管狀區(qū)段還具有頂部凸緣，當風力發(fā) 電機塔架被安裝到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，風力發(fā)電機塔架 的底部凸緣安裝到中間管狀區(qū)段的頂部凸 緣上。用于將中間管狀區(qū)段底部安裝到被打入或振動到地面中的樁柱頂部的凸緣，以及 用于將風力發(fā)電機塔架底部安裝到中間管狀區(qū)段頂部的凸緣，建立了一種公知的方法，該 方法優(yōu)選地通過螺栓和螺母而將風力發(fā)電機的各個部件相互安裝。用于將中間管狀區(qū)段底部安裝到被打入或振動到地面中的樁柱的頂部的凸緣，或 者用于將中間管狀區(qū)段頂部安裝到風力發(fā)電機塔架底部的凸緣，建立了一種公知的方法， 該方法優(yōu)選地通過螺栓和螺母而將風力發(fā)電機的各個部件相互安裝。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，次要結(jié)構(gòu)中至少一個區(qū)段沿著基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)樁柱的向上延伸 部分向下延伸，并且該次要結(jié)構(gòu)的該區(qū)段通過側(cè)向支承元件而被側(cè)向地支承在樁柱的外周 上，所述側(cè)向支承元件構(gòu)成了次要結(jié)構(gòu)向下延伸的區(qū)段與樁柱向上延伸部分之間的減摩元 件。靠著向上延伸樁柱而側(cè)向地支承次要結(jié)構(gòu)向下延伸區(qū)段的減摩元件能夠在次要 結(jié)構(gòu)沿著樁柱向下滑動之后減小對樁柱和次要結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕或者其它機械損害的風險。即 便次要結(jié)構(gòu)沿著樁柱的滑動導致了次要結(jié)構(gòu)與樁柱之間的相互鄰接，樁柱上的任何涂層也 可以保持完整無損。根據(jù)減摩元件的第一個可能實施例，減摩元件是在樁柱外周的至少一部分與次要 結(jié)構(gòu)內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個大體彈性體元件。根據(jù)減摩元件的第二個可能實施例，減摩元件是在樁柱外周的至少一部分與次要 結(jié)構(gòu)內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個大體剛性元件。根據(jù)減摩元件的第三個可能實施例，減摩元件是在樁柱外周的至少一部分與次要 結(jié)構(gòu)內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個大體垂直滾動元件。根據(jù)減摩元件的第四個可能實施例，減摩元件是在樁柱外周的至少一部分與次要 結(jié)構(gòu)內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個珠子或唇狀元件或舌狀元件。減摩元件的不同可能實施例都具有單獨的優(yōu)點。彈性體元件極有彈性并且能夠很 大程度地降低對樁柱上涂層的損壞風險。剛性元件在較小程度上降低了對樁柱上涂層的損 壞風險，但是在次要結(jié)構(gòu)的滑動期間以及可能地還在風力發(fā)電機的運行壽命期間能夠更加 耐用。垂直滾動元件將會極大程度地降低對樁柱上涂層的損壞風險，但是至少在風力發(fā)電 機的運行壽命期間較為不耐用。多個珠子或者唇狀元件或者舌狀元件可被形成以及材料可 被選擇成使得在次要結(jié)構(gòu)的滑動期間耐用性和減摩性都能夠得到優(yōu)化，而且使得耐用性在 風力發(fā)電機的運行壽命期間得到優(yōu)化，或者至少使得耐用性在滑動期間以及風力發(fā)電機的 運行壽命期間達到最大化。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，其中次要結(jié)構(gòu)的向下延伸區(qū)段沿著管狀結(jié)構(gòu)的向上延伸部分延伸，沿著次要結(jié)構(gòu)的所述區(qū)段的內(nèi)周的至少一部分設置有至少一個夾具，所述夾 具被夾緊，從而將次要結(jié)構(gòu)的向下延伸區(qū)段側(cè)向地緊固到樁柱的外周。用于使次要結(jié)構(gòu)圍繞著樁柱緊固的夾具是一種將兩個結(jié)構(gòu)側(cè)向地緊固在一起的 容易且安全的方式。這種夾具的耐用性在風力發(fā)電機的運行壽命期間可能是過度的。在次 要結(jié)構(gòu)與樁柱之間依舊設置減摩元件的可能性確保了管狀結(jié)構(gòu)的涂層能夠保持成不受損 壞，無論是在次要結(jié)構(gòu)沿著樁柱的滑動期間還是在風力發(fā)電機的運行壽命期間?？傊瑢嵤┍景l(fā)明的一個或多個方面包括了與技術(shù)、功能以及經(jīng)濟性有關(guān)的不同 優(yōu)點。在功能上以及經(jīng)濟上，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的建立是快速且容易的，有可能僅僅涉及兩次借 助起重架的提升。在一些情況下、例如在橡膠滾筒的情況下，灌漿連接可以省略。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 在單樁的打入或振動之后立即為風力發(fā)電機塔架的安裝做好準備。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為具有全部附 接裝置的次要結(jié)構(gòu)的安裝做好準備。不再需要陰極防蝕系統(tǒng)在海平面以下的電力連接。所 有的電力設備(例如導航設備)可以預先安裝以及預先連接到地面控制器。總的來說，離 岸安裝時間顯著地縮短并且取消了對于潛水員的需要。在技術(shù)上，樁柱可以被制造成具有降低的壁厚，原因是不需要對焊接或螺栓接合 件(例如墊板)應用應力集中系數(shù)(SCFs)。將樁柱振動到地面中、而不是將其打入到地面 中，能夠進一步減小安裝期間的疲勞損壞，這會導致壁厚的進一步降低。動力線纜與風輪機 安裝過程的聯(lián)系解除能夠降低基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建立期間以及隨后維修期間的延遲風險。由于能夠 降低船只對樁柱的沖擊，因此能夠允許更大的船只登陸。


下面參考附圖描述本發(fā)明，其中圖1是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第一個可行實施例的草圖，并且解釋了根據(jù)本發(fā)明建立基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)的第一個可行方法，以及圖2是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第二個可行實施例的草圖，并且解釋了根據(jù)本發(fā)明建立基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)的第二個可行方法。
具體實施例方式圖1是用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第一個可行實施例的草圖。該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括 被稱為單樁的樁柱1。單樁1的底部區(qū)段IB部分地嵌入到地面2B (可能是海床)中。單樁 的頂部區(qū)段IA在地面上方延伸以及在可能的海平面2A上方延伸、并且用于支承整個風力 發(fā)電機以及對于安裝風力發(fā)電機及接下來維修風力發(fā)電機而言所必須的任意設備。在圖中所示的實施例中，樁柱1被顯示成單樁。可選擇地，可以使用超過一個樁柱 來建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，例如三個或更多樁柱形成了類似圓錐形的結(jié)構(gòu)。此外，在圖中所示的實施 例中，樁柱被顯示成由鋼制成的中空管狀樁柱。可選擇地，樁柱可以是實心樁柱，例如由混 凝土制成。進一步在可選方案中，樁柱可以是由除鋼之外的另一種材料(例如混凝土)所 制成的中空管狀樁柱。在本發(fā)明實施例詳細描述的其余部分，由鋼制成的管狀樁柱將被用作用于該基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)的樁柱的示例。
單樁1構(gòu)成了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)。用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)是執(zhí) 行包括風力發(fā)電機塔架的風力發(fā)電機自身的負載承載的結(jié)構(gòu)。包含單樁1的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)選 地用于離岸安裝，其中由于地面被淹沒在海平面2A以下因此難于接近地面2B。單樁被打入 或振動到地面中，優(yōu)選地打入或振動到海床中，作為建立風力發(fā)電機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的初始方法步驟。在所示實施例中，單樁1在單樁的頂部上設置有凸緣3。凸緣3沿著單樁1的整個圓周并且沿著單樁的內(nèi)部邊緣延伸。單樁的頂部凸緣3用于支承次要結(jié)構(gòu)5的對應凸緣 4，該次要結(jié)構(gòu)5至少被支承在單樁1上、優(yōu)選地被安裝到單樁1，并且還支承將被安裝到基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的風力發(fā)電機塔架7的底部凸緣6。當建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，單樁1的底部區(qū)段IB被最初打入或者振動到地面2B中。接 下來，次要結(jié)構(gòu)5被安裝到單樁1的頂部凸緣3上。次要結(jié)構(gòu)5不構(gòu)成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的負載承 載結(jié)構(gòu)的一部分。次要結(jié)構(gòu)5由此被單樁1所支承，而單樁1沒有裝備特別的元件，例如焊 接到單樁1上的墊板。在所示實施例中，次要結(jié)構(gòu)5包括主區(qū)段，該主區(qū)段包括外部接近平臺8和內(nèi)部操 作平臺9。外部接近平臺8用作風力發(fā)電機運行壽命期間的接近平臺。內(nèi)部操作平臺9主 要用作風力發(fā)電機安裝期間的操作平臺，例如內(nèi)部操作平臺9在安裝期間以及螺栓和螺母 的緊固期間被用于操作人員的平臺，所述螺栓和螺母用于將單樁1和風力發(fā)電機塔架7相 互連接。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)已被建立之后、以及風力發(fā)電機塔架7已被安裝到單樁1之后、以及在 風力發(fā)動機隨后的運行壽命期間，內(nèi)部操作平臺9可以在維修期間和/或螺栓和螺母的控 制期間充當平臺，所述螺栓和螺母用于將單樁1和風力發(fā)電機塔架7相互連接。在所示實 施例中，外部接近平臺8和內(nèi)部操作平臺9組成了同一機械結(jié)構(gòu)的元件。在單樁1已被打入或振動到地面2B中之后，次要結(jié)構(gòu)5的主區(qū)段被起重架吊起并 且向著單樁1的頂部降下，并且被支承在單樁的頂部凸緣3上。當基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)最終建立時，風力發(fā)電機塔架7最終被安裝到單樁1的頂部凸緣3上。 在這之前，如上面所述，次要結(jié)構(gòu)5的主區(qū)段已經(jīng)被單樁1的頂部凸緣3所支承。風力發(fā)電 機塔架由此被單樁1的頂部凸緣3所支承，其中次要結(jié)構(gòu)5的主區(qū)段已經(jīng)被支承。次要結(jié)構(gòu)的主區(qū)段可具有凸緣4，該凸緣4將被單樁1的頂部凸緣3所支承。次要 結(jié)構(gòu)5的凸緣4可具有用于螺栓10的孔，該螺栓10用于將風力發(fā)電機塔架7安裝到單樁 1，次要結(jié)構(gòu)5的凸緣4的所述孔與單樁1的頂部凸緣3的孔相匹配以及與風力發(fā)電機塔架 7的底部凸緣6的對應孔相匹配。由此，用于將風力發(fā)電機塔架7安裝到單樁1頂部的螺栓 10將會穿過次要結(jié)構(gòu)5的凸緣4中的孔?？蛇x擇地，次要結(jié)構(gòu)5可沿著單樁1的頂部凸緣3的周向區(qū)段被支承在單樁1的 頂部凸緣3上，并且被支承在單樁1的頂部凸緣3中沒有設置孔的位置上。由此，用于將風 力發(fā)電機塔架7安裝到單樁1的頂部的螺栓10將會從次要結(jié)構(gòu)5被支承在單樁1上的位 置旁邊經(jīng)過。圖2是顯示了用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第二個可行實施例的草圖。與圖1中 所示的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相類似，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括單樁1。單樁的底部區(qū)段IB部分地嵌入到地面2B (可 以是海床)中。單樁的頂部區(qū)段IA在地面2B上方延伸以及在可能的海平面2A上方延伸、并且用于支承整個風力發(fā)電機以及對于安裝以及隨后維修風力發(fā)電機而言所必須的任意 設備。
單樁1構(gòu)成了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)。根據(jù)所述，用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主 要結(jié)構(gòu)是執(zhí)行包括風力發(fā)電機塔架的風力發(fā)電機自身負載承載的結(jié)構(gòu)。包含單樁的基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)優(yōu)選地用于離岸安裝，其中由于地面被淹沒在海平面2A以下，因此接近地面是困難的。 單樁被用于打入或者振動到地面中，優(yōu)選地打入或者振動到海床中，作為建立風力發(fā)電機 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的初始方法步驟。在所示實施例中，單樁1在單樁1的頂部上設置有凸緣3。凸緣3沿著單樁1的整 個圓周以及沿著單樁1的內(nèi)部邊緣延伸。凸緣3僅用于支承中間管狀區(qū)段11的對應底部 凸緣12，該中間管狀區(qū)段11至少被支承在單樁1上、優(yōu)選地被安裝到單樁1。中間管狀區(qū) 段11由在單樁1的延伸方向向上延伸的管狀區(qū)段所構(gòu)成。當建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，單樁1被最初打入或者振動到地面2B中。接下來，中間管狀 區(qū)段11被安裝到單樁1的頂部凸緣3上。中間管狀區(qū)段11由此被單樁1所支承，而單樁 1沒有裝備有特別的元件，例如焊接到單樁1上的墊板。中間管狀區(qū)段11構(gòu)成了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 的負載承載結(jié)構(gòu)的一部分。在所示實施例中，次要結(jié)構(gòu)5包括主區(qū)段，該主區(qū)段包括外部接近平臺8和內(nèi)部操 作平臺9。外部接近平臺8和內(nèi)部操作平臺9均被中間管狀區(qū)段11所支承，該中間管狀區(qū) 段11由在單樁1的延伸方向向上延伸的管狀區(qū)段所構(gòu)成。外部接近平臺8被中間管狀區(qū) 段11沿著區(qū)段11的凸緣21并且通過次要結(jié)構(gòu)5的凸緣4所支承。外部接近平臺8用作風力發(fā)電機的運行壽命期間的接近平臺。內(nèi)部操作平臺9主 要用作風力發(fā)電機安裝期間的操作平臺，例如內(nèi)部操作平臺9在安裝期間以及螺栓和螺母 的緊固期間用于操作人員的平臺，所述螺栓和螺母用于將中間管狀區(qū)段11分別地連接單 樁1和風力發(fā)電機塔架7。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)已被建立之后、以及風力發(fā)電機已被通過中間管狀區(qū)段11而被安裝 到單樁1之后、以及在風力發(fā)動機接下來的運行壽命期間，內(nèi)部操作平臺9可以在維修期間 和/或螺栓和螺母的控制期間充當平臺。在所示實施例中，外部接近平臺8、內(nèi)部操作平臺 9以及中間管狀區(qū)段11構(gòu)成同一機械結(jié)構(gòu)的元件。在單樁1已被打入或者振動到地面2B中之后，中間管狀區(qū)段11被起重架所提升 以及向著單樁1的頂部向下降落、并且被支承在單樁1的頂部凸緣3上。中間管狀區(qū)段11具有底部凸緣12，該底部凸緣12被單樁1的頂部凸緣3所支承。 中間管狀區(qū)段11的底部凸緣12具有用于螺栓14的孔并且該孔與單樁1的頂部凸緣3的 孔相匹配。由此，用于將中間管狀區(qū)段11安裝到單樁1頂部的螺栓14將會穿過單樁1的 頂部凸緣3的孔以及穿過中間管狀區(qū)段11的底部凸緣12的對應孔。中間管狀區(qū)段11還具有頂部凸緣13，用于支承風力發(fā)電機塔架7底部的凸緣6。 中間管狀區(qū)段11的頂部凸緣13具有用于螺栓15的孔，該螺栓15用于將風力發(fā)電機塔架 7安裝到中間管狀區(qū)段11，所述孔與風力發(fā)電機塔架7的底部凸緣6的孔相匹配。由此，用 于將風力發(fā)電機塔架7安裝到中間管狀區(qū)段11的螺栓15將會穿過風力發(fā)電機塔架7底部 的凸緣6中的孔以及穿過中間管狀區(qū)段11的頂部凸緣13的對應孔。當基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)最終建立時，風力發(fā)電機塔架7將最終被安裝到中間管狀區(qū)段11的頂部凸緣13上。在這之前，如上面所述，中間管狀區(qū)段11已被單樁1的頂部凸緣3所支承。 風力發(fā)電機塔架7由此安裝到中間管狀區(qū)段11的頂部凸緣13以及中間管狀區(qū)段11的底 部凸緣12已被安裝到單樁1的頂部凸緣3?？蛇x擇地，中間管狀區(qū)段的底部凸緣12可被安 裝到單樁1的頂部凸緣3，其中風力發(fā)電機塔架7已被安裝到中間管狀區(qū)段11的頂部凸緣 13。總之，根據(jù)圖1和圖2中顯示和描述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實施例，通過在單樁1的頂部設置頂部凸緣3以及在風力發(fā)電機塔架7的底部設置對應凸緣6，已經(jīng)建立起將風力發(fā)電機塔架 7安裝到單樁1。用于螺栓10，14的孔分別地設置在單樁1的頂部凸緣3或者中間結(jié)構(gòu)11 的頂部凸緣13中，以及設置在風力發(fā)電機塔架7的凸緣6中，所述螺栓10，14用于將風力 發(fā)電機塔架7分別地安裝到單樁1或者中間結(jié)構(gòu)11。次要結(jié)構(gòu)5可包含有次要結(jié)構(gòu)的主區(qū)段，該主區(qū)段也具有凸緣4，該凸緣4的圓周 對應于單樁1的頂部凸緣3以及對應于風力發(fā)電機塔架7的凸緣6?？蛇x擇地，凸緣4的 圓周對應于中間管狀區(qū)段11的凸緣21。次要結(jié)構(gòu)5的凸緣4設置有孔，螺栓將會在單樁1 和風力發(fā)電機塔架7之間穿過所述孔?？蛇x擇地，次要結(jié)構(gòu)可包含有次要結(jié)構(gòu)的主區(qū)段，該主區(qū)段具有其它支承元件而 不是凸緣，例如對角延伸梁。次要結(jié)構(gòu)的其它支承元件被支承在單樁的凸緣上并且被支承 在單樁頂部凸緣與風力發(fā)電機塔架底部凸緣之間螺栓不會經(jīng)過的位置，所述螺栓由此從次 要結(jié)構(gòu)的其它支承元件旁邊經(jīng)過。進一步在可選方案中，次要結(jié)構(gòu)可通過具有底部凸緣12和頂部凸緣13的中間管 狀區(qū)段11而被基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所支承，底部凸緣12和頂部凸緣13的圓周分別地對應于單樁1的 頂部凸緣3以及風力發(fā)電機塔架的的底部凸緣6。中間管狀區(qū)段11的凸緣12，13設置有 孔，單樁1的頂部凸緣3與中間管狀區(qū)段11的底部凸緣12之間的螺栓14以及中間管狀區(qū) 段11的頂部凸緣13與風力發(fā)電機塔架7的底部凸緣6之間的螺栓15分別穿過所述孔。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的所有附接裝置，例如登船平臺、進入爬梯、平臺、J/I管、陰極防蝕系統(tǒng) 等等，可以被固定到作為次要結(jié)構(gòu)一部分的支承框架上，該支承框架可以在單樁打入或振 動之后通過一次提升而被安裝到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的單樁上。登船平臺防護管以及J/I管是次要結(jié) 構(gòu)的整體部分。組成次要結(jié)構(gòu)一部分的支承框架固定到風力發(fā)電機塔架7與單樁1之間的中間凸 緣4或者固定到中間管狀區(qū)段11，該中間區(qū)段具有用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)連接的底部凸緣12以及用 于風力發(fā)電機塔架7連接的頂部凸緣13。所有上述實施例確保了主要結(jié)構(gòu)可以不具有用于將次要結(jié)構(gòu)安裝到主要結(jié)構(gòu)的 任意螺栓連接、鉚接、焊接或者其它固定元件，例如墊板或者類似元件。由此，主要結(jié)構(gòu)的任 意機械加工(例如鉆孔)以及任意材料結(jié)合(例如焊接，但不包括灌漿)得以消除或者至 少降低到絕對最小值。接下來，對單樁1和次要結(jié)構(gòu)5以及中間管狀區(qū)段11中除了凸緣3、4、12、13之外 的元件進行描述，以用于建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中主要結(jié)構(gòu)仍不具有用于將次要結(jié)構(gòu)安裝到主 要結(jié)構(gòu)的任意焊接、固定元件(例如墊板或類似元件)。在圖1和圖2中所示的實施例中，次要結(jié)構(gòu)5被顯示成具有外部接近平臺8和內(nèi) 部操作平臺9。次要結(jié)構(gòu)5還被顯示成具有所謂的I管以及J管，用于使來自風力發(fā)電機的電纜穿過并且沿著基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)向下。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建立在海中的情況下，次要結(jié)構(gòu)還會具有登船平臺以及由此起到停泊結(jié)構(gòu)的作用，在風力發(fā)電機的運行壽命期間用于工作船只或者其 它海船裝入和/或卸下操作人員以及用于風力發(fā)電機的操作設備。特別是在次要結(jié)構(gòu)也具有登船平臺以及由此起到停泊結(jié)構(gòu)的作用的情況下，次要 結(jié)構(gòu)5可設置有安置在單樁1和次要結(jié)構(gòu)5之間的負載吸收元件。在所示實施例中，負載 吸收元件是由彈性體材料(例如橡膠或其它適當材料)制成的滾筒16。滾筒16被安置在單樁1的外周17與形成次要結(jié)構(gòu)5的內(nèi)周18的區(qū)段5A之間的 空隙中，并且該形成次要結(jié)構(gòu)5的內(nèi)周18的區(qū)段5A沿著單樁1的向上延伸部IA延伸。由 于滾筒16，單樁1與次要結(jié)構(gòu)5之間的空隙19大小會比通常使用的空隙大得多。由此，空隙19可具有從單樁1的外周17徑向測量的至少50mm，優(yōu)選為至少100mm， 可能地至少150mm的范圍。當沿著單樁安裝次要結(jié)構(gòu)時，由于兩個結(jié)構(gòu)之間的可能刮擦而 對涂層產(chǎn)生的損害風險(例如單樁1的防腐蝕涂漆和/或次要結(jié)構(gòu)5的防腐蝕涂漆)由此 得以消除?？蛇x擇地，負載吸收元件可以是在單樁與次要結(jié)構(gòu)之間空隙中突出的任意形狀的 墊、任意形狀的珠子，0形環(huán)密封件、唇狀密封件或者其它元件。然而，負載吸收元件優(yōu)選地 由橡膠或其它彈性體材料制成。然而可選擇地，該元件本身不是負載承載的并且可以由非彈性體材料制成，但是 該材料仍然能夠減小單樁與次要結(jié)構(gòu)之間的摩擦，例如PUR、尼龍或者其它減摩材料。通常地，在建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的所有情況下、并且不僅在次要結(jié)構(gòu)可充當停泊結(jié)構(gòu)的 情況下，減摩元件是優(yōu)選的，原因是當沿著單樁安裝次要結(jié)構(gòu)時，由于兩個結(jié)構(gòu)之間的可 能刮擦從而對涂層(例如單樁1的防腐蝕涂漆和/或次要結(jié)構(gòu)5的防腐蝕涂漆)產(chǎn)生的損 害風險由此得以消除。進一步在可選方案中，負載吸收元件以及減摩元件被省略。相反地，固定元件被用 于將次要結(jié)構(gòu)固定到單樁，同樣在兩個結(jié)構(gòu)的區(qū)段之間而不是在單樁的頂部。這種另外的 固定裝置可以是螺栓和螺母，然而在次要結(jié)構(gòu)建立在海上的情況下會在猛烈海水或者船只 對次要結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊期間發(fā)生損壞或者甚至是斷裂。除了螺栓及螺母，固定裝置可以是夾 具(未示出)。如上所述，可以在次要結(jié)構(gòu)沿著單樁安裝的期間建立起比迄今為止使用的更大空 隙19，從而避免安裝期間次要結(jié)構(gòu)刮擦單樁的涂層。在特定實施例中，在次要結(jié)構(gòu)的安裝之 前或者之后，圍繞著次要結(jié)構(gòu)的至少一部分設置夾具，以及夾具隨后被夾緊。夾具的夾緊使 單樁1的外周17與形成次要結(jié)構(gòu)5內(nèi)周18的區(qū)段5A之間的任意空隙19減小以及最終閉 合，由此最終將次要結(jié)構(gòu)固定到單樁，同樣是在兩個結(jié)構(gòu)的區(qū)段之間而不是在單樁的頂部。進一步在可選方案中，負載吸收元件和減摩元件被省略，并且作為代替的方式使 用灌漿將次要結(jié)構(gòu)固定到單樁，同樣是在兩個結(jié)構(gòu)的區(qū)段之間而不是在單樁的頂部。這種 灌漿可以灌注到單樁1的外周17與次要結(jié)構(gòu)5中形成次要結(jié)構(gòu)5的內(nèi)周18的元件之間的 空隙19中，并且如果選擇合適的灌漿種類，那么即便是在海平面2A以下灌漿也可以固化。與減摩墊、珠子或者類似物相比，將滾筒優(yōu)選設置作為負載吸收元件的優(yōu)點在于 當次要結(jié)構(gòu)沿著單樁下降時，幾乎消除了單樁的金屬上的涂層與次要結(jié)構(gòu)上的涂層之間的 摩擦。
由此在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的建立期間，當次要結(jié)構(gòu)沿著單樁下降時，不會發(fā)生涂層的損壞， 既不會損壞單樁的涂層也不會損壞次要結(jié)構(gòu)的涂層。單樁涂層不會發(fā)生損壞以及次要結(jié)構(gòu) 涂層不會發(fā)生損壞能夠消除或者至少減少金屬的任何腐蝕。
只有水平力被次要結(jié)構(gòu)下部上的彈性滾筒所支承。垂直力被中間凸緣4和/或中 間管狀區(qū)段11的凸緣21所承載(參見圖2)。下部固定裝置的設計使得安裝能夠?qū)崿F(xiàn)，而 不需要使用昂貴的潛水員。由于不需要焊接的墊板，對于單樁設計因此不需要應用應力集中系數(shù)(SCFs)。這 樣可以使用具有更薄壁厚的單樁。通過負載承載滾筒、減摩墊或類似物的彈性，或者灌注到空隙中并且允許固化的 灌注材料，(圓度)的制造公差得到補償。由于次要結(jié)構(gòu)從中間凸緣(參見圖1)或者從中 間管狀區(qū)段(參見圖2)懸垂出來，因此不必關(guān)注垂直公差。然而，由于單樁以及I管和J管以及次要結(jié)構(gòu)中可能的其它元件都被淹沒在海水 中，因此為了消除可能的額外腐蝕風險，無論是呈如圖所示的犧牲陽極20形狀和/或外加 電流的陰極防蝕系統(tǒng)都可以與負載承載元件以及至少與減摩元件一起設置。
權(quán)利要求
一種用于安裝風力發(fā)電機的方法，所述方法包括以下步驟-在地面上建立用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括至少一個樁柱，所述樁柱從地面或者從用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地基向上延伸；-所述至少一個樁柱是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分，所述主要結(jié)構(gòu)執(zhí)行風力發(fā)電機自身的負載承載；-建立風力發(fā)電機自身的次要結(jié)構(gòu)，所述次要結(jié)構(gòu)不執(zhí)行風力發(fā)電機自身的負載承載；-在所述至少一個樁柱上建立所述次要結(jié)構(gòu)的支承件，優(yōu)選地通過使所述次要結(jié)構(gòu)沿著所述至少一個樁柱向下滑動；-將接合件安裝到所述次要結(jié)構(gòu)，將所述接合件安裝到所述次要結(jié)構(gòu)優(yōu)選地通過焊接或螺栓連接而建立；以及-沒有將接合件安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的所述至少一個樁柱的至少一個，優(yōu)選地沒有通過固定裝置將接合件安裝到所述至少一個樁柱的至少一個，所述固定裝置涉及樁柱的機械或熱致材料結(jié)合。
2.一種用于安裝風力發(fā)電機的方法，所述方法包括以下步驟-在地面上建立用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括至少一個樁柱，所述樁 柱從地面或者從用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地基向上延伸；_所述至少一個樁柱是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分，所述主要結(jié)構(gòu)執(zhí)行風力發(fā)電機 自身的負載承載；_將次要結(jié)構(gòu)安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的所述至少一個樁柱的至少一個，所述次要 結(jié)構(gòu)不執(zhí)行風力發(fā)電機自身的負載承載；-通過將所述次要結(jié)構(gòu)的一部分至少支承到所述至少一個樁柱的頂部建立所述次要結(jié) 構(gòu)的安裝；_將接合件安裝到所述次要結(jié)構(gòu)，所述接合件安裝到所述次要結(jié)構(gòu)是通過機械加工例 如形成用于螺栓或鉚釘?shù)目?、或者通過材料結(jié)合例如焊接而建立的；_將風力發(fā)電機塔架安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的所述至少一個樁柱，并且所述次要 結(jié)構(gòu)構(gòu)成所述至少一個樁柱與所述風力發(fā)電機塔架之間的中間結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，_其中，所述次要結(jié)構(gòu)用于沿著所述至少一個樁柱的頂部凸緣以及沿著所述次要結(jié)構(gòu) 的對應支承凸緣被支承在作為所述主要結(jié)構(gòu)一部分的所述至少一個樁柱上；_其中，所述次要結(jié)構(gòu)的凸緣向著作為主要結(jié)構(gòu)一部分的所述至少一個樁柱的頂部凸 緣下降并且被所述頂部凸緣所支承；以及_其中，所述風力發(fā)電機塔架隨后向著所述次要結(jié)構(gòu)的凸緣下降并且通過將所述風力 發(fā)電機塔架的底部凸緣緊固到所述至少一個樁柱的頂部凸緣被安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；以及 -其中，在將所述風力發(fā)電機塔架安裝到所述至少一個樁柱期間，所述次要結(jié)構(gòu)的凸緣 被設置在所述至少一個樁柱的頂部凸緣以及所述風力發(fā)電機塔架底部凸緣的中間。
4.一種用于安裝風力發(fā)電機的方法，所述方法包括以下步驟-在地面上建立用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括至少一個樁柱，所述樁 柱從地面或者從用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地基向上延伸；-所述至少一個樁柱是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分，所述主要結(jié)構(gòu)執(zhí)行風力發(fā)電機 自身的負載承載；-將次要結(jié)構(gòu)安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的至少一個中間管狀區(qū)段，所述次要結(jié)構(gòu)不 執(zhí)行風力發(fā)電機自身的負載承載；-通過機械加工例如形成用于螺栓或鉚釘?shù)目谆蛘咄ㄟ^熱致材料結(jié)合從而建立將所述 次要結(jié)構(gòu)安裝到所述至少一個中間管狀區(qū)段；-使所述至少一個中間管狀區(qū)段向著所述至少一個樁柱下降，所述至少一個中間管狀 區(qū)段的所述下降通過將所述至少一個中間管狀區(qū)段的一部分至少支承到所述至少一個樁 柱的頂部而被終止；以及-將所述風力發(fā)電機塔架安裝到所述至少一個中間管狀區(qū)段。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，_其中，所述至少一個中間管狀區(qū)段用于沿著所述至少一個樁柱的頂部凸緣以及沿著 所述至少一個中間管狀區(qū)段的對應底部凸緣被支承在作為所述主要結(jié)構(gòu)一部分的所述至 少一個樁柱上；_其中，所述至少一個中間管狀區(qū)段的底部凸緣向著作為所述主要結(jié)構(gòu)一部分的所述 至少一個樁柱的頂部凸緣下降并且被所述頂部凸緣所支承；以及_其中，所述風力發(fā)電機塔架用于沿著所述至少一個中間管狀區(qū)段的頂部凸緣以及沿 著所述風力發(fā)電機塔架的對應底部凸緣被支承在所述至少一個中間管狀區(qū)段上；-其中，所述風力發(fā)電機塔架隨后向著所述至少一個中間管狀區(qū)段的頂部凸緣下降，并 且通過將所述風力發(fā)電機塔架的底部凸緣緊固到所述至少一個中間管狀區(qū)段的頂部凸緣 而被安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
6.一種用于安裝風力發(fā)電機的方法，所述方法包括以下步驟-在地面上建立用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括從地面或者從用于基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地基向上延伸的至少一個樁柱；_所述至少一個樁柱是所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分，所述主要結(jié)構(gòu)執(zhí)行風力發(fā) 電機自身的負載承載；-將所述次要結(jié)構(gòu)支承到所述至少一個樁柱，所述次要結(jié)構(gòu)不執(zhí)行風力發(fā)電機自身的 負載承載，_通過使所述次要結(jié)構(gòu)的至少一部分從所述至少一個樁柱的頂部端部沿著所述至少一 個樁柱的向上延伸部向下滑動建立所述次要結(jié)構(gòu)的所述支承；-通過將所述次要結(jié)構(gòu)的至少一部分緊固到所述至少一個樁柱的向上延伸部從而進一 步完成所述次要結(jié)構(gòu)的所述支承。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，將所述次要結(jié)構(gòu)安裝到作為所述主要結(jié)構(gòu)一部分 的所述至少一個樁柱包括使所述次要結(jié)構(gòu)的至少一部分從所述至少一個樁柱的頂部端部 沿著所述至少一個樁柱的向上延伸部向下滑動，以及所述滑動連同所述至少一個樁柱的外 周的至少一部分與由所述次要結(jié)構(gòu)的元件所提供的內(nèi)周的至少一部分之間的減摩元件被 建立。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，減摩元件的提供是通過多個大體彈性體元件所建 立，所述彈性體元件在所述至少一個樁柱的外周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的元件的內(nèi)周的至少一部分之間延伸，并且所述減摩元件與所述至少一個樁柱的外周的至少一部分形 成滑動接合。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，減摩元件的提供是通過多個大體剛性元件所建立， 所述剛性元件在所述至少一個樁柱的外周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的元件的內(nèi)周的 至少一部分之間延伸，以及所述減摩元件與所述至少一個樁柱的外周的至少一部分形成滑動接合。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，減摩元件的提供是通過多個大體垂直滾動元件所 建立，所述垂直滾動元件在所述至少一個樁柱的外周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的元件 的內(nèi)周的至少一部分之間延伸，以及所述減摩元件與所述至少一個樁柱的外周的至少一部 分形成滑動接合。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，減摩元件的提供是通過多個珠子或者唇狀元件或 者舌狀元件所建立，所述珠子或唇狀元件或舌狀元件在所述至少一個樁柱的外周的至少一 部分與所述次要結(jié)構(gòu)的元件的內(nèi)周的至少一部分之間延伸，以及所述減摩元件與所述至少 一個樁柱的外周的至少一部分形成滑動接合。
12.如權(quán)利要求6-11任一所述的方法，其中，沿著作為所述主要結(jié)構(gòu)一部分的至少一 個樁柱進行滑動的所述次要結(jié)構(gòu)的區(qū)段隨后被緊固到所述至少一個樁柱，所述緊固是通過 圍繞著所述至少一個樁柱的外周夾緊次要結(jié)構(gòu)的所述元件的內(nèi)周而被建立。
13.一種用于風力發(fā)電機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括-至少一個樁柱，所述至少一個樁柱從地面或者從用于所述至少一個樁柱的地基或者 可能從所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的其它部件向上延伸，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的所述可能的其它部件被設置在 地面上；_所述至少一個樁柱是所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分，所述主要結(jié)構(gòu)執(zhí)行風力發(fā) 電機自身的負載承載；_次要結(jié)構(gòu)，所述次要結(jié)構(gòu)沿著所述至少一個樁柱的向上延伸部的至少一部分而至少 部分地圍繞著所述至少一個樁柱和/或至少部分地被所述至少一個樁柱所支承，所述次要 結(jié)構(gòu)不執(zhí)行風力發(fā)電機自身的負載承載；_所述次要結(jié)構(gòu)包括支承元件，用于將所述次要結(jié)構(gòu)支承到所述至少一個樁柱以及優(yōu) 選地用于將所述次要結(jié)構(gòu)安裝到所述至少一個樁柱；以及-所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)還包括用于將附加結(jié)構(gòu)安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的接合件，以及其中，至少 大部分接合件、優(yōu)選地全部接合件都通過機械緊固例如螺栓及螺母或者鉚釘或者通過材料 結(jié)合例如焊接或者灌漿而附接到所述次要結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括以下樁柱結(jié)構(gòu)中的至少 一種單樁或者多個樁柱。
15.如權(quán)利要求13或14所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括以下樁柱結(jié)構(gòu)中的 至少一種優(yōu)選地由鋼制成的中空管狀樁柱，或者優(yōu)選地由混凝土制成的實心樁柱。
16.如權(quán)利要求13-15任一所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述次要結(jié)構(gòu)的支承元件是凸緣， 所述凸緣在所述至少一個樁柱的頂部凸緣與所述風力發(fā)電機塔架的底部凸緣之間延伸，當 所述風力發(fā)電機塔架被安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，所述次要結(jié)構(gòu)的所述凸緣被設置在所述至 少一個樁柱的所述頂部凸緣與所述風力發(fā)電機塔架的所述底部凸緣中間。
17.如權(quán)利要求13-16任一所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述次要結(jié)構(gòu)的支承元件是至少一 個中間管狀區(qū)段，所述至少一個中間管狀區(qū)段在所述至少一個樁柱與所述風力發(fā)電機塔架 之間延伸，當所述風力發(fā)電機塔架被安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，所述至少一個中間管狀區(qū)段 可選擇地是所述風力發(fā)電機塔架的一部分。
18.如權(quán)利要求17所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述至少一個中間管狀區(qū)段具有被安裝到 所述至少一個樁柱的頂部凸緣的底部凸緣，所述至少一個中間管狀區(qū)段還具有頂部凸緣， 當所述風力發(fā)電機塔架被安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，所述風力發(fā)電機塔架的底部凸緣被安裝 到所述中間管狀區(qū)段的頂部凸緣上。
19.如權(quán)利要求13-18任一所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述次要結(jié)構(gòu)的至少一個區(qū)段沿著 所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的所述至少一個樁柱的向上延伸部向下延伸，所述次要結(jié)構(gòu)的所述區(qū)段通過 側(cè)向支承元件被側(cè)向地支承在所述至少一個樁柱的外周上，所述側(cè)向支承元件構(gòu)成所述次 要結(jié)構(gòu)的向下延伸區(qū)段與所述至少一個樁柱的向上延伸部之間的減摩元件。
20.如權(quán)利要求19所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述減摩元件是在所述至少一個樁柱的外 周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個大體彈性體元件。
21.如權(quán)利要求19所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述減摩元件是在所述至少一個樁柱的外 周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個大體剛性元件。
22.如權(quán)利要求19所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述減摩元件是在所述至少一個樁柱的外 周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個大體垂直滾動元件。
23.如權(quán)利要求19所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述減摩元件是在所述至少一個樁柱的外 周的至少一部分與所述次要結(jié)構(gòu)的內(nèi)周的至少一部分之間延伸的多個珠子或者唇狀元件 或者舌狀元件。
24.如權(quán)利要求13-23任一所述的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中，所述次要結(jié)構(gòu)的向下延伸區(qū)段沿著 所述至少一個管狀結(jié)構(gòu)的向上延伸部延伸，至少一個夾具沿著所述次要結(jié)構(gòu)的所述區(qū)段的 內(nèi)周的至少一部分設置，所述夾具被夾緊從而將所述次要結(jié)構(gòu)的向下延伸區(qū)段側(cè)向地緊固 到所述至少一個樁柱的外周。
25.一種風力發(fā)電機，包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的風力發(fā)電機塔架_所述風力發(fā)電機具有包括至少一個樁柱的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所述至少一個樁柱從地面或者 可能從所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的其它部件向上延伸，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的所述可能的其它部件被設置在 地面上；以及_所述至少一個樁柱是所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分，所述主要結(jié)構(gòu)執(zhí)行風力發(fā) 電機自身的負載承載；_所述風力發(fā)電機具有次要結(jié)構(gòu)，所述次要結(jié)構(gòu)沿著所述至少一個樁柱的向上延伸部 的至少一部分而至少部分地圍繞著所述至少一個樁柱和/或至少部分地被所述至少一個 樁柱所支承，所述次要結(jié)構(gòu)不執(zhí)行風力發(fā)電機自身的負載承載；以及-所述次要結(jié)構(gòu)包括支承元件，用于將所述次要結(jié)構(gòu)安裝到所述至少一個樁柱；_所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)還包括用于將附加結(jié)構(gòu)安裝到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的接合件，所有所述接合 件通過機械緊固例如螺栓及螺母或者鉚釘或者通過材料結(jié)合例如焊接或者灌漿而被附接 到所述次要結(jié)構(gòu)。
26.如權(quán)利要求25所述的風力發(fā)電機，其中，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括以下樁柱結(jié)構(gòu)中的至少一種單樁或者多個樁柱。
27.如權(quán)利要求25或26所述的風力發(fā)電機，其中，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括以下樁柱中的至 少一種優(yōu)選地由鋼制成的中空管狀樁柱，或者優(yōu)選地由混凝土制成的實心樁柱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝風力發(fā)電機的方法。所述方法包括以下步驟建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括至少一個向上延伸的管件樁柱(1)并且所述至少一個樁柱(1)是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)的一部分；在至少一個樁柱(1)上建立次要結(jié)構(gòu)(5)的支承件，將接合件安裝到次要結(jié)構(gòu)(5)，將所述接合件安裝到次要結(jié)構(gòu)(5)優(yōu)選地通過焊接或螺栓連接而建立，并且沒有將接合件安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的至少一個樁柱中的至少一個。所述方法可選擇地包括以下步驟將風力發(fā)電機塔架安裝到作為主要結(jié)構(gòu)的一部分的至少一個樁柱(1)，并且次要結(jié)構(gòu)(5)構(gòu)成了至少一個樁柱(1)與風力發(fā)電機塔架(7)之間的中間結(jié)構(gòu)(5，11)。在另一個可選方案中，所述方法可包括以下步驟將次要結(jié)構(gòu)(5)安裝到作為主要結(jié)構(gòu)一部分的至少一個中間管狀區(qū)段(11)以及將風力發(fā)電機塔架(7)安裝到至少一個中間管狀區(qū)段(11)。
文檔編號F03D11/04GK101809283SQ200880108333
公開日2010年8月18日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者A·瑟-延森, T·菲舍爾 申請人:維斯塔斯風力系統(tǒng)集團公司