海上風機大直徑鋼管樁應力應變測試系統(tǒng)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海上風機大直徑鋼管樁應力應變測試系統(tǒng)及施工方法。本發(fā)明的目的是提供一種海上風機大直徑鋼管樁應力應變測試系統(tǒng)及施工方法，能有效的測試大直徑鋼管樁的變形和受力，用以解決現(xiàn)有測試技術中承受載荷較小和防腐標準較低的問題。本發(fā)明的技術方案是：一種海上風機大直徑鋼管樁應力應變測試系統(tǒng)，具有鋼管樁，在所述鋼管樁兩側(cè)面上沿軸線方向?qū)暮附佑秀~帶式傳感光纜，該傳感光纜上依次覆蓋有環(huán)氧粘結(jié)劑、金箔紙和以銅帶式傳感光纜為中心焊接于鋼管樁上的角鋼；所述銅帶式傳感光纜中的纖芯通過專用夾具轉(zhuǎn)接成高強度鎧裝光纜后并引出；所述高強度鎧裝光纜與布里淵光纖解調(diào)儀續(xù)接。本發(fā)明適用于基礎工程測試和檢測技術領域。
【專利說明】
海上風機大直徑鋼管樁應力應變測試系統(tǒng)及施工方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)及施工方法。適用于基礎工程測試和檢測技術領域?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和日常生活對于可再生新能源的需求日益增加。風能作為當前發(fā)展快速、前景看好的新能源之一，受到世界范圍內(nèi)各沿海國家的重視。 大力發(fā)展海上風電是解決包括中國在內(nèi)的能源緊缺沿海國家能源問題的有效手段。我國東南沿海地區(qū)蘊含著極為豐富的海洋風能資源，其可開發(fā)的風能資源為我國陸地風能的3倍， 且其與用電負荷中心的距離更近，能更為便捷地將海上風電輸送到東南沿海電力緊缺地區(qū)。根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所發(fā)布的《中國風電發(fā)展規(guī)劃路線圖2050》，風電將滿足我國 17%的電力需求，因此我國海上風電的發(fā)展空間很大。
[0003]目前，國內(nèi)外海上風機的基礎形式主要包括單粧基礎、三腳架基礎、重力式基礎、 浮式基礎和吸力桶基礎等。其中，大直徑鋼管粧基礎由于其結(jié)構(gòu)簡單、制造過程較短、安裝便捷、受力明確等方面的優(yōu)勢，廣泛應用于海洋風電項目中。我國已建成海上風電場中，大直徑單粧基礎占比高達75%。大直徑鋼管粧的配套測試和檢測系統(tǒng)可以在沉粧施工和風機運行期間，對管粧的變形、受力以及損傷進行全面的監(jiān)控。因此，針對海洋大直徑鋼管粧的測試和檢測系統(tǒng)對于保障基礎工程的安全運行有著極為重要的作用。由于海洋風電場基礎工程在其服役期間，不可避免地將要承受風、浪、流及風暴潮等荷載的作用，鋼管粧測試系統(tǒng)荷載量級將大于陸域的管粧基礎中測試系統(tǒng)的荷載；同時，由于海水和海底地層的腐蝕性較強，管粧及其測試系統(tǒng)需要更為全面的防腐蝕保護。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:針對上述存在問題，提供一種海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)及施工方法，能有效的測試大直徑鋼管粧的變形和受力，用以解決現(xiàn)有測試技術中承受載荷較小和防腐標準較低的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案是:一種海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)，具有鋼管粧，其特征在于:在所述鋼管粧兩側(cè)面上沿軸線方向?qū)暮附佑秀~帶式傳感光纜， 該傳感光纜上依次覆蓋有環(huán)氧粘結(jié)劑、金箱紙和以銅帶式傳感光纜為中心焊接于鋼管粧上的角鋼;所述銅帶式傳感光纜中的纖芯通過專用夾具轉(zhuǎn)接成高強度鎧裝光纜后并引出；所述高強度鎧裝光纜與布里淵光纖解調(diào)儀續(xù)接。
[0006]—種海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)的施工方法，其特征在于步驟如下:[〇〇〇7] 1、在鋼管粧兩側(cè)面上沿其軸線方向標注鋪設銅帶式傳感光纜的線路，并沿該線路打磨鋼管粧的表面后清掃除塵；[〇〇〇8] 2、將銅帶式傳感光纜平鋪于鋼管粧的打磨面上，并采用電焊機以定點方式固定；
[0009]3、采用環(huán)氧粘結(jié)劑將銅帶式傳感光纜覆蓋，并靜置24小時以牢固粘結(jié)銅帶式傳感光纜與鋼管粧，待環(huán)氧粘結(jié)劑完全固化后，在環(huán)氧粘結(jié)劑表面粘貼金猜紙；
[0010]4、以銅帶式傳感光纜為中心線，在鋼管粧表面焊接一條角鋼；
[0011]5、采用專用夾具將銅帶式傳感光纜中纖芯轉(zhuǎn)為高強度鎧裝光纜進行保護引出，并將該鎧裝光纜與布里淵光纖解調(diào)儀續(xù)接；
[0012]6、通過布里淵光纖解調(diào)儀對傳感器進行率定，通過測量信號在發(fā)射時和接收時產(chǎn)生的相位差，得到信號傳送時間，計算銅帶式傳感光纜長度的變化，從而得到鋼管粧的應變值。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明有效地保護了光纖電纜，使得該測試系統(tǒng)能夠在風、 浪和風暴潮等大載荷作用下正常運行，并能夠抵抗海水等的強腐蝕?！靖綀D說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為圖1的A-A剖視圖?！揪唧w實施方式】[〇〇16]如圖1、圖2所示，本實施例為一種海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)，具有鋼管粧1、沿軸線方向?qū)暮附釉阡摴芑?兩側(cè)面上的銅帶式傳感光纜2、采用專用夾具與銅帶式傳感光纜2中纖芯轉(zhuǎn)接的高強度鎧裝光纜4、與鎧裝光纜續(xù)接的布里淵光纖解調(diào)儀3， 以及依次覆蓋在銅帶式傳感光纜2上對其進行封裝保護的環(huán)氧粘結(jié)劑5、金箱紙6和角鋼7。 其中，角鋼7以銅帶式傳感光纜2為中心焊接于鋼管粧1上。[〇〇17]本實施例的具體實施方法如下:
[0018] 1、在鋼管粧1兩側(cè)面上沿其的軸線方向標注鋪設銅帶式傳感光纜2的線路，并沿該線路打磨鋼管粧1的表面，打磨后對鋼管粧1進行清掃除塵，從而有效去除鐵銹，使得銅帶式傳感光纜2能夠更好地與鋼管粧1表面焊接；
[0019]2、將銅帶式傳感光纜2平鋪于鋼管粧1的打磨面上，并采用電焊機以定點方式固定；
[0020]3、沿鋪設線路使用環(huán)氧粘結(jié)劑5將銅帶式傳感光纜2覆蓋，并將環(huán)氧粘結(jié)劑5靜置 24小時使其完全固化，使得銅帶式傳感光纜2與鋼管粧1牢固粘結(jié);待環(huán)氧粘結(jié)劑5完全固化后，在環(huán)氧粘結(jié)劑5表面粘貼金箱紙6進行隔離保護，防止后續(xù)焊接工作產(chǎn)生的焊渣等將銅帶式傳感光纜2燙傷；[〇〇21]4、以銅帶式傳感光纜2為中心線，在鋼管粧1表面采用焊接方式固定一條角鋼7對銅帶式傳感光纜2進行保護，避免粧土間的動態(tài)摩擦力使銅帶式傳感光纜2、及其保護層環(huán)氧粘結(jié)劑5和金箱紙6脫落；
[0022]5、采用專用夾具將銅帶式傳感光纜2中纖芯轉(zhuǎn)為高強度鎧裝光纜4并進行保護引出，然后將高強度鎧裝光纜4與布里淵光纖解調(diào)儀3續(xù)接；
[0023]6、通過布里淵光纖解調(diào)儀3對光纖傳感器進行率定。鋼管粧1在貫入過程中與周圍土體發(fā)生相互作用，鋼管粧1產(chǎn)生軸向應變;通過測量信號在發(fā)射時和接收時產(chǎn)生的相位差，可得到信號傳送時間，計算光纖長度的變化，從而得到應變值;基于彈性力學理論，由應變可求得鋼管粧1的粧身應力，最終得到粧身軸力，側(cè)向摩阻力和粧端阻力。
【主權(quán)項】
1.一種海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)，具有鋼管粧(1)，其特征在于:在所 述鋼管粧(1)兩側(cè)面上沿軸線方向?qū)暮附佑秀~帶式傳感光纜(2)，該傳感光纜上依次覆 蓋有環(huán)氧粘結(jié)劑(5)、金箱紙(6)和以銅帶式傳感光纜為中心焊接于鋼管粧(1)上的角鋼 (7);所述銅帶式傳感光纜(2)中的纖芯通過專用夾具轉(zhuǎn)接成高強度鎧裝光纜(4)后并引出； 所述高強度鎧裝光纜(4)與布里淵光纖解調(diào)儀(3)續(xù)接。2.—種如權(quán)利要求1所述的海上風機大直徑鋼管粧應力應變測試系統(tǒng)的施工方法，其 特征在于步驟如下:2.1、在鋼管粧(1)兩側(cè)面上沿其軸線方向標注鋪設銅帶式傳感光纜(2)的線路，并沿該 線路打磨鋼管粧(1)的表面后清掃除塵；2.2、將銅帶式傳感光纜(2)平鋪于鋼管粧(1)的打磨面上，并采用電焊機以定點方式固 定；2.3、采用環(huán)氧粘結(jié)劑(5)將銅帶式傳感光纜(2)覆蓋，并靜置24小時以牢固粘結(jié)銅帶式 傳感光纜(2)與鋼管粧(1)，待環(huán)氧粘結(jié)劑(5)完全固化后，在環(huán)氧粘結(jié)劑表面粘貼金箱紙 (6)；2.4、以銅帶式傳感光纜(2)為中心線，在鋼管粧(1)表面焊接一條角鋼(7);2.5、采用專用夾具將銅帶式傳感光纜(2)中纖芯轉(zhuǎn)為高強度鎧裝光纜(4)進行保護引 出，并將該鎧裝光纜與布里淵光纖解調(diào)儀(3)續(xù)接；2.6、通過布里淵光纖解調(diào)儀(3)對傳感器進行率定，通過測量信號在發(fā)射時和接收時 產(chǎn)生的相位差，得到信號傳送時間，計算銅帶式傳感光纜(2)長度的變化，從而得到鋼管粧 (1)的應變值。
【文檔編號】E02D33/00GK106013276SQ201610530059
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】孫淼軍, 汪明元, 單治鋼, 狄圣杰, 杜文博
【申請人】中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司