单桩式基础应用于我国海上风电的可行性探讨

结合国外海上单桩式基础建设成果,对比我国浅海地区地质地貌条件,分析得出单桩式基础优于其他基础形式,更加适用于我国浅海海域的风电开发。通过借鉴江苏如东潮间带风电场二期单桩基础建设经验,对单桩基础在我国海上风机建设的可行性与适用性进行了论述。通过对荷载、设计方法、桩基制作能力、施工方案的全面分析,阐述了该种基础形式在我国应用的可行性,为未来我国大规模海上风电建设提供有益参考。     

单桩式基础应用于我国海上风电的可行性探讨

结合国外海上单桩式基础建设成果,对比我国浅海地区地质地貌条件,分析得出单桩式基础优于其他基础形式,更加适用于我国浅海海域的风电开发。通过借鉴江苏如东潮间带风电场二期单桩基础建设经验,对单桩基础在我国海上风机建设的可行性与适用性进行了论述。通过对荷载、设计方法、桩基制作能力、施工方案的全面分析,阐述了该种基础形式在我国应用的可行性,为未来我国大规模海上风电建设提供有益参考。     

海上风电单桩基础冲刷防护方案设计与应用

单桩基础的冲刷及冲刷防护方案的选择,对海上风电场安全稳定运行和降低运维成本具有重要意义.分析 单桩基础冲刷机理及实际工程案例,介绍目前国内外常见的冲刷防护方案,提出基于人工礁技术的海上风电单桩基础 冲刷防护方案.首先介绍人工礁单个模块的基础结构,并结合单桩基础冲刷模型,提出人工礁链接技术.针对风机所 处的海洋水文和地质情况,对人工礁连锁块的结构形状进行优化比较.海上风电项目试验桩位的扫测结果表明人工礁 冲刷方案防护效果良好,基于人工礁的单桩基础冲刷防护方案在海上风电基础的防冲刷应用具有较好的推广意义.     

冰区海上风电场工程抗冰结构设计与分析

冰区海上风电场抗冰结构的设计与分析是海上风电产业发展亟待解决的关键问题。依托渤海冰区某拟建海上风电场,根据工程海域冰情条件设计了适用于该场区海上风机超大直径单桩基础的抗冰结构,并采用三维有限元法从静冰力角度计算分析了不同水位、有无加装抗冰结构工况下风机基础的应力变形规律。结果表明,海上风机抗冰单桩基础的最大等效应力和极值静位移较普通单桩基础均大幅降低,说明抗冰风机基础平台的设计是合理有效的,证明了三维有限元法在冰区海上风电工程应用中的可行性。计算成果可为同类海上风电场的设计提供参考。     

基于GRLWEAP的海上风电场超大直径桩基可打入性分析

随着海上风电机组单机容量增大、离岸距离和水深增加,如何科学有效地开展超长超大钢管桩可打性分析成为海上风电场工程设计及施工的重点和难点。以山东某拟建海上风电场为例,采用基于波动方程分析方法的GRLWEAP程序模拟海上风机超大直径单桩基础沉桩的动力学过程。计算结果表明,GRLWEAP程序可有效计算分析不同锤型下打桩过程中锤击数、桩身应力变化情况及可能出现问题,为工程桩锤的选型、沉桩难易程度的预判提供准确有效的指导。     

海上风机冲刷计算方法及防护措施

随着海上风电场建设项目的开展,风电机组的运行环境也愈发复杂。陆地上单纯考虑地质和风能荷载条件,在海上需要考虑风荷载、地质、波浪洋流等多种复杂荷载叠加。本文介绍了海上风机冲刷计算方法和可采取的防护措施,可供海上风电设计参考。     

海上风电项目钢管桩防腐蚀设计研究

海上风机基础结构的合理设计是海上风电机组的安全运行的基础.在腐蚀环境极其恶劣的海洋环境中,防腐设计成为基础设计中重要环节.海上风电工程所用的钢管桩基础,钢结构防腐的重要方式包括防腐涂层和牺牲阳极保护等,有效可靠的防腐涂层配套体系以及合理的布置牺牲阳极保护将是保证基础有效寿命的重要措施.结合大练岛海上风电项目,提出相应的防腐涂层配套体系,详尽地分析研究牺牲阳极的布置方案和设计计算.     

我国海上风机基础形式及荷载计算问题探讨

针对我国目前海上风电基础发展现状及海域地质情况,提出目前适用于我国海域的几类风机基础形式,并以单桩基础为例说明基础设计中存在的问题和注意的地方。对海上基础设计研究做了一些探索。     

基于流固耦合的海上风机桩基础受力性能分析

为了保证海上风机桩的安全性与稳定性,基于流固耦合原理对海上风机桩基础受力性能进行分析。根据动量守恒定量构建海水域控制方程,采用流固耦合原理设计风机桩和海水交界耦合控制方程,通过Adina STRUCTURE模块分析海水对风机桩基础受力性能的影响,构建海上风机桩有限元模型,模拟不同海水体积、流速、桩半径情况下,以及在风、波浪和二者共同作用下,机桩基础受力性能。试验结果表明,海水的体积与最大应力及桩顶最大位移变化成反比,当海水体积是风机桩基础体积6倍以上时,最大应力和桩顶最大位移降低程度随海水体积增大而减小;随着海水流体入口速度的增加,机桩基础的最大应力和桩顶的最大位移不断增加;风机桩基础半径由0.4 m增加到3.2 m,机桩基础最大应力和机桩桩顶最大位移分别由0.79 MPa降低到0.61 MPa、由0.89 mm降低到0.44 mm,且风电机组桩腿基础半径变化对桩顶最大位移的影响大于对最大应力的影响;风速、波浪有效波高及周期的增加,导致风机的桩基最大载荷及桩顶最大位移逐渐增加,风和波浪的共同作用会增加基础的最大载荷和桩顶最大位移。     

海上风机基础环锚固性能有限元分析

目前福建海域海上风电机组嵌岩机位的基础常采用大直径单桩和高桩承台两种形式,由于大直径单桩基础嵌岩施工设备国内较少,因此有较多海上施工经验和施工船舶设备的高桩承台基础成为具有较高施工可靠性的基础型式。文中海上风机通过预埋在混凝土承台中的基础环将上部风机荷载传递给整个高桩承台基础,基础环是保证结构安全性的重要节点结构。一些陆上风电场中同样采用预埋基础环的风机基础,出现了因基础环晃动导致风机停运的事故,需要后期采用加固措施。海上风电机组的运行和维护条件比陆上更恶劣,一旦出现基础环锚固失效问题造成的经济损失更大,后期采用加固措施将更加麻烦且难以保证质量。因此,研究基础环结构在海上高桩承台基础中锚固机理,对于上部风机荷载有效地传递给风机基础,保证风电机组运行的安全性和可靠性具有重要意义。