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目的 海上风电开发的一个重要环节是建造合适的海上风电基础支撑结构,近年来,单桩结构成为海上风电机组的主要基础形式。单桩基础在海洋环境中的局部冲刷问题对风机结构的稳定性有重要影响。 方法 通过开展系列物模试验,对某建于砂质海床并采用大直径单桩基础的风电场工程的桩基局部冲刷特征进行了研究,分析了不同直径、水深、波浪以及水流等因素对局部冲刷深度和范围的影响,并研究了砂被和沙袋等措施的防护效果。 结果 研究结果表明,对于直径7.0 m和6.5 m两种桩基,冲刷最深处均在单桩迎水面,最大冲刷深度为桩基直径的0.8~0.9倍。 结论 采用无搭接方式铺设砂被并且采用沙袋填充冲刷坑可对桩基结构周围底床形成很好的防护,可为同类工程冲刷试验和工程设计提供参考。 相似文献
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研究包西铁路大桥冲刷规律及其防护措施,对于减少灾害,保护大桥安全意义重大。基于延河庙沟堤防工程的动床河工模型试验,观测了不同流量工况下包西铁路大桥的群桩基础局部冲刷情况,着重分析了局部冲刷成因。在此基础上,简化群桩基础模型,提出以四面六边透水框架群作为防护措施,并采用Fluent软件进行三维数值模拟,对比分析了有无防护措施两种情况下的流速分布特征。结果表明,四面六边透水框架群可大幅降低群桩基础前部及两侧行进流速,可达到减速落淤效果,该防护措施可行。 相似文献
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俞长海吕小龙姜冬菊黄丹 《可再生能源》2023,(6):780-786
文章提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络结合粒子群算法(PSO)的海上风机单桩基础优化设计方法。该方法考虑局部冲刷的影响,提高了优化计算效率和结构安全性。首先,基于6.45 MW海上风机单桩基础工程实际问题,以泥面以下部分的桩径、壁厚和桩长为设计变量,采用拉丁超立方抽样法选取样本点;然后,建立考虑局部冲刷的单桩基础有限元模型并计算响应值,构建RBF代理模型,结合PSO算法进行全局寻优。寻优结果表明:考虑局部冲刷影响的海上风机单桩基础优化设计结果更趋于安全;适当增加桩径和壁厚比增加桩长更加经济;使用RBF代理模型能显著提高优化效率。 相似文献
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针对海上风电场单桩基础结构的冲刷问题进行物理模型试验研究,采用7个直径分别为0.025、0.050、0.075、0.100、0.400、0.700、1.000 m的模型,试验流速根据实验室条件分别取0.1、0.3、0.5和0.6 m/s。试验结果显示,桩的冲刷深度与桩径的关系呈二次抛物线型。冲刷深度与桩径的比值随桩径的增大呈二次抛物线衰减,无量纲冲刷深度随流速的增大也呈二次抛物线增大,与DNV规范的推荐计算方法吻合。冲刷坑的大小与冲刷深度的比值基本为常数,与现行规范的计算方法吻合。 相似文献
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将被动调谐质量阻尼器(TMD)应用于单桩基础海上风力机,以降低风、浪联合作用下风力机塔筒结构动力响应。利用等效桩长法模拟桩基础柔性,将该方法引入气动-水动-伺服-弹性-振动控制风力机仿真程序FAST-SC,建立能考虑桩基础柔性影响的固定式风力机-TMD耦合数值仿真模型。同时,选取固定式海上风力机支撑结构一阶弯曲模态为主模态,并将TMD简化为单自由度体系,基于拉格朗日方程建立简化的单桩海上风力机-TMD耦合模型。基于该简化模型,采用响应面法分别对刚性桩基础和柔性桩基础条件下的海上风力机的TMD参数进行优化。将优化的TMD参数代入所建立的能考虑桩基础柔性影响的海上风力机-TMD耦合数值模型中,对比不同风、浪作用下TMD对采用不同桩基础边界条件的海上风力机减振效果的差异。通过对比得出:不同桩基础边界使得单桩基础海上风力机结构频率不同,所得的最优TMD设计参数也不相同,优化设计后的TMD对风、浪联合作用下柔性桩基础海上风力机的减振效果明显优于刚性桩基础。 相似文献
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鉴于透水三杆架体在护岸工程应用中表现出的较好防护效果,通过变坡水槽试验研究了圆柱桥墩采用透水三杆架体防护后行近流速、行近水深、布设密度、冲刷历时等特征因素对防护效果的影响,并分析了透水三杆架体的防护特性及最优设计防护范围。结果表明,布设密度相同时桥墩前最大冲深随流速和水深的增加而增大,水流条件不变时增加布设密度能有效缩减桥墩周围最大冲深;透水三杆架体杆件体积率大于0.229后水流条件和布设密度的变化均不能影响防护效果;透水三杆架体能有效减缓冲刷进程,冲刷历时最大可增至无防护时的3.28倍;最优设计防护范围可在不同布设密度时透水架体防护下的最大冲刷范围和2.8倍墩径之间选取。 相似文献
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为了研究复杂海洋环境下桩周冲刷对海上风力机动力响应的影响,以美国可再生能源实验室5 MW海上风力机为研究对象,建立风力机塔架-单桩-土体有限元模型,计入风浪和地震荷载对冲刷情况下的单桩式海上风力机进行动力响应研究。对比分析不同冲刷深度以及冲刷坡角对风力机系统固有频率和动力响应的影响。研究表明:当冲刷深度增加到二倍桩径时,风力机一阶固有频率降低至转子1P频率附近,容易引起共振;在风浪荷载以及风浪、地震联合荷载作用下,冲刷坡角不变,风力机最大位移与弯矩随着冲刷深度增加而增大,疏松土质条件下的增量大于紧密土;保持冲刷深度不变,冲刷坡角的变化对风力机动力响应影响较小。 相似文献
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选取福建近海岩基海床某海上风电场大直径单桩基础应用实例,结合单桩基础实际施工过程中因地质条件出现异常而导致单桩基础入岩深度降低、难以钻孔至设计桩端高程等问题,提出在单桩基础结构内部灌注桩芯砼的加强方案,并对方案在实际工程中应用的可行性进行分析,为大直径单桩在岩质海床实际应用提供切实可行的解决方案。 相似文献
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王小平 《锅炉压力容器安全技术》1997,(2):1-5
分析了医用氧舱圆柱壳体上超规范矩形大开孔的几种加强估算,探讨了开孔处结构加强一文所采用的理论估算方法和结构加强型式,经液压试验校核和应变测量结果分析,证明这种型式能保持壳体安全可靠,并且已用于实际工程中。 相似文献
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