海上风电桩基局部冲刷试验研究

风电桩基既承担风机自身荷载,又受到叶片转动的侧向压力,桩基稳定性至关重要。海上风电桩基不仅受潮汐双向水流和波浪共同作用的影响,而且桩基尺度介于通常的桥墩和码头桩基之间,局部冲刷具有一定特殊性。通过建立1∶60的正态模型,研究了洋口海域海上风电桩基在波浪、潮流及波流共同作用下的局部冲刷。结果表明:潮流是控制该海域桩基局部冲刷的主导因素;往复流作用下的冲刷坑形态呈椭圆形,最大冲刷深度约为恒定流的80%;当波流共同作用时,由于桩前波浪振荡水流的作用,泥沙较水流作用时更易起动,局部冲刷显著增强,最大冲刷深度为潮流和恒定流作用下的2.0与1.7倍;韩海骞公式计算值按照系数0.75折算后与波流作用下的桩基冲刷深度试验值较为吻合。根据试验结果,建议对桩基周边局部冲刷坑进行抛石防护,确保海上风机的安全稳定。     

海上风电斜桩基础局部冲刷数值模拟研究

海上风电项目中导管架斜桩基础应用越来越多,研究斜桩基础局部冲刷效应非常重要.采用Flow3D数值模拟方法,建立斜桩基础局部冲刷数值模拟,分析不同桩基倾斜角度以及桩径对斜桩基础局部冲刷效果的影响规律,得到了以下结论:斜桩桩周土体局部最大冲刷深度均随时间变化先迅速增大再缓慢增加,流态稳定后,冲刷深度也趋于稳定,直径为2.3...     

海上风电吸力桶导管架基础施工技术研究

以大连庄河海上风电项目为例,开展了对海上风电吸力桶导管架基础施工工艺、沉贯安装关键技术及施工过程中的监测内容、监测方法及精度控制等深入研究,提出了对测量精度、质量检验与验收的要求与注意事项.解决了海上风电吸力桶导管架基础施工诸多技术问题,可供类似工程借鉴.     

海上风机单桩基础局部冲刷计算分析

依据波、流联合作用下的韩海骞公式计算江苏某海上风电场桩基局部冲刷深度,再采用SACS软件对结构进行分析结果表明,局部冲刷增加桩身侧向位移,降低整机频率,疲劳损伤大。解决这些问题可通过加大桩径和桩长,要设计出既经济又安全的基础尺寸,还需结合实际工程的冲刷观测结果进行更准确的预测。     

基于局部冲刷模型的海上风电单桩水平承载特性研究

复杂的海洋环境下海上风电单桩基础周围会出现局部冲刷现象,因此研究冲刷条件下单桩基础的承载特性具有重要的工程意义。采用现场勘测和数值模拟相结合的研究方法,开展江苏辐射沙洲海域局部冲刷条件下某单桩基础水平承载特性研究,得到以下主要结论：(1)多波束测深系统勘测显示,典型6 MW单桩基础桩周最大冲刷深度达8.6 m;(2)ABAQUS数值分析显示,冲刷坑导致单桩基础水平承载力下降约18.2%;(3)桩身挠度曲线在距离冲刷26.7 m处出现了明显的拐点,导致p-y曲线特征参数发生显著变化。上述研究结果表明,该海域海上风电场冲刷现象严重,会影响单桩基础承载特性。     

破碎波作用下单桩基础局部冲刷试验研究

破碎波在近岸地区会引起剧烈的泥沙运动,导致破碎带内单桩基础发生局部冲刷,严重威胁单桩基础结构稳定性。该文在波浪水槽中采用中值粒径0.32mm的原型沙铺设平床沙坑,开展破碎波单桩冲刷试验,规则波经过坡度1:20的斜坡后,浅化破碎在矩形沙坑区域,分析桩基和破碎点的间距与波长之比α对单桩基础最大局部冲刷深度S_max及冲刷形态的影响。研究结果表明：破碎波翻卷产生湍流以及流动的纵向发展是引起冲刷的重要因素,使得相对距离α与最大冲刷深度S_max密切相关;沙床在破碎波作用下形成沙坝和滩槽结构,持续影响单桩局部冲刷的演变过程,当相对距离α=0.35～0.55时,由桩基引起的净冲刷最为显著,同时在滩槽地形叠加下,桩周的最大局部冲刷深度可达0.5倍桩径。     

波流作用下单桩结构局部冲刷试验研究

单桩结构引起的局部冲刷不能忽视,需要对单桩结构的冲刷规律进行研究。本文利用系列模型延伸法进行波流作用下单桩局部冲刷试验研究,流态发现波流共同作用时,在单桩结构处形成"漩涡状圆环"褶皱,绕过单桩结构后,圆环向两侧发散。局部冲刷试验表明冲刷形态与动力特征一致。极端高水位条件下,最大冲刷深度为5.10m,冲刷深度-2.00m以上范围最远在单桩中心约6.50m半径周围,横向约12.00m,纵向约9.00m。     

双向流作用下海上风电单桩基础局部冲刷实验研究

海上风电场风机基础的局部冲刷,是涉及到风机全生命周期安全工作的最重要的因素之一.该文参照上海东海大桥海上风电场的潮流观测资料进行实验设计,利用双向造流系统和冲刷专用水池进行多种比尺的物理模型实验研究.结果 表明:双向流条件下基础周围冲刷坑以单桩为中心向外辐射延伸,冲刷坑深度沿着单桩四周逐渐减小,各个方向的冲刷范围和深度...     

基于Flow3D的海上风电单桩基础冲刷防护数值模拟研究

基于江苏竹根沙海上风电场项目典型海域水文地质资料,采用Flow3D数值模拟方法,建立单桩基础局部冲刷数值模拟,分析不同尺寸圆形防护板对单桩基础局部冲刷保护效果的影响规律,得到了以下结论:无防护板时,单桩基础冲刷稳定阶段对应的最大冲刷深度为1.099 m;设置直径为36 m的圆形防冲刷板后,水流流速在防护板与泥面之间的小...     

近海风电场设计潮位确定初步探讨

在近海风电场工程设计中,设计潮位是一项重要的水文参数。由于风电场工程区常缺乏长期验潮资料,需利用附近具有长期实测资料的海洋水文测站作为参证站,采用多种方法计算设计潮位。文章在总结众多研究成果的基础上,将潮汐性质相似性判断的定量指标及标准应用到近海风电场潮汐相似性检验中,采用短期同步差比法和相关分析法计算近海风电场的设计高、低水位。计算结果表明,笔者推荐的方法是合理、可行的。     

海上风电单桩基础载荷影响因素研究

参照IEC61400-3标准,使用GH Bladed软件对福建浅水区域影响单桩基础载荷的因素进行多工况仿真计算分析表明,支撑结构的频率对基础载荷的影响较大,而塔架结构中的壁厚在一定的变化范围内对基础载荷的影响较低;基础极限载荷随极限风速增大而增大,而浅水区域极限海况对基础载荷的影响较小。     

海上风电场内部电气系统布局经济性对比

海上风电场内部电气系统布局方案是近年来研究的热点,不同的布局方案直接影响风电场的投资成本和输出电能的可靠性等风电场经济运行指标。在已有4种布局基础上提出了多边环形布局,并在综合考虑投资成本和故障机会成本（由于海底电缆故障所损失的应得发电收益）这2个因素后对5种布局方案的总成本进行了评估,对影响总成本的几个重要参数进行了灵敏度分析。     

近海风电场海上建筑物安全监测设计优化研究

介绍了近海风电场海上建筑物安全监测的目的、意义、监测设计的原则和监测项目及其设置方法,对设计原则和监测项目等进行了分析和讨论,对监测仪器设备的安装提出了措施,可供相关工程的安全监测参考。     

海上风电场并网控制系统建模与仿真

针对海上风电场容量大、距离远的特点,提出了基于电压源换流器（VSC）高压直流输电（HVDC）的海上风电场并网方案,分析了双端口VSC-HVDC的基本运行原理和VSC的数学模型,建立了连接风电机组侧VSC的功率控制器和连接并网侧VSC的电压控制器。为验证方案的可行性,在MATLAB/Simulink中建立了双端口VSC-HVDC的海上风电场并网模型,并模拟实际运行情况进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的并网方案以及设计的控制系统能够实现海上风电机组的并网和稳定运行。     

杭州市九堡大桥桥墩局部冲刷试验研究

九堡大桥建于钱塘江河口段七格弯道的弯顶。遵照重力相似、模型沙起动流速相似和水下休止角接近原则建立小比尺正态模型进行桥墩局部冲刷试验研究,预测桥墩基础的冲刷深度,分析两岸边墩对海塘的影响,为工程设计提供依据。     

考虑局部冲刷影响的钱塘江过江隧道最大冲刷深度试验研究

钱塘江河口河床是冲淤变幅大的地区,过江隧道最大冲刷深度常成为工程设计的关键参数之一。以青年路过江隧道为例,运用正态水槽模型试验,分别模拟了过江隧道河段的自然冲刷和邻近涉水工程如丁坝引起的局部冲刷,分析两类冲刷对隧道的影响,并从工程安全出发,提出了最大冲刷深度的确定方法,与其他研究手段比较,结果较为一致,可为过江隧道、海底管线等隧道的合理设计提供科学依据。     

丁坝局部冲刷研究现状与展望

分别从丁坝附近水流结构、回流区范围、坝头局部冲刷机理、坝头局部冲刷影响因素和坝头最大冲深计算公式5个方面回顾了丁坝冲刷研究成果,认为:①水流结构是开展后续研究的基础;②相对回流区长度与断面缩窄比是否存在相关关系、相对回流区长度野外观测值与概化公式为何差距甚远、对坝头局部冲刷有重要影响的各因素中哪一个或哪几个占主导等问题尚无定论;③对于坝头局部最大冲深影响因素的研究甚多,但有些因素的研究结果不一,还有一些对冲深有重要影响的因素研究很少;④丁坝坝头局部最大冲深的计算公式一直存在理论性不强的缺陷。