软基上的风机塔架基础结构接触特性研究

针对砂土软基上的大型风力发电机组塔架基础结构,基于ANSYS平台建立了三维有限元数值模型,引入了基础钢环与混凝土及砂土地基之间的非线性接触,研究了软基对风机塔架基础特殊形式的受力影响,明确了塔架基础结构的受力特性和规律.对基础与地基的脱开、滑移现象进行了细致的分析.研究认为,对于大型风机基础分析考虑接触特性是必要的.该研究成果为风机基础的设计和优化提供了科学依据.     

大型风机扩展式基础上阶高度敏感性分析

针对大型风机扩展式基础台阶上阶高度的变化,基于ANSYS平台建立了不同高度的多工况三维有限元数值模型.引入基础钢环与混凝土及地基之间的非线性接触,研究了上阶高度变化对风机塔架基础特殊形式的受力影响,明确了基础结构沉降规律.对台阶变化引起的结构受力特性的改变进行了分析,确定和提出了合理的台阶高度范围.     

大型风力发电机组基础结构配筋型式研究

建立了风机扩展式基础结构的三维有限元数值模型,结合风荷载的复杂性,对基础结构各种配筋方式进行计算分析。引入接触设置和混凝土材料非线性,研究了双向正交与径环向配筋等方式对结构受力和变位的影响,分析了不同荷载作用方式的影响程度,明确了基础结构受力和变位规律。计算结果提出了风机基础设计合理的、经济的配筋方法,为基础的设计和优化提供了科学依据。     

海上风电塔架-筒型基础结构流激振动响应分析

从海上风电塔架和基础结构的设计出发,首次通过简化风机叶片和轮毂,并考虑基础和地基的限制作用,建立简化风机-塔架-基础-地基整体模型,分析塔架-钢混组合结构筒型基础的振动特性,并研究该整体模型在风荷载下的流激振动响应状况。既验证了近海滩涂地区采用钢混组合结构筒型基础的可行性,又为海上风电塔架-基础结构的设计、安全鉴定提供重要的参考手段。     

风机混凝土扩展基础施工冷缝缺陷检测与评估技术

风机混凝土扩展基础结构具有大体积、钢筋分布密集等特点,加之现场施工条件的局限,常会出现施工冷缝和蜂窝孔洞等施工缺陷,为结构安全运营造成严重的安全隐患.针对这些施工缺陷,目前尚无成熟的检测和评估方法.本研究在充分考虑风机基础混凝土结构特点的基础上,首次将国内外较先进的混凝土冲击回波检测技术应用于风机基础混凝土检测领域,结合小范围钻芯取样验证的方法,确定了基础施工缺陷;并参照美国混凝土结构设计标准ACI318-2008的方法对风机混凝土扩展基础结构的安全性进行评价.实践证明冲击回波检测与钻芯取样相配合可以应用于风机混凝土现场缺陷检测.     

反向平衡法兰风机基础设计初探

反向平衡法兰在我国风电场的风机塔筒与基础的连接中逐渐开始应用。在分析反向平衡法兰基础结构及受力特点的基础上,从预应力锚栓组合件、混凝土结构及温度控制方面,提出风机基础设计一些思路。     

广西金紫山风电场风机基础安全监测

风机基础是确保风力发电机组安全稳定运行的决定性因素,它要承受从风机塔架通过金属环传到基础的各类荷载,与其他发达国家相比,我国风机基础设计方法还不完善,鉴于风机基础的重要性,对塔筒、风机基础的监测显得尤为重要.笔者结合广西金紫山风电场的具体实例分析,提出山地风电场风机基础安全监测.     

简支热轧型钢组合梁设计

正本文提出将成品热轧H型钢作为简支钢梁,与混凝土桥面板形成组合截面共同受力,具备了组合梁的优点。为小跨径桥梁桥型选择提供解决方案。本文介绍了简支型钢组合梁的整体设计思路,详细阐述了其构造设计及相关计算。钢混组合梁由钢梁和混凝土桥面板形成组合截面共同受力,充分发挥混凝土的受压性能以及钢材的受弯性能,使钢混组合梁具有延性好、抗震能力高、承载能力大的优点。钢混组合结构最早产生于20世纪初期。自20世纪50年代之后得到了迅速的发展,从20     

基于ABAQUS对风机基础加固前后应力与损伤分析

针对风机基础加固后是否能有效降低承台应力水平,在极端荷载工况下是否出现损伤破坏等问题,以华东某49.8 MW风电场项目为例,利用ABAQUS及混凝土损伤塑性理论建立了风机基础加固前后数值模型,并对钢筋及混凝土的应力与损伤进行了计算分析。结果表明,加固前台柱部分基础环外侧混凝土的损伤较为严重,承受拉、压应力的能力较低;加固后混凝土承台最大拉、压应力显著降低,加固体与基础环上部接触的部位几乎没有产生损伤。通过加植竖向、径向等钢筋和加大台柱截面等措施可以在一定程度上增强承台整体结构承载能力,嵌固板环梁式加固法可使基础满足更高风力标准,增大整体基础支撑系统重力,提高其稳定安全性。该成果不仅对预估风机基础结构的安全性评价具有重要意义,而且对同类工程设计和施工具有一定的参考价值。     

竖缝对风力发电机组装配式混凝土塔筒结构特性的影响分析

预制装配式混凝土风机塔筒是将塔筒沿高度分成若干环段,每环段等分成若干片运输便利的预制混凝土构件,再由环片拼装形成整体,并通过预应力锚固体系和环向连接件保证整体性能的新型塔筒方案。该方案具有预制构件尺寸可控、施工便利、现场安装简易等优势。文章采用ANSYS有限元软件,研究竖缝对预制装配式混凝土塔筒结构特性的影响,结果表明:预制装配式混凝土塔筒竖缝对风机塔架整体结构的固有频率影响较小,但可导致结构受力不均匀而引起局部环向拉应力偏大;合理的纵向预应力体系有利于装配式塔筒的竖向和环向受力;竖缝缝面通过环向连接件可以实现环向结构的整体性。     

近海风电筒型基础风机结构地震 动力响应分析

为研究近海风电筒型基础风机结构的地震动力响应,基于ABAQUS软件的UMAT平台嵌入了能够反映土体非线性与滞后性的等效线性动本构模型,考虑土—结构相互作用（soil-structure interaction, SSI）,针对国内某近海风力发电系统构建“桨叶—塔架—筒型基础—土体”的有限元—无限元耦合分析模型,在静力分析的基础上采用时域分析法对其进行动力响应分析。研究表明,SSI效应会降低结构的自振频率;在地震动作用下,该风机高塔结构水平向加速度响应在塔架2/3高度附近处最大,竖向加速度响应则沿塔架高程一直增大,且其放大效应强于水平向。     

近海风机基础-塔架结构体系振动监测与动力响应分析

我国东部近海区域目前建设的风电场基本均采用桩基结构,桩基一塔架结构体系是典型的细长高耸结构,在复杂海洋环境载荷作用下具有明显的动力性质、随机性质和非线性性质。本文结合江苏响水近海试验风机长期的桩基础一塔架结构体系振动监测数据,分析了结构体系振动与风、浪等环境荷载的相关性,结果表明：振动加速度与风速均方差存在明显的相关关系,塔架顶部的振动加速度随均方差的增大而增加;建立模型进行了动力有限元计算分析,计算结果较好反映了响水近海试验风机不同工况的动力响应。研究成果具有一定的工程应用价值,可为海上风机基础设计提供参考。     

环境荷载联合作用下海上风电结构动力响应分析

为研究海上风电结构在复杂的海洋环境中承受环境荷载(风、波、冰、流)的联合作用时,结构产生的剧烈的动力响应问题。文章以三脚架基础海上风电结构为研究对象,采用ANSYS有限元软件建立其整体模型并进行荷载(风、波、流和风、冰、流)联合作用下的静力校核,通过对环境荷载联合作用下的三脚架基础海上风电结构进行瞬态分析,掌握其动力响应的特性及规律。结果表明:三脚架基础结构的一、二阶自振频率均为0.285Hz,在所选风机允许的频率范围内,可以保证整体结构不会与风机转动发生共振;风荷载在风、波、流荷载联合作用下主导控制结构响应的稳态波动,冰荷载在风、冰、流荷载联合作用下主导控制结构的稳态振动过程;塔筒顶端呈现的位移和加速度响应均远大于三脚架基础顶端;环境荷载联合作用下结构动力响应是环境荷载单独作用下动力响应叠加的结果。     

风力发电机无张力灌注桩基础数值分析

无张力灌注桩基础是一种新型的风机基础型式,特别适用于湿陷性黄土的地质条件,相对于传统基础,优化了结构型式、降低了造价。结合红寺堡风电场风机基础设计,通过有限元分析的方法,建立无张力灌注桩风机基础的有限元分析模型,对极端工况下基础的应力、位移、地基应力与沉降等进行了计算分析,为完善风机基础结构设计提供了依据,可供同类地质条件下风机基础结构的优化设计参考借鉴。     

海上风机三桩基础与上部结构动力响应分析

基于ANSYS有限元平台,建立了海上风机三桩基础与上部结构一体的三维模型;采用Block Lanzcos法进行模态分析,得到风机结构的各阶模态振型,确定了结构的振动特性;并结合模态分析结果,考虑周期性波浪荷载的作用,对结构模型进行了瞬态动力分析。结果表明:海上风机三桩基础与上部结构模态振型较容易表现为弯曲形式,结构的抗弯性能要求较高。在波浪荷载作用下各关键部位的位移与应力时程曲线随时间的变化规律都表现为周期性波动,但又存在差异。对于位移时程曲线,离基础越远的部位,其位移幅值越大,波动非线性特性也越明显;对于应力时程曲线,应力幅值主要位于立柱顶端,即立柱与塔筒连接部位。波浪荷载对结构的受力和变形影响较大,不容忽视。     

风力发电机组钢筋混凝土基础设计问题的探讨

分析和总结了风电机组钢筋混凝土基础设计的主要原理及方法,根据预埋基础筒环的受力机理,提出了目前基础混凝土承载能力验算中存在的问题及其后果,结合实际工程破坏事故实例进行了分析研究。最后对预埋筒环钢筋混凝土风机基础的设计提出了建议。     

黏土地基近海风机桶形基础累积变形研究

基于黏土循环累积变形的半经验公式,将土体循环累积变形等效为蠕变,形成了近海风机桶形基础累积变形的有限元计算方法。在长期实测响水近海海域风、浪数据的基础上,以已建2 MW风机参数进行分析,得到了不同循环作用次数下桶形基础中心沉降量、不均匀沉降量和倾斜率。计算结果表明,风机运行期内桶形基础变形可满足风机运行要求。     

基于桩筒复合基础海上风机振动特性分析

海上风机所处环境复杂,在风、波浪等随机动载作用下易发生共振破坏。为研究采用桩筒复合基础海上风机的振动特性,选择合理的基础设计参数,利用有限元软件ABAQUS进行海上风机整体建模,采用Block Lanczos方法进行模态分析,同时将所得自振频率与外荷载频率进行对比研究,并分析不同基础形式与不同基础约束条件下的风机整体振动特性。研究发现:前2阶水平弯曲频率与第3阶扭转频率为判断风机整体共振的主要频率;与单桩基础相比,桩筒复合基础能够有效增加风机抵抗水平荷载的能力,且在该设计参数条件下风机能够避免共振的发生;在基础设计时,应考虑桩土相互作用(PSI)的影响。