砂性基础大直径单桩水平承载力预测模型

研究江苏岸外辐射沙洲大直径单桩水平承载特性,基于现场试桩和有限元数值模拟相结合的研究方法,开展单桩水平极限承载力分析数值模拟。得到主要结论如下：试桩的桩身挠度在近桩底处趋于零,呈现典型的柔性桩特征;随着水平载荷的增大,试桩桩身最大弯矩逐渐增大,所在位置逐渐下移,约在泥面以下2.2D～2.5D处;提出大直径单桩水平极限承载力预测模型,基于该模型所得单桩水平极限承载力预测值与数值模拟结果相符得很好,平均相对误差仅4.9%,最大相对误差小于11%。     

海上风电场大直径钢管桩抗压承载力试验

为研究超大直径钢管桩的抗压承载性能,中广核如东150 MW海上风电场试桩工程采用现场试验的方式,对直径为2 800mm的大直径钢管桩开展单桩轴向抗压静载试验。试验采用快速维持荷载法,结果表明:该桩径为2 800mm、埋深超过80m大直径钢管桩的极限承载力超过50 000kN;桩端轴力约为桩顶荷载的10%,说明传递到桩底的荷载较小,试桩表现出摩擦型桩的特性;大直径开口钢管桩的闭塞效应不明显,钢管桩内侧摩擦阻力较大,导致根据桩身轴力求得的总侧摩阻力明显高于岩土工程勘察报告推荐的数值。     

海上风机单桩基础沉桩施工作业要点概述

海上风机单桩基础沉桩作业需要多种船舶机械设备与工装吊梁索具等,只有选择符合要求的船机设备与工机具,才可保证施工目标的顺利完成。为了遴选符合的船机设备及工机具,对比国内外单桩施工的不同,以某项目单桩沉桩为背景,具体分析主浮吊船的选择考虑要点与液压桩锤的可打性;并通过对稳桩平台的校核分析及单桩沉桩其他施工作业要点的说明,给出了国内海上风机单桩沉桩施工船机设备及工机具选择的考虑要点,及相关校核分析方法。本文可为海上风电场单桩基础沉桩施工船机选择、稳桩平台设计校核、施工组织及方案编制提供参考。     

海上风电开孔单桩承载特性数值模拟

为分析开孔对单桩基础水平方向和轴向承载特性的影响规律,采用Abaqus数值分析软件建立大直径单桩基础桩身开孔数值模型。结果显示：桩身开孔对大直径单桩基础的水平承载特性有一定的影响,当水平载荷为1 050 kN时,开孔桩桩顶的水平位移为0.030 m,无孔桩桩顶的水平位移为0.026 m,两者相差13.3%;桩身开孔对大直径单桩基础的竖直承载特性影响不明显,当轴向载荷小于12 000 kN时,开孔对桩的竖直承载特性的影响可忽略不计;桩身开孔导致应力集中现象,竖直载荷和水平载荷作用下的应力集中系数分别为4.2和1.1。研究成果可为海上风电施工建设提供参考依据。     

海上风电制氢关键技术及突围路径

海洋可再生能源非常丰富,但能量难以储存。利用海上可再生能源发电制备绿氢,可为绿色能源的储存提供全新的思路。本文主要分析了海上风电制氢关键技术,详细论述了海上水电解制氢技术、海上氢能储运技术、海上制储氢装备设计以及海上制储氢方案4个方面,并对国内海上风电制氢关键技术进行了对比与总结。在此基础上提出了相关对策和建议,为我国海上风电制氢技术与装备的创新发展提供参考。     

砂性土中海上风电单桩基础水平极限承载力确定方法对比

总结已有的3类单桩基础的水平极限承载力确定方法,分别为极限平衡法、p-y曲线法和定性方法,并结合试验实例研究采用不同方法计算得到的水平极限承载力之间的差异性。结果表明：不同方法求得的结果差异性较大,最大差距可达38.84%。鉴于无统一的方法,以及采用不同方法得到的结果差异性较大,单桩基础的水平极限承载力确定还需要进一步研究。     

大直径超长钢桩溜桩长度计算新方法

对海洋钻井平台钢桩施工中出现的溜桩现象进行了理论分析,提出了采用静力平衡法计算溜桩长度的新方法。该方法考虑了边载效应,引入了动力效应系数,适用于海洋工程中应用较多的大直径超长钢桩溜桩长度计算。荔湾3-1气田中心平台应用结果表明,新算法计算结果与现场实测数据较为吻合,可以用于桩的可打入性分析,指导海上打桩作业的顺利完成。     

大直径桩连续打桩过程中桩周土阻力衰减规律

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海上风电单桩基础服役状态现场监测

为了解风电结构在复杂环境中的真实服役状态,对2个风电单桩基础机位先后开展结构振动监测和水下地形扫测,通过分析现场实测数据,分析包含振动特性和冲刷情况在内的风机支撑结构服役状态,并结合设计数据对实测结果进行讨论。现场测试分析结果可为海上风电结构的服役状态监测和设计优化研究提供参考。     

基于均匀和局部腐蚀模型的海上风电单桩基础承载特性

针对不同腐蚀形式对海上风电大直径钢管单桩基础承载特性的影响进行研究。基于Abaqus大直径钢管单桩有限元数值模型,分析均匀腐蚀、局部腐蚀以及均匀腐蚀与局部腐蚀联合作用对大直径钢管单桩水平和竖直承载特性的影响规律。结果表明：均匀腐蚀对单桩基础桩顶挠度影响显著,当腐蚀时间达20 a时桩身最大挠度增幅为15.9%,此时在局部腐蚀作用下其增幅仅2.0%;均匀腐蚀对单桩基础竖直沉降量影响较大,当腐蚀时间达20 a时桩顶沉降量的最大增幅为21.8%,此时在局部腐蚀作用下其增幅仅4.1%;在水平载荷作用下,局部腐蚀和均匀腐蚀均会导致桩身最大应力增大,且无论在水平载荷还是在竖直载荷作用下,在局部腐蚀处均出现小范围的应力集中现象。研究成果可为海上风电大直径钢管单桩基础防腐措施提供理论支持。     

海上风电单桩基础累积变形简化计算方法

在海上风电单桩基础设计中,为获得可用于工程实践的单桩累积转角简化计算方法,开展室内模型试验,分别获得台风循环载荷和长期小幅值循环载荷情形下计算单桩累积转角的经验公式。在此基础上进一步建立单桩累积转角简化计算方法,并以南海北部近海海域的工程实例为例,详细说明海上风机单桩基础累积转角的计算流程,根据该海域的风浪特征确定计算公式中与场地相关的参数取值,得到适用于该地区的单桩累积转角计算公式。     

海上风电安装船及关键装备技术

分析海上风电安装特殊的施工条件,揭示海上风电安装施工中面临的主要困难和风险;回溯国内外风电安装船的发展历程,解释海上风电安装对海况、安装任务的适应性需求;重点研究对比国内外安装船核心装备,并分析我国风电安装技术水准与前进方向,为我国海上风电安装技术和装备的发展提供借鉴和建议。     

漂浮式海上风电机组全生命周期成本分析

针对国内漂浮式风电全生命周期成本研究尚不足的问题,提出一种评估漂浮式海上风电机组全生命周期成本细分的方法。该方法将漂浮式海上风电机组全生命周期划分为前期调研、设计、制造、安装、运行维护和拆解等6个阶段,涉及每个阶段的阶段成本,并将各阶段成本细分为不同的子成本,得到全生命周期多层次成本构成,并据此分析获得影响全生命周期总成本的关键变量。以某半潜式浮式风机为例,分析其全生命周期每个阶段的成本构成,从而获得最重要的成本,并将其最小化以提高浮式风机经济效应。研究结果表明,控制制造成本和安装成本是提高浮式风机经济性的关键。     

深水海上风机吸力桶导管架基础承载特性

针对海洋深水环境,设计适应70 m水深的四桶导管架结构形式,并在此基础上设计相同高度和主腿斜度的三桶导管架基础。采用Abaqus有限元软件建立导管架结构-吸力桶-土体整体有限元模型,通过对比分析探究海上风电深水吸力桶导管架基础的承载力特性。研究发现：吸力桶与土体的位移一致性程度可反映基础水平极限承载力大小,四桶导管架基础的综合承载特性优于三桶导管架基础;加载高度对四桶导管架基础的水平承载力特性有重要影响,基础水平承载力随着加载高度增加逐渐减小;加载方向对四桶导管架基础水平承载力影响较小。     

海上风电支撑结构设计问题探讨

对风电设施的支撑结构的设计问题进行了探讨。对支撑结构的荷载确定,动力分析,疲劳分析,基础形式等问题进行了阐述和分析,提出了风电支撑结构设计时需要注意的问题。     

系泊锚在海上浮式风机中的应用

综合调研现有海上浮式风机的种类、特征和系泊锚的基本情况,对于现有浮式风机常用的吸力锚、拖曳锚、重力锚在实际工程中的应用、设计施工考虑要点、优势与局限性进行分析。结果表明,深吃水立柱式(Spar)结构配吸力锚、半潜式结构配拖曳锚、张力腿平台(Tension Leg Platform, TLP)结构配重力锚是目前常用的配套形式,其中半潜式结构配拖曳锚认可度最高。上述结果可为我国海上浮式风机系泊锚型的选取与设计提供相应的参考依据。     

复合荷载作用下锚杆重力式海上风机基础的地基承载特性

针对最近提出的锚杆重力式海上风机基础形式，采用通用有限元分析软件ABAQUS研究了复合加载条件下此新型基础的承载特性。采用Swipe方法与固定位移比法构造了V（竖向）-H（水平）荷载平面的地基破坏包络线，计算结果表明：随着弯矩的增大，包络线会逐渐缩小。