海上风电场风机基础结构形式探讨.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2011)07—0007—02海上风电场风机基础结构形式探讨口口徐荣彬(广东省电力设计研究院，广东广州510000)摘要：分类介绍了国内外各种海上风电基础形式。风机基础是其上部结构的重要支撑结构，如何寻找一个既保证安全又经济的基础，是许多国家的重要研究课题之一。关键词：风力发电；海上风电；风机基础中图分类号：TM614文献标识码：B引言随着全球不可再生能源如煤炭、石油的日益减少，利用可再生能源呈现方兴未艾之势，风力发电规模越来越大，在我国的海岸及沙漠边缘的风力发电机组越来越多。目前，已建的风力发电机组均为陆上发电机组，而海上风力发电

2、比陆上风力发电更具有不占用陆地面积、风速比陆地大、风的方向较稳定等优点。海上风电场风机基础是将风机稳固在海上的重要建筑物，风机基础处在海洋环境，不仅要承受结构自重、风荷载，还要承受波浪、水流力等；同时，风机本身对基础刚度、基础倾角和振动频率等均有非常严格的要求。目前，很多国家在探索经济安全的海上风电基础形式，这对于我国的海上风电发展很有借鉴意义。1单桩基础(Monopile)单桩基础是最简单的基础结构，如图1所示。它由焊接钢管组成，桩与塔筒之间的连接可以是焊接法兰连接，也可以是套管法兰连接。单桩基础通过侧面土壤的压力传输风机荷载，插入深度取决于海床地质类型，一般

3、深至海床下10～20m，直径根据负荷的大小而定，一般在3～5m，壁厚约为桩直径的1％。2多桩基础多桩基础形式如图2所示。根据实际的地质条件和施工难易程度，可以做成不同根数的桩，外围桩一般整体向内有一定角度的倾斜。风机塔筒◇。。H。●。’1。-。-。。。1。●_。’1’一高强灌浆连接材{钢管连接段，qb451／匡蛋中4300一中6000／中6000‘。’。。_。_。。_。。。_。一防冲刷块7i、碎石抛填防冲剃块石、碎年吧面∥∞侧程H辇曾霹召瓣J7lI图1单桩基础示意图图2多桩基础示意图3三脚桩基础(Tripod)三脚桩基础(见图3)采用标准的三腿支撑结建材技术与应

4、用7／2011·7·构，由中心柱、3根插入海床一定深度的圆柱钢管和斜撑结构组成。钢管桩通过特殊灌浆或桩模与上部结构相连，可以采用垂直或倾斜管套，中心柱提供风机塔架的基本支撑，类似于单桩基础。这种基础由单塔架结构简化演变而来，同时又增强了周围结构的刚度和强度，在海洋油气工业中较为常见。图3三脚桩基础示意图4导管架基础(Jacket)导管架基础如图4所示，它是一个钢质锥台形空间框架，以钢管为骨棱，基础为三腿或四腿结构，由圆柱钢管构成。导管架基础形式在深海采油平台的建设中已经成熟应用，可推广应用于海上风电。图4导管架基础5重力式基础(GravityBased)重力式基

5、础(见图5)一般为钢筋混凝土沉箱结构，依靠其自身的重力使风机保持垂直，为避免基础与海床间的浮力，需具有足够的压重，因此，重力式基础是所有基础类型中体积最大、质量最大的。在与海平面接触的部位，为了减小冰荷载带来的影响，可将其设计成锥形。图5重力式基础示意图6负压桶基础吸力式基础在浅海、深海均可应用，其中浅海吸力式基础也称为负压桶基础(SuctionBucket)，如图6所示。这是一种新的基础结构概念，实际上就是传统桩基与重力式基础的结合。所谓负压是指用来安装桶基时所采用的方法，其目的是负压效应可以部分承担动态峰值荷载。图6负压桶基础示意图7浮体结构支撑在深海海域，

6、风机基础称为浮体结构支撑，包括浮体结构和锚固系统。当水深>50m，采用其他形式的基础不经济时，就可以考虑采用浮体结构支撑。浮体结构是漂浮在海上的合式箱体，风机塔架固定于其上，根据锚固系统的不同而采用不同的形状，一般为矩形、三角形或圆形。锚固系统主要包括海底桶式基础和连接设备，连接设备大体上可分为锚杆和锚链两种，锚固系统相应地分为筒定式锚圈系统和悬链线锚固系统。相比较而言，固定式锚固系统比悬链线锚固系统要好，因为前者可以使浮体结构的大部分沉没在海平面之下，使得波浪荷载最小化，增强了浮体结构的稳定性。浮体结构支撑还包括张力腿式和船式等。张力腿是采用锁链拉紧固定在海底

7、，成为一个不可移动或迁移的浮体结构支撑(见图7)，通过操作张紧连·8·Research&ApplicationofBuildingMaterials文章编号tIX)99-i41(2011)070009—03关于农村房屋抗震性能的思考口口张慧鹏(Ih阿建筑职业技术学院，山西太原030006摘要：结台近年来我国发生曲几次地震的破坏衙况，分析7农村房屋抗寓能☆的现状，剥提高农村房屋的抗震性能提女T若干建议美键词：东村卑垦，抗霹挫能．抗震拦拖中国分类号：⋯24I4文献标识码：A一'l自我幽足世抖l。遭受地震灾害最严重的闻家之一，大陆6～9级地震区占幽十lfii秘的80％

8、。而我刚的住房建筑有很多