海上风电基础分类记录
三桩基础海上风机结构的比较分析
三桩基础海上风机结构的比较分析海上风机是指安装在海上的大型风能利用设备，是清洁能源领域中的一个重要组成部分。
现代海上风机的结构主要由塔座、机舱、叶片、轴和基础组成。
基础是保持整个海上风机稳定的重要组成部分，也是传递风机重量和风载荷的属性之一。
基础适当的设计和施工是保证海上风机可靠性和长久稳定运行的关键之一。
目前，海上风机的基础结构主要有三种类型，分别是单桩基础、桶形抗拔基础和吊扣式基础。
下面将对这三种基础结构进行比较分析。
1. 单桩基础单桩基础是一种简单、成熟、可靠的基础结构，可应用于水深不超过30米的浅海风机，该风机通常使用普通开挖船安装，成本较低。
在单桩基础的设计中，桩的直径、长度和钢板堆垛方式等参数需要精细化计算和调整，以确保桩基能够承受风载、水动力、震动和永久荷载的各种作用力，保证风机的稳定运行。
与其他基础结构相比，单桩基础的优点是施工相对简单，适用范围广，成本低廉。
但是，单桩基础的主要缺点是其对泥土层的依赖性较高，桩基施工流程中使用重型打桩机或现场钢板打桩常会引起水质污染和水下噪音干扰，因此，其适用范围受限，需要充分考虑海洋环境对基础的影响等制约因素。
2. 桶形抗拔基础桶形抗拔基础是另一种常用的海上风机基础结构，通常适用于25至50米深度的水域。
桶形基础的设计是在打预应力混凝土桶体的时候将桶内下部空泡，以提高抵抗弯矩的能力和抗拔性能。
相比于单桩基础，桶形基础在深海或海底地形复杂的地方表现更为出色，具有刚性强、耐风载性好和可减少海洋环境污染等优势。
值得注意的是，桶形基础的施工工艺比单桩基础要复杂一些，需要使用更多的施工设备和人工，所以桶形基础的施工成本比单桩基础更高。
另外，一个缺点是他的模拟需求和设计流程要比单桩基础更为复杂。
此外，由于桶形基础需满足上下游良好的模拟特性，它在提高海底安全系数的同时与其上面的形成很好的一体化，有效地减少了海上风机的摇晃，因而得到了广泛的应用。
3. 吊扣式基础吊扣式基础是一种具有高度灵活性和可重定位性的海上风机基础结构，主要用于深海和远海风机安装。
海上风电机组基础结构-第五章
Smin h
1 2Hmax Wh
式中
Smin ——需要的最小锚链长度（m）； W ——单位长度锚链的下水重（N/m）； h ——从浮箱底到海底的距离（m）； H max ——作用于锚链上的最大水平力（N）。
张力腿式基础的重力小于浮力，所相差的力 量可依靠锚索拉力来补偿，而且此拉力应大 于由波浪产生的力，使锚索上经常有向下的 拉力，起着绷紧平台的作用。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
张力腿式基础的特点
优点
张力腿式基础具有良好的垂荡和摇摆运动 特性。
缺点
缺点是张力系泊系统复杂、安装费用高， 张力筋腱张力受海流影响大，上部结构和 系泊系统的频率耦合易发生共振运动。
5.2 浮式基础的一般构造及设计要点
锚链系统
锚固系统的弹性程度取决于锚链的重量和预紧力，得到最佳的预紧力 并选取相应的锚链规格，应按不同组合进行模型试验，记录相应峰值， 然后通过综合分析，确定最大链力Fm a x。
最大链力确定后，可以计算出所需锚链的长度；对于搁置于水平海底 上的锚链长度，可按下式计算：
5.1 浮式基础结构型式及其特点
Spar式基础特点
Spar式基础吃水大，并且垂向波 浪激励力小、垂荡运动小，因此 Spar式的基础比半潜式基础有着 更好的垂荡性能，
但是由于Spar式基础水线面对稳 性的贡献小，其横摇和纵摇值较 大。
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.3 张力腿式基础
张力腿式基础主要由圆柱形的中央柱、矩形 或三角形截面的浮箱、锚固基础组成。
第五章：浮式基础
内容大纲
5.1 浮式基础结构型式及其特点
5.1.1 Spar式基础
5.1.3 半潜式基础
5.1.2 张力腿式基础 5.1.4 新型浮式基础
海上风机基础形式
海上风机基础形式（原创实用版）目录一、引言二、海上风力发电基础形式概述1.定义及分类2.发展背景及意义三、海上风电机组基础结构1.现今主要形式2.各类基础结构的适用情况及优缺点四、海上风电基础的发展趋势五、结论正文一、引言随着全球气候变暖和能源价格的持续上涨，发展新能源和可再生能源已成为世界各国的共同关注。
其中，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，得到了越来越多国家的重视。
为更好地推广和应用海上风电技术，本文将对海上风力发电基础形式进行分析和探讨，以期为海上风电场的建设提供借鉴和参考。
二、海上风力发电基础形式概述1.定义及分类海上风力发电基础形式是指支撑海上风电机组的建筑物或结构物。
根据不同的分类标准，海上风电基础形式可以分为以下几类：（1）固定式基础：包括单桩、群桩等类型，主要适用于浅海区域。
（2）漂浮式基础：主要包括单体漂浮式、群体漂浮式等类型，适用于深海区域。
（3）海底固定式基础：如海底电缆、海床锚等类型，适用于深海区域。
2.发展背景及意义随着全球能源消耗的持续增长和环境污染问题日益严重，各国政府纷纷提出发展可再生能源的战略目标。
海上风力发电具有资源丰富、占地面积小、对环境影响较小等优点，成为各国政府和企业竞相发展的领域。
海上风力发电基础形式的研究和创新，对于提高海上风电场的安全性、稳定性和经济性具有重要意义。
三、海上风电机组基础结构1.现今主要形式目前，海上风电机组的基础结构主要有以下几种：（1）单桩基础：单桩基础是海上风电场中最常见的一种基础形式，其结构简单，施工方便，适用于各种海况。
（2）群桩基础：群桩基础由多根桩基组成，可以提高风电机组的稳定性，适用于海况较恶劣的区域。
（3）漂浮式基础：漂浮式基础适用于深海区域，其主要特点是可以随着海浪的波动而上下浮动，以减小对海底的影响。
（4）海底固定式基础：海底固定式基础通过海底电缆、海床锚等结构将风电机组固定在海底，适用于深海区域。
2.各类基础结构的适用情况及优缺点（1）单桩基础：适用情况广泛，优点是结构简单、施工方便，缺点是对海况要求较高。
各种海上风电地基基础的比较及适用范围
各种海上风电地基基础的适用范围1 海上风电机组基础结构设计需考虑的因素海上风电机组基础结构设计中，基础形式选择取决于水深、水位变动幅度、土层条件、海床坡率与稳定性、水流流速与冲刷、所在海域气候、风电机组运行要求、靠泊与防撞要求、施工安装设备能力、预加工场地与运输条件、工程造价和项目建设周期要求等。
当前阶段国内外海上风电机组基础常用类型包括单桩基础、重力式基础、桩基承台基础(潮间带风电机组)、高桩承台基础、三脚架或多脚架基础、导管架基础等。
试验阶段的风电机组基础类型包括悬浮式、吸力桶式、张力腿式、三桩钢架式基础等形式，但仅处于研究或试验阶段。
基础型式结构特征优缺点造价成本适用范围安装施工重力式有混凝土重力式基础和钢沉降基础结构简单、抗风浪袭击性能好；施工周期长，安装不便较低浅水到中等水深（0～10m）大型起重船等单桩式靠桩侧土压力传递风机荷载安装简便，无需海床准备；对土体扰动大，不适于岩石海床高浅水到中等水深（0～30m）液压打桩锤、钻孔安装多桩式上部承台/三脚架/四脚架/导管架适用于各种地质条件，施工方便；建造成本高，难移动高中等水深到深水（>20m）蒸汽打桩锤、液压打桩锤浮式直接漂浮在海中（筒型基础/鱼雷锚/平板锚）安装灵活，可移动、易拆除；基础不稳定，只适合风浪小的海域较高深水（>50m）与深水海洋平台施工法一致吸力锚利用锚体内外压力差贯入海床节省材料，施工快，可重复利用；“土塞”现象，倾斜校正低浅水到深水（0～25m）负压下沉就位表1 当前常用风电基础形式的比较2 中国各海域适用风电基础形式的分析我国渤海水深较浅,辽东湾北部浅海区水深多小于10 m ,海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，粉土底部沉积物以细砂为主,承载力相对较大,可作持力层。
和粉砂层,承载力小,易液化,不适宜作持力层;而黄河口海域多为黄河泥沙冲淤海底,因此,渤海的大部分海域为淤泥质软基海底,冲刷现象也较为严重,且冬季有冰荷载的作用,不宜采用重力式基础和负压桶基础,可采用单桩结构。
近海风力机的基础简绍
近海风机的基础 1）重力基础 2）单桩基础 3）多脚架基础 4）浮动平台基础
1）重力基础
世界上早期的海上风电场都是 采用的重力式，钢筋混凝土结 构，其结构原理较简单，适合 水比较浅的区域，适用水域010m，重力式基础造价成本相 对比较低，其成本随着水深的 增加而增加，不需要打桩作业。 重力式基础的制造过程是在陆 地上，通过船舶运输到指定地 点，基础放置之前要对放置水 域地面进行平整处理，凿开海 床表层。基础放置完成之后用 混凝土将其周边固定
4）浮动平台基础
上图展示了漂浮式海上风电机组平台的一系列平台建筑结构。图中平台类 型用数字标识（从左到右）1）荷兰式半潜三角漂浮物式；2）驳船式；3） 带有两排张索的柱形浮标式；4）三臂单体张力腿式；5）带有重力锚的 混凝土三臂单础而言 是不稳定的，必须有浮力支撑整个 风力发电机组的重量，并在风机可 接受的摇晃的角度进行控制，除了 风力发电机有效载荷方面，设计漂 浮式基础还必须考虑当地海域波浪 冲击、洋流等海域变化情况。 目前 已形成的海上风力发电机机组漂浮 式基础只有挪威一个实验项目，没 有足够的数据和形成成熟的技术和 经验，而且先拥有此项技术的国家、 公司对其技术严加保密，再加上不 同海域地质情况和机组、环境载荷 有不同特点，对于漂浮式基础的开 发和研究需要进行大量的人力和物 力投资。预计漂浮式基础相关技术 将在2020年左右时间趋向成熟。
3）三脚架基础
• 又称“三脚架式基础 （Tripod）”，还有称“三桩基 础”。基础自重较轻，整个结构 稳定性较好。在海上风机基础应 用之前，海上石油行业大量采用 石油导管架基础，有一定的使用 经验。适用水深15-30米，基础 的水平度控制需配有浮坞等海上 固定平台完成。三脚架式基础是 由石油工业中轻型、经济的三支 腿导管架发展而来的，由圆柱钢 管构成。三脚架的中心钢管提供 风机塔架的基本支撑，类似单桩 结构。国内在海上石油导管架基 础的施工中有一定的施工经验以 及相应的施工设备。
海上风电机组基础结构第四章
bs ——基础底面宽度（力矩作用方向），当基底宽度大于 6m 时按 6m 取值； m ——基础底面以上土的加权平均重度（有效重度）； hm ——基础埋置深度。
4.3.2 地基承载力计算
对于岩石地基的承载力，其承载力特征值可根据岩石饱和 单轴抗压强度、岩体结构和裂隙发育程度，按表4-5做相 应的折减后确定；对于极软岩可通过三轴压缩试验或现场
4.2.1 基床
抛石基床设计内容
抛石基床设计包括： 选择基床型式； 确定基床厚度及肩宽； 确定基槽的底宽和边坡坡度； 规定块石的重量和质量要求； 确定基床顶面的预留坡度和预留沉降量等。
4.2.1 基床
基床形式
重力式基础的基床型式有：暗基床、明基床和混合基床三种。
基床选型原则
水流流速较大时应避免采用明基床，或在基床上设防护措施。 混合基床适用于地基较差的情况，此时需将地基表层的软土
载荷试验确定其承载力特征值。岩石地基承载力无需进行 深宽修正。
岩石单轴饱和抗 压强度 Rb
坚硬岩、中硬岩 （Rb >30）
较软岩、软岩 （Rb <30）
表 4-5 地基岩体承载力特征值 fak（MPa）
岩体完整，节理 间距大于 1m
岩体承载力特征值 fak 岩体较完整，节 岩体完整性较差
理间距为
节理间距为
承载能力极限状态
持久组合
承载能力极限状态
持久组合
承载能力极限状态
持久组合
承载能力极限状态
持久组合
承载能力极限状态
持久组合
承载能力极限状态
持久组合
承载能力极限状态
短暂效应组合
正常使用极限状态 长期效应（准永久）组合
正常使用极限状态 长期效应（准永久）组合
海上风电机组基础结构-第三章
钢管桩 施打钢管桩
3.2.2 靠船防撞设施
1）靠船构件
由一根桩支撑上部结构，是桩承式基础中最简单 的一种基础型式，。单桩基础由焊接钢管组成， 基桩与塔架之间的连接可以是焊接法兰连接，也
可以是套管法兰连接。
单桩基础适用条件
随着水深的增大，基桩的长度会随之增大，这可 能会导致基础的刚度和稳定性不满足要求，并且 基桩的施工难度与经济成本也会随之提高，所以 单桩基础主要适用于水深小于25m的海域。
三脚架基础的施工
三角架基础施工时，先沉放三角架， 然后进行3根钢管桩的施打（通过导管 施打基桩）。导管与基桩连接在水下 进行，可采用灌注高强化学浆液或充 填环氧胶泥（一般每根桩需要配专用 水下液压卡桩器）、水下焊接等措施 进行连接。
3.1.2 三脚架基础
三脚架基础的改进—门架式基础：
三脚架基础需要进行水下打 桩和水下灌浆，德国的 BARDOffshore1风场推出了 高三桩门架式基础。用3根 大直径钢管桩定位于海底， 3根桩呈正三角形布设，桩 顶通过内插钢套管支撑上部 钢结构体系，构成门架式基 础。
海上风电机组基础结构 陈达
第三章：桩承式基础
主要内容
3.1 桩承式基础的结构型式及其特点 3.2 桩承式基础的一般构造 3.3 桩承式基础的结构布置 3.4 桩承式基础的计算 3.5 风电机组桩基础的变形控制标准 3.6 钢管桩结构设计
第三章：桩承式基础
桩承式基础定义
桩所承受的轴向荷载是通过作用于 桩周土层的桩侧摩阻力和桩端土层 的桩端阻力来支承；水平荷载是依 靠桩侧土层的侧向阻力来支承。
桩承式基础适用条件
桩承式基础结构较轻，对波浪和海 流的阻力较小，适用于可以沉桩的 各种地基，特别适用于软土地基。 在岩基上，如有适当厚度的覆盖层， 也可采用桩基础；覆盖层较薄时可 采用嵌岩桩
一文看尽!海上风电机组固定式基础大全
今天，带大家来盘点下目前海上风电机组所使用的固定式支撑结构及地基基础。
1. 单桩基础概况：结构最简单，应用最广泛结构：由钢板卷制而成的焊接钢管组成分类：有过渡段单桩，无过渡段单桩优势：单桩基础结构简单，施工快捷，造价相对较低劣势：结构刚度小、固有频率低，受海床冲刷影响较大，且对施工设备要求较高代表工程：英国London Array海上风电场London Array单桩卷制单桩及过渡段无过渡段单桩2. 重力式基础概况：诞生最早，适用水深一般不超过40m结构：靠基础自重抵抗风电机组荷载和各种环境荷载作用，一般采用预制钢筋混凝土沉箱结构，内部填充砂、碎石、矿渣或混凝土压舱材料分类：预制混凝土沉箱和钢结构沉箱优势：稳定性好劣势：对地基要求较高(最好为浅覆盖层的硬质海床)。
施工安装时需要对海床进行处理，对海床冲刷较为敏感代表工程：英国blyth海上风电场钢制重力式基础混凝土重力式基础运输混凝土重力式基础陆上预制3. 导管架基础概况：取经海洋石油平台，适用水深20m~50m结构：下部部结构采用桁架式结构，以4桩导管架基础为例，结构采用钢管相互连接形成的空间四边形棱柱结构，基础结构的四根主导管端部下设套筒，套筒与桩基础相连接。
导管架套筒与桩基部分的连接通过灌浆连接方式来实现优势：基础刚度大，稳定性较好劣势：结构受力相对复杂，基础结构易疲劳，建造及维护成本较高代表工程：德国Alpha Ventus海上风电场Alpha V entus海上风电场导管架基础导管架基础运输4. 多脚架基础概况：陆上预制，水下灌浆。
一般适用于20m~40m水深的海域结构：根据桩数不同可设计成三脚、四脚等基础，以三脚架为例，三根桩通过一个三角形刚架与中心立柱连接，风电机组塔架连接到立柱上形成一个结构整体分类：三脚架基础、四脚架基础等优势：结构刚度相对较大，整体稳定性好劣势：需要进行水下焊接等操作代表工程：德国Borkum West 2海上风电场Borkum West 2海上风电场多脚架基础多脚架基础运输5. 吸力筒基础概况：陆地预制，抽水下沉，注水移除。