海上三边形测风塔桩基础设计探讨
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。
唐山海上测风塔设计与施工技术探讨
唐山海上测风塔设计与施工技术探讨作者：马建春马风有来源：《风能》2015年第12期海上风电具有风功率密度大、湍流小、可利用时间长、距离负荷中心近等特点，目前已成为风电发展的重要领域。
唐山市位于河北省东部，近海海域风能资源丰富，规划总装机容量为430万千瓦，是河北乃至全国海上风电开发的热点和重点。
受到地面粗糙度、大气稳定度等因素的影响，陆地气象站的测风数据并不能代表海上风能资源的特性，获取海上风能资源数据最直接的方法就是在海上建立测风塔。
海上测风塔结构设计与一般输电铁塔不同，目前国内没有相关的设计规范，可借鉴参考的资料较少。
本文主要根据唐山渤海海上测风塔的设计经验，对测风塔设计与施工的关键问题进行总结和探讨，为今后类似工程提供参考。
海上测风塔风资源有效控制半径不超过10km，使用年限一般为3年-5年，高度一般在100m左右，测风塔上部结构主要包括塔架、测风支臂、避雷针和爬梯等，塔架采用塔桅钢结构，结构构件采用直缝钢管，该海上测风塔立体三维图如图1所示。
测风塔上部结构设计一、测风塔形式选择海上测风塔一般采用自立式，塔架形式可分为单根圆筒式、三角形或四边形截面桁架等，单根圆筒式塔架结构钢管直径大、耗钢量大，需要进行海上特有风况的结构强度分析，在经济上不占优势。
考虑到海上测风塔主要承受自身风荷载和自重，受力较小，同时考虑到测风塔基础施工的难度和成本，采用三角形截面较为合适，当三角形截面桁架不能满足受力及变形要求或不经济时，塔架截面可以选用四边形。
通过中尺度数值模拟的方法，推算该海域100m高平均风速约7.7m/s，受台风影响小，初步判断测风塔受力较小，可采用三角形截面形式，塔架立面廓线选取直线型。
二、测风塔塔架高度的确定参考浅海钢质固定平台结构设计与建造技术规范，平台底层甲板高程按如下公式确定：依据海上风电场风能资源测量及海洋水文观测规范规定，海上测风塔测量高度应以风电场区域平均海平面为起算基面。
确定测风塔承台底高程后，测风塔高度的确定与承台形式和承台厚度密切相关，如果采用钢筋混凝土承台，承台厚度约2m，对90m测风高度而言，是不容忽视的。
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利用海上风能发电的一种重要装备，而其基础结构是海上风机的重要组成部分。
海上风机的基础结构种类繁多，其中以单桩基础、桁架式基础、和浮式基础为主要类型。
本文将对这三种基础结构进行比较分析，探讨它们在海上风机应用中的优缺点和适用场景。
一、单桩基础单桩基础是一种将海上风机固定在海底的结构基础。
其主要特点是通过一根直径较大的钢桩将风机固定在海底，而钢桩需要通过振动锤或旋挖机等设备打入海底，然后通过水泥灌注或者填充钢筋混凝土进行固定。
优点：1. 施工便利：单桩基础可以通过振动锤或者旋挖机进行施工，相对来说施工比较方便。
2. 成本相对较低：单桩基础的成本相对来说比较低，尤其适用于水深较浅的海域。
3. 维护成本低：单桩基础的维护成本相对较低，因为其结构比较简单，维护也比较容易。
1. 受水深限制：单桩基础受到水深限制，一般只适用于水深较浅的海域。
2. 抗风载能力弱：由于单桩基础固定方式的特殊性，抗风载能力相对较弱，钢桩易于发生折断。
3. 风机规模受限：由于单桩基础的限制，只能适用于小型海上风机，大型海上风机无法采用单桩基础。
二、桁架式基础桁架式基础是一种将海上风机固定在海底的结构基础。
其主要特点是通过将风机与海底连接的桁架结构来确保其稳固性，桁架结构一般采用钢结构。
1. 适用范围广：桁架式基础适用于水深较深的海域，且能适应较大范围的水深。
2. 抗风载能力强：由于桁架结构的特殊性，桁架式基础有较强的抗风能力，适用于大型海上风机。
3. 长期稳定性更强：桁架式基础的稳固性更强，长期使用更加稳定。
1. 施工难度较大：桁架式基础的施工相对来说比较困难，需要较高的技术和设备支持。
2. 成本较高：桁架式基础的成本较高，尤其是钢结构的制造和安装成本较大。
3. 维护难度大：桁架式基础的维护相对来说比较困难，特别是在海上维护更加困难。
三桩基础海上风机整体结构的共振分析
- 15 -高 新 技 术０ 引言对比陆上风力发电整体结构，海上风力发电整体结构有直径更大的叶片、高度更高的塔筒，相应风机整体结构也有更大的柔性。
海上风机的基础结构更复杂，对地基承载力要求高。
海上风力发电结构除了风荷载的作用外，还常受到复杂的外载激励，如海冰荷载、海流荷载和波浪荷载等海洋环境荷载的影响，导致风机结构振动的外载激励增多，所以对三桩基础的海上风力发电整体结构的抗震性能提出了更高的要求。
１ 模态分析该文研究的海上风力发电结构的基础形式为三桩门架式，属于三脚架式基础。
采用大型通用有限元软件ANSYS，建立了三桩基础海上风机整体结构——“基础—塔筒—机舱—轮毂—叶片”的有限元模型，考虑土与结构相互作用的影响，然后根据m 法对其进行了模态分析，得到了三桩基础海上风力发电整体结构的前十阶自振频率和固有振型，结果如下。
第一阶自振频率：0.277 Hz，固有振型：塔筒、机舱、轮毂和叶片沿y 方向摆动。
第二阶自振频率：0.284 Hz，固有振型：塔筒、机舱、轮毂和叶片振动沿x 方向振动。
第三阶自振频率：0.395 Hz，固有振型：三叶片各自沿y 方向振动，左边的叶片振动最大。
第四阶自振频率：0.443 Hz，固有振型：塔三叶片各自沿y 方向振动，右下的叶片振动最大。
第五阶自振频率：0.536 Hz，固有振型：塔筒沿y 方向振动较小，三叶片同步地沿着y 方向振动。
第六阶自振频率：0.737 Hz，固有振型：塔筒沿x 方向振动较小，三叶片绕着轮毂旋转振动。
第七阶自振频率：1.004 Hz，固有振型：三叶片各自绕轮毂旋转振动，左边叶片振动最大。
第八阶自振频率：1.042 Hz，固有振型：塔筒振动很小，左边的叶片振动较小，右边两叶片三桩基础海上风机整体结构的共振分析李 益 凡 威（中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南 郑州 450007）摘 要：该文对三桩基础的海上风力发电整体结构进行了共振分析。
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
目前，基础海上风机结构主要有三种类型，包括单桩、扩径桩和螺旋桩。
本文将对这三种基础海上风机结构进行比较分析。
单桩是较早采用的一种基础海上风机结构。
它采用一根较长的单桩作为风机的支撑，通常需要将桩打入海床深处以确保稳定性。
这种结构简单，施工相对方便，但由于单桩直径较小，抗倾覆能力较弱，容易受到侧向力的影响。
在海上环境变化较大的地区，使用单桩结构需要格外注意。
扩径桩是改进单桩结构的一种方式。
它在桩身中部进行扩径处理，以增加桩身的抗倾覆能力。
这种结构在施工上相对复杂一些，但相比于单桩结构，扩径桩能够更好地应对海上风机的侧向力和倾覆力。
扩径桩可能会增加桩身的重量和成本，在设计上需要考虑风机的荷载和使用寿命。
螺旋桩是近年来发展的一种基础海上风机结构。
它采用螺旋形的桩身，通过旋转将桩打入海床中。
螺旋桩具有较大的扭转刚度和抗倾覆能力，能够适应更严酷的海上环境。
螺旋桩还具有较好的安装和拆卸性能，适合于大规模、多桩的风机群布局。
螺旋桩的施工难度较大，需要较大的起重设备和施工时间。
单桩、扩径桩和螺旋桩是目前常见的基础海上风机结构。
单桩结构简单，施工方便，适用于海上环境较稳定的地区；扩径桩结构增加了抗倾覆能力，但会增加成本和重量；螺旋桩结构具有较大的抗倾覆能力和安装灵活性，但施工难度较大。
在选择基础海上风机结构时，需要综合考虑海上环境、施工条件和预算等因素，选择最适合的结构类型。
钢质平台海上测风塔基础结构强度及稳定性分析
钢质平台海上测风塔基础结构强度及稳定性分析唐东洋1 万庆宇1黄春芳1翟钢军2（1中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，长沙4100142 大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024）摘要：针对渤海海域拟建的钢质平台海上测风塔基础结构及该海域环境荷载建立数值计算模型，对测风塔基础的整体稳定性及强度进行分析计算。
重点分析了撑杆直径大小对测风塔整体稳定性及焊缝应力产生的影响；对比分析两种不同型式的柱脚，详细分析其优缺点，并采用ansys有限元软件对其进行强度分析。
本文研究为我国海上测风塔基础工程设计提供参考。
关键词：海上测风塔基础；整体稳定性；结构强度；数值模型；1 引言：拥有资源才能获得发展，掌握未来。
特别对于我国这样的发展中大国而言，能源的充分供给更是驱动经济快速发展车轮的动力。
在气候变化问题日显，化石能源濒临枯竭，各国纷纷掀起能源革命的今天，发展清洁可再生能源、积极调整能源结构、促进技术创新、减少温室气体排放已成为能源行业发展的主流。
风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，利用风力发电已经成为当今世界最主要的可再生能源技术之一。
然而，由于陆地上经济可开发的风资源越来越少。
全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势。
与陆地风电相比，海上风电具有风能资源的能量效益比陆地风电场高2O％-4O％，海上风湍流强度小，风切变小，而且海上风电场具有不占用宝贵的土地资源等优势。
因此，海上风电已经成为未来风电开发的主战场。
进行海上风电开发首先需要收集近海区域海洋水文参数及风参数的数据。
获得这些数据的最直接、有效的方法就是建立海上测风塔。
目前我国已建成的海上测风塔很少，可供借鉴参考的资料更少。
本文针对三桩钢质平台海上测风塔基础结构设计情况进行总结分析，为海上测风塔基础设计提供参考。
2 环境荷载参数及荷载组合2.1 环境荷载参数海上测风塔设计过程中考虑的荷载主要包括基础自重，上部塔架荷载、波浪力、水流力、风荷载、冰荷载和地震力等。
三桩基础海上风机整体结构的共振分析
三桩基础海上风机整体结构的共振分析【摘要】本文主要对海上风机的整体结构进行共振分析，以探讨其共振现象及分析方法。
首先介绍了整体结构的组成，然后详细分析了共振现象以及常用的共振分析方法。
接着讨论了参数优化分析在共振分析中的重要性，并提出了结构设计改进的建议。
在总结了共振分析的结果并评估了结构的稳定性，最后展望了未来进一步研究的方向。
通过本文的研究，可以提高海上风机的整体结构设计水平，减少共振导致的损坏风险，提高其运行效率和稳定性。
【关键词】海上风机、整体结构、共振分析、参数优化、结构设计、共振现象、稳定性评估、研究背景、研究意义、研究对象、共振分析方法、参数优化分析、结构设计改进、共振分析结果、进一步研究展望.1. 引言1.1 研究背景在海上工作环境中，风机整体结构常受到海风等外部环境作用力的影响，容易发生共振现象。
对海上风机的整体结构进行共振分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
通过深入研究海上风机整体结构的共振问题，可以为提高风机的工作效率、延长风机的使用寿命以及降低维护成本提供重要的理论支持。
本文将针对海上风机整体结构的共振问题展开研究，旨在探讨共振现象的产生机理、共振分析方法、参数优化分析以及结构设计改进等内容，以期为海上风机的安全稳定运行提供有力的支持。
1.2 研究意义海上风机是利用风能进行发电的重要设备，在减少对化石能源的依赖、降低温室气体排放和实现可持续发展方面具有重要意义。
在海上风机中，整体结构的共振现象是影响风机性能和寿命的重要因素，因此对海上风机整体结构的共振进行深入分析具有重要意义。
研究整体结构的共振能够帮助我们更好地了解海上风机在不同风速下的稳定性和可靠性，有助于提升风机的工作效率和延长使用寿命。
通过共振分析，可以为设计者提供优化风机结构参数的依据，进一步提高海上风机的发电效率和减少运行成本。
深入研究整体结构共振现象对于改进风机结构设计、降低安装维护成本等方面具有重要意义，有助于推动海上风力发电行业的发展。
风电场海上测风塔设计与施工经验的总结和思考
风电场海上测风塔设计与施工经验的总结和思考摘要：随着科学技术的发展及人们对自然资源需求量的加大，我国开始进行海上风电的开发。
由于我国海上风电属于开发初期，海上风电场的设计还属于萌芽阶段，存在着很多不足。
要开发海上风电，建立风电场，首先获得相关的风资源数据，这就需要要建立海上测风塔，对拟建的风电场的资源进行参数的测量。
本文结合海上测风塔设计和施工经验，分析了测风塔设计的各种问题和情况，对建设中需要注意的事项作了相关的总结。
关键词：风电场；海上测风塔；设计与施工；经验总结前言：对于自然资源日益减少的今日，海上风电的开发有着极为重要的意义。
风电是没有污染的可再生能源，对于资源缺乏的国家有着很重要的作用。
海上风能资源是最为丰富的，且较为稳定，它的风况相较于陆地更为优越，且受到的各种干扰较少，也不会涉及到土地征用的问题，因此海上风能资源的开发越来越受到国家的重视。
我国的近海风能资源可以开发的有8亿KW左右，具有很大的发展前景。
目前已经有很多国家建成了较大的海上风电场，在相关的设计和建设上有了一定的经验和技术，但我国在海上风电场设计上还处于初期阶段，各方面都不够成熟。
一、海上测风塔的设计1、地质水文的测量根据相关的调查资料显示，一般海域的地质分层分别为淤泥层、粉砂层，各土层具有不同的抗压侧阻力和极限阻力。
以黄海的某一海域为例，它的地质分层主要分为（从上往下）：（1）最上层为淤泥质的黏土，厚度大约为18米；（2）黏土之下为粉砂质泥土，厚度约为4米；（3）下层为粉砂层泥土，目前还未揭穿，是工程基桩持力层。
每个土层的抗压极限测阻力和极限端阻力的标准值都是不同的，各土层的具体标准值如下（图1）：图22、测风塔结构形式的设计一般来说，测风塔的结构形式分为两种：自立式、拉线式。
自立式测风塔的材料用量较大，需要达到很高的要求，塔体下部较宽。
拉线式测风塔的可靠性较高，受力合理，塔体也较小，但工艺相对比较复杂，拉线数量多。
因此在进行海上测风塔的设计时，要考虑到测风塔对海上船只的影响，很多海域是采用的自立式测风塔。
海上测风塔工程设计论文
海上测风塔工程设计论文1测风塔设计级别1.1总体设计方案选择1.1.1塔架型式：目前海上测风塔的塔架型式有自立式和拉线式，由于拉线式基础工艺复杂，对通航安全有一定影响，本工程不予考虑；自立式塔架有单根圆筒式、三角形桁架式、四边形桁架式，从塔架结构受力考虑，通常为改善测风塔受力条件，且便于工程施工安装、船舶靠泊等，工程应用中四边形桁架式塔架应用较多；而三角形桁架式塔架较四边形桁架式结构钢材用量省，且比单根圆筒式塔架受力条件好，但三角形桁架式塔架在测风仪器设备支臂的安装上施工难度较高，施工期相对较长。
因此，本工程在综合考虑整个测风塔的工程造价、施工工期及工程施工安全等因素后，最终选用三角形桁架式塔架。
1.1.2平台结构：海上测风塔基础结构通常采用钢平台桩基结构或者钢筋混凝土平台桩基结构。
一般来说，钢筋混凝土平台的施工工期相对较长，现场混凝土施工质量较难控制，但工程造价一般较钢结构平台低；而钢结构平台的焊接拼装主要在陆地上进行，施工质量较容易控制，但陆地整体拼装后，需采用大型运输及吊装设备运至海上组装，因而，工程造价相对较高。
本工程工期要求紧，工程地址距离岸线超过40km，若采用钢筋砼本结构，工期无法满足要求，因此方案中采用钢平台结构。
1.1.3桩基的选择：考虑海上施工作业难度及工程造价等因素，海上基础施工一般采用较多的桩基形式为预应力PHC管桩和钢管桩。
就单桩造价而言，虽然PHC管桩较钢管桩要低，但海上沉桩施工设备的进出场费、台班费约占到桩基工程总造价的70%左右；而PHC管桩耐久性不及钢管桩，且在吊运、沉桩质量控制等方面要求较高。
综合以上分析，就本工程而言，选用钢管桩具有比较明显的优势。
1.1.4平台高度：根据《浅海钢质固定平台结构设计与建造规范》（SY/T4095-95）计算，考虑5年一遇1%波高时，平台不越浪，平台顶高程为9.7m。
1.2塔架基础设计1.2.1设计荷载。
本工程测风塔基础设计考虑的荷载主要包括塔架基础自重、上部测风塔塔架所受荷载、波浪力、水流力、地震惯性力。
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1. 单桩基础单桩基础是海上风机最常见的基础结构之一，它将风机主体通过一个单独的桩子固定在海底。
单桩基础的优点在于施工简单，成本相对较低，适用于海底较浅的地区。
单桩基础在水下维护和维修方面也较为方便。
单桩基础也存在着诸多缺点，首先是稳定性较差。
由于单桩的承载能力有限，当遇到较大的水流或者风浪时，单桩基础容易发生倾斜或者错位，从而导致风机的损坏。
单桩基础对于海底地质条件要求较高，如果遇到海底沉积物较多、地质不稳定的地区，单桩基础会面临更大的挑战。
2. 桁架式基础桁架式基础是一种将风机主体通过多根桩子与桁架连接固定在海底的基础结构。
相比于单桩基础，桁架式基础在稳定性上有了较大的提升。
由于桁架可以将风机的受力均匀地传递到多根桩子上，因此在面对水流和风浪时桁架式基础的稳定性更高。
桁架式基础在适应不同海底地质条件上也更加灵活，可以通过调整桩子的数量和分布来适应不同的地质条件。
桁架式基础的施工和维护成本相对较高，同时也存在一些设计上的复杂性，对于水下维修和维护也有一定的挑战性。
浮式基础是将整个风机主体通过浮体浮在海面上，通过系泊系统将浮体固定在海域的一种基础结构。
浮式基础与之前的两种基础结构在施工和维护上都有着很大的区别。
浮式基础不需要在海底进行基础施工，因此相对于前两种基础结构来说，浮式基础的施工更为简单和便捷。
由于风机主体浮在海面上，因此浮式基础对于水下维修和维护也更为方便。
浮式基础也存在诸多挑战，首先是稳定性问题。
由于风机主体是浮在海面上的，因此在面对强风浪和水流时稳定性会有较大的挑战。
浮式基础的制造成本和安装成本也相对较高。
在实际的海上风机建设中，选择何种基础结构往往需要综合考虑多个因素。
首先是海底的地质条件，对于不同的海底地质条件选择合适的基础结构至关重要。
其次是海域的环境条件，不同的海域风浪和水流的情况也会对基础结构的选择产生影响。
最后是经济和成本因素，不同的基础结构在制造、安装和维护方面都有不同的成本，因此也需要考虑经济的可行性。
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２ Ｏ ｌ ３年 ４ 月
土 工 基 础
Ｓｏ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ． ａ ｎ ｄ Ｆｏ ｕ ｎ ｄａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｌ ０ １ ． ２ ７ Ｎ Ｏ ． ２
Ａ ｐｒ ． ２０Ｉ ３
海 上 三 边 形 测 风 塔 桩 基 础 设 计 探 讨
李 占岭 ， 王景廷 ， 赵怀宇， 王健 飞
重 力式基 础不仅 工程 量 大且 施 工 难 度也 大 ， 国 内也
很 少采用 ； 因此在 浅 水 区域 钢 管 多桩 承 台 基础 是 较 好 的方 案 ， ３号测 风 塔 基础 方 案按 三 桩 刚性 承 台进
行设 计 。
工作 是 风资源 的获 取 与评 估 ， 其 最 常用 的手段 就 是
基础 、 重力 式基础 、 吸力 桶 基础 、 钢 管 多桩 承 台基 础 等 。单立 柱钢管桩 采用 大直径 钢桩 ， 结 构形 式简单 ， 国外较普 遍 ， 国内受 施 工设 备 限 制 ， 使用 很 少 ； 吸 力 桶 式基础 无需打 桩也便 于拆 除 ， 但技 术上还 不成熟 ；
风 塔荷 载 、 波 浪力 、 水 流力 、 冰压力 、 船舶或 漂 浮物撞 击力等 。 （ １ ） 测风 塔荷载 ： 即上 部结构传 递 至基础 顶面 的
荷载。
２ 测 风 塔 结 构 形 式选 择
在 海 上测 风 塔结 构 中 ， 基础 部 分投 资 所 占据 的 比重较 大 （ 约７ Ｏ ） ， 塔架 的选 型应 结合 基 础 型式 进 行， 最 常用 的测 风 塔 结 构 形 式 有 单 管 塔 、 空 间 桁 架 塔 。单 管结 构所需 钢管 直径 大 ， 迎风 面积 也大 ， 耗 材 量大 。空 间桁架 塔平 截 面 通 常可 选 用 三角 形 、 四边 形等 。四边 形测 风塔结 构对称 性好 ， 较为 稳定 ， 便 于 安装 且受 力性能 好 ， 目前 国 内 已投运 和 在建 的测 风
建 立 测 风 塔 。 本 文 在 分 析 了 目前 最 常 用 的 四边 形 测
风塔 的基础上 ， 结合 国电 乐亭 月坨 岛海 上 ３号测 风 塔 的方 案设计 对受 力 更加 合 理 、 更 经济 的三边 形 测
风塔桩 基础 的设计 荷 载及 组 合 、 有 限 元 内力 分 析及
３ 桩 基 础设 计 荷 载 及 荷载 组合
作用 于静水 面上 ｚ 处 的波 浪力采 用莫里 森 一奥
布赖 恩公式 为 ：
＝
塔 多数 为四边形 塔 ， 但 与 四边 形塔 相 比 ， 三角形 塔架 具 有风 阻小 、 自重轻 、 基础作 用力 小 、 节省 材料 、 投资 少 等优 点 ， 因此月坨 岛海 上 ３号 测 风塔 按 三 角形 塔 进 行方 案设计 。
从海 上测 风 塔基 础 形式 来 看 ， 有单 立 柱钢 管桩
１ 引 言
风 电是 一种 可 再 生 的清 洁能 源 ， 近几 年 陆地 风 电发展迅 速 ， 但 陆地 可 开 发利 用 的 风能 与 近海 可 利 用 的风能储 量 相 比非 常有 限 。因此 ， 我 国海 上 风 电 更具 有 开发潜 力 。近海 风 电场前期 开发 的一项 重要
（ 河 北 省 电力 勘 测设 计 研 究 院 ， 石 家庄 ０ ５ ０ ０ ３ １ ）
摘 要 ： 结 合 国 电 乐亭 月坨 岛海 上 ３号 测 风 塔 的 方案 设 计 ， 对 三 边形 测 风 塔 桩 基 础 的 设 计 荷 载 及组 合 、 有 限元 内力
分析 及 桩 基 承 台抗 弯 计 算 等 内 容 进行 了论 述 。经 与 四边 形桩 基础 布 置 方 案 比较 ， 三 角 形 测 风 塔 桩 基 础 方 案 具 有 明
收稿 日期 ：２ Ｏ １ ２ — １ ２ － １ ７ 作者简介 ： 李 占岭 （ １ ９ ６ ３ 一） 。 男， 本科 ， 高级 工 程 师 ， 研 究 方 向 为结 构 设 计 。
号 ｃ ｆ ） Ｄ ｌ 靓 ｌ Ｍ ＋ Ｍ
（ １ ）
其中， 托为 水质 点 的水 平 速 度 （ ｍ／ ｓ ） ； ｐ为 海 水
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３ ． １ 设 计荷 载
测 风 塔 基 础 设 计 考 虑 的荷 载 主 要 包 括 自重 、 测
桩 基承 台抗弯 等 内容 进行 了详 细分 析 计 算 ， 并 与 四 边形测 风塔桩 基础 进 行 了 技术 经 济 比较 ， 可 为海 上 类 似三 边形测 风塔 桩基础设 计提 供参考 。
环 荷载 的左右 ， 因此 建议 按 Ｆｙ曲线 法 计 算 桩水 平 承载力 。粘性 土 、 砂性 土的 ４ ． ２ 桩 基础 有 限元 内力分析
（ １ ） 坐 标 系
密度 （ ｋ ｇ ／ ｍ。 ） ； Ｄ 为 桩 直径 （ ｍ） ； Ｃ ｏ为 速 度力 系数 ，
第 ２期
李 占岭 等 ： 海上 三边 形测 风塔 桩基 础设 计 探 讨
取 １ ． ２ ； Ｃ Ｍ惯 性 力 系 数 ， 取 ２ ． ０ ； ｇ重 力 加 速 度 ， 取
９ ． ８。
由于近海 测 风塔桩基 础受 波浪 力和水 流力 等循
（ ２ ） 波 浪力 ： 根 据《 海 港水 文 规 范 》 『 １ ］ ， 按 波 浪要
素计算 波流对 桩基 的作用 ， 波浪 力 计算 的水 位分 别
采用 极端 高 水 位 ３ ． ６ ２ ｍ 和极 端 低水 位 ～１ ． ５ ３ ｍ， 波 高取 设计 波高 ５ ． ８ １ ｍ／ ｓ 。
显 的 经济 优 势 。
关键 词 ： 三 边 形测 风塔 桩 基 础 ， 设计荷载及组合 ， 有 限 元分 析 ， 抗 弯计 算 ， 经 济 比较
中图分类号： ＴＵ４ ７ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ４ — ３ １ ５ ２ （ ２ Ｏ ｌ ３ ｌ ０ ２ — ０ ０ ５ ４ ～ ０ ４