某海上测风塔灌浆连接设计
例析黄海海域海上测风塔工程设计
例析黄海海域海上测风塔工程设计为了获得海上风电场风能参数，须在海上建造测风塔，依靠固定在测风塔上不同高度处的测风设备对拟建风电场的风能分布参数进行观测。
由于海洋环境的特殊性和测风设备自身的运行特点，使得海上测风塔的设计工作具有其特殊性：一是测风塔荷载以风荷载为主，具有承受360°方向重复荷载和大偏心受力的特性，同时须考虑海水波浪力作用、洋流影响及施工期的荷载作用，受力条件极其复杂；二是对塔身及基础材料的防腐要求高，以应对海上高湿、高盐的运行环境；三是受海上施工条件的限制，设计中必须从测风塔材质、基础实施方案、平台及塔架安装等诸多方面考虑现场的工程施工方案。
本文以黄海海域某测风塔的设计方案为例，对海上测风塔的整体设计方案的选择、细节处理及满足海上施工要求等方面的设计工作作简要阐述，以便为今后类似工程的设计提供一些参考。
1 测风塔设计级别该测风塔总高度为海平面以上100m，测风塔结构设计使用年限为5年，测风仪器设备使用年限为2年。
测风塔塔架结构采用钢结构，结构设计安全等级二级，结构重要性系数1.0，建筑物抗震设防类别为丙类；设防烈度为7度；设计地震分组为第一组；设计基本地震加速度为0.10g。
基本风压取为0.40kPa（30年一遇）。
测风塔上安放2套测风设备，互为备用。
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。
海上风机桩基础与导管架的灌浆连接
术要求 ，但 将导管架腿柱 与桩 基础的灌浆连接应用 在海上 风电场建设 中，需要充分考虑海上风机承受 较大 的水平 荷载 ，连接段 承受弯矩较大 ，对灌浆连 接 的质 量和 作用效果提 出了采 用剪切键的灌浆连接 方式 。 与采用普通管连接方式在力学计算 中相 比较 ， 设置剪切键 的模 型其承载能力得到了 ２倍 以上 的提
抗 压 能 力 、收 缩 性 能 都 极 其 良好 ，但 价 格 昂贵 ， 不
递给桩基 。另外 由于钢 管 内管壁并不平整 ，也会 造 成 部 分 竖 向 摩擦 力 产 生 于 结 石 体 与 管 壁 接 触 面 上 ，
且 随着 钢 管 直径 增 加 ， 摩 擦 力 会 相 对 降低 。 实 际 运 用 中 ，所 使 用 的 钢 管 桩 其 直 径 大 ，并 不 考 虑 这 部 分
城市 建筑 Ｉ 地基・ 基础 ｌ Ｕ Ｒ Ｂ Ａ Ｎ Ｉ Ｓ Ｍ Ａ Ｎ Ｄ ＡＲ Ｃ Ｈ Ｉ Ｔ Ｅ Ｃ Ｔ Ｕ Ｒ Ｅ Ｉ Ｓ Ｕ Ｂ Ｇ Ｒ Ａ Ｄ Ｅ ・ Ｆ Ｏ Ｕ Ｎ Ｄ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
海上风机桩基础与导管架的灌浆连接
■ 林 晓 强
【 摘 要】随着环 保意识 的提 高，且考虑到经济 效益 问题 ，
以上 ；有早强 、高强的特点 ，无 收缩现象 ；考虑经 济 问题 ，其 价 格 适 中 ， 加 工 简 单 方 便 。 而 普 通 水 泥 灌浆 的原材料虽然 容易得到 ，价格 较高强灌浆料相 对便 宜 ，但其容 易收缩，粘结能 力与抗压能力相对 较低 也不适合作 为连接材料 。环 氧胶 泥粘结能力 、
矩 和 剪 力 形 式通 过 连 接 段 处 表 现 的压 力 、摩 擦 力 传
一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
、
海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工探讨
产业科技创新 Industrial Technology Innovation 56Vol.1 No.24产业科技创新 2019，1（24）：56~57Industrial Technology Innovation 海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工探讨黎富浩（中国能源建设集团广东火电工程有限公司，广东 广州 510000）摘要：灌浆技术属于导管架安装的重要技术之一，其主要作用为连接海床-钢管桩-导管架，灌浆质量会直接影响到风电机组的运行安全及发电效率。
在开展海上风电工程施工中，必须注重导管架灌浆操作。
灌浆施工质量，对风机基础结构服役寿命、环境载荷抵抗力的影响非常大。
此次研究主要是探讨分析导管架结构灌浆工艺，联合某工程项目，讨论导管架灌浆工艺与施工过程难点，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：海上风电；后桩法导管架结构；桩基灌浆连接施工中图分类号：U69 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2019）24-0056-02在我国风力发电行业发展过程中，海上风电发电发展速度快，出现了较多海上风电场项目。
目前海上风电导管架基础采用的多为先桩法导管架基础，即先进行沉桩后，再安装导管架，最后进行灌浆作业。
1 海上风电导管架灌浆程序灌浆设备准备注入润滑材料搅拌灌浆材料开始灌浆灌浆用量和灌浆时间控制压力“屏浆”灌浆结束，停泵连续灌浆管线管线压力测试检查管线受损位置，并进行修复或更换灌浆材料密度重新配置灌浆材料关闭阀门、拆除管线灌浆口溢浆重新配置灌浆材料不合格不合格不合格合格合格合格图1 海上风电导管架灌浆程序在灌浆施工前，应对灌浆管线进行水密性试验，同时在陆上对进行原型1∶1灌浆试验，以确保海上实施的顺利进行。
2 海上风电导管架灌浆施工难点在风电基础结构施工中，导管架灌浆比较重要，当灌浆操作成功时，将会加强风机结构对于环境载荷的抵抗力，布设灌浆管线、灌浆量、封浆结构与性能，均会影响灌浆擦做的成功性。
海上风电机组基础设计方案选型及灌浆连接设计
通过在 导管 架腿柱 （ 钢 套筒 ） 与桩 之间的环 形空间 内进 行灌浆 ， 可 以把平 台 荷载传 递给钢桩 。 此 荷载传递 时 由结构 经过水 泥至钢 桩 。 试 验工作 表明 ， 荷载 传 递机理 是水泥浆 与钢桩表 面之 间的粘合和 密闭摩 擦的综合 作用 ， 以及水 泥浆对 于诸 如剪 切键 一类机 械装 置 的承压 作用 。
桩机械打人海床， 上部用连接段与塔筒连接。 连接段与钢管桩之间采用灌浆连
接， 连接 段与 塔简之 间采用法 兰连 接 ， 连 接段 同时也起 到调平 的作用 。 单桩基 础
缩， 难 以满足 要求 。 环氧胶 泥在 国外海上 风电场导 管架与桩 基连接 中有 应用 ， 连
种 基础 类型 ， 靠 其 自身重量 来平衡 风荷 载、 浪荷 载等水 平荷 载。 这 种基础安 装
简便 ， 基 础投 资较省 ， 但对 水深有一 定要 求 ， 并对 海床 表面地质 条件 也有一定 限 制， 不 适合 淤泥 质 海床 。
在基 础 内预 留孔 并二次 灌浆 。 重力式基 础是适 用于浅海 且海 床表面地 质较好 的
一
接。 在钢 管桩与 导管 架的 连接面 设置剪 力键 ， 可 以增加 承 载能力 ， 因此， 采用 设
置剪力 键 的连接 。 １、 灌 浆料 的选 择
选用 高强灌 浆材料及 特性 ， 常用 的灌 浆材料包 括水泥 浆、 环 氧胶泥 、 高强 灌 浆料 等 。 普通水 泥浆 价格 低廉 、 施工 简单 ， 但其 结石 体抗压 及粘 接强 度低 、 易 收
一．背 景 Nhomakorabea用混凝 土搅 拌船 等施工 机械 ， 同时需要 在海上 架设 模板等 工作 ， 故 海上作 业周
海上测风塔设计与施工
某海上测风塔设计与施工邢占清 杨 锋 符 平 张金接（中国水利水电科学研究院工程安全监测中心，北京，100044）摘要：我国海上风电开发刚刚起步，在风资源评估、海上风电场的设计理论和方法、海上风电场的建设与运行等方面均属空白。
开发海上风电首先要对风资源进行评估，获取海上风资源数据的最直接方法就是在海上建立测风塔。
目前我国已建成的海上测风塔较少，海上测风塔建设可供借鉴参考的资料很少，海上气象条件恶劣，施工周期长、难度大。
本文结合某海上测风塔的设计及施工，分析了测风塔设计工况、设计荷载和海上防腐设计以及海上桩基施工工艺，所取得的成功经验可供海上风电场建设参考借鉴。
关键词：海上测风塔；基础；钢管桩；测桩1 前言风电是可再生的无污染的能源。
海上风能资源丰富而且稳定，风况优于陆地，且受土地利用、噪声污染、鸟类保护、电磁波干扰较少，不涉及土地征用等问题。
初步资料表明，我国陆上风电可开发量为2.5亿千瓦，在海水深2m至15m之间的海域风电可开发量为7.5亿千瓦，我国风电的大规模开发潜力在海上，特别是水深小于15m的近海，更是今后几十年风电发展的方向。
德国、丹麦等国己经建成多个海上风电场，在海上风电场设计、建造、运行和维护方面已形成了一定的理论和经验，我国目前在海上风电场建设方面才刚刚起步。
开发海上风能首先需要弄清近海区域风的变化规律及特征。
近岸陆地气象站所测风速由于受到地面粗糙度及大气稳定度等因素的影响，与海上风速有一定差异，不能直接用来代表海上风况。
获得海上风资源数据的最直接方法就是在海上建立测风塔。
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。
本文主要对黄海北部海域某近海测风塔的设计与基础施工情况进行总结，希望为类似工程提供参考和借鉴。
2 测风塔设计2.1 地质水文情况根据勘探资料，黄海北部某海域的典型地质分层从上往下为：①层淤泥质粘土，厚17.60m；②层粉砂，厚3.90m；③层粉砂，未揭穿，为本工程的基桩持力层。
海上测风塔施工方案
海上测风塔施工方案1背景介绍随着可再生能源的快速发展，风能已成为一种重要的清洁能源。
为了充分利用海上风能资源，测风塔的建设成为确定适宜风电场建设位置和风资源特性的重要手段。
本文将就海上测风塔的施工方案进行探讨。
2施工前准备2.1选址在选址过程中，需要综合考虑海洋条件、水深、海流、底质等因素。
选址时需对目标区域进行详细调查和测量，确保选址结果的准确性和可靠性。
2.2方案设计根据选址结果，制定测风塔的详细方案设计。
包括塔身高度、材料选择、结构设计等各项技术参数，并考虑设备运输、安装和维护方便性。
3施工流程3.1海上基坑开挖首先，根据方案设计，在选定的位置进行海上基坑的开挖。
利用挖掘设备对海底进行挖掘，确保基坑的稳定性和尺寸准确性。
3.2测风塔组装在海上基坑周围搭设起平台，便于测风塔的组装。
将事先制作好的各个组件进行运输和安装，组装成完整的测风塔结构。
3.3埋设电缆为了实现测风塔上各个设备与监控中心的连通，需要埋设电缆。
先在海底铺设电缆，再通过塔身中的管道进行连接，确保电缆的安全和通畅。
3.4设备调试与运行组装完成后，进行设备的调试工作。
测试传感器的准确性和可靠性，并确保各个设备之间的协同工作正常。
在整个调试过程中，要保证安全，防止意外事故的发生。
4施工安全施工过程中，需要始终把安全放在首位。
严格遵守相关的安全操作规程，提前预防和控制施工风险。
为施工人员配备必要的个人防护装备，并确保设备和工艺的安全性。
5施工管理5.1项目管理根据施工计划，明确各个工作任务和责任人，合理调配人力、物力和财力。
通过合理的进度控制和资源管理，确保施工的高效进行。
5.2质量管理在施工过程中，要严格按照设计要求和标准进行检查和验收。
采取必要的质量控制措施，确保施工质量的一致性和可控性。
5.3安全管理建立完善的安全管理制度和流程，加强对施工人员的安全教育和培训，提高施工人员的安全意识和应急处理能力。
定期进行安全检查和隐患排查，时刻保持安全生产的状态。
海上风机桩基础与上部结构灌浆连接段优化分析
海上风机桩基础与上部结构灌浆连接段优化分析康海贵;孙道明;莫仁杰;麻晔;李炜【期刊名称】《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(029)001【摘要】目的研究海上风机基础与上部灌浆连接段在轴压、弯矩、剪力及扭转共同作用下,连接段受力特性以及应力分布规律,对结构进行优化设计,探求最优结构形式.方法在理论分析的基础上,借助有限元ANSYS分析软件建立了2D和3D模型对结构进行仿真分析,通过改变连接段灌浆环形空间厚度、剪力键空间布置及连接长度对结构强度进行敏感性分析.结果连接段应力集中程度随剪力键空间布置、灌浆环形空间厚度以及连接段长度呈规律性变化.经优化得单机3MW单桩基础结构灌浆连接合理环形空间厚度tg为95 mm,剪力键间距s为500 mm,剪力键宽高比w/h为2,连接长度Lg为6500 mm.结论实际工程中,给定风机基础结构外形型尺寸后,可以优化求得连接段的最优构造形式.【总页数】9页(P77-85)【作者】康海贵;孙道明;莫仁杰;麻晔;李炜【作者单位】大连理工大学港口、海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学港口、海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连市测绘院,辽宁大连116024;大连理工大学港口、海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学港口、海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TK83【相关文献】1.海上风机桩基础与导管架的灌浆连接 [J], 林晓强2.海上风机三桩基础与上部结构动力响应分析 [J], 何叶;赵明阶;胡丹妮3.海上风机单桩基础灌浆连接段受弯疲劳性能试验 [J], 王衔;陈涛;元国凯;刘晋超4.海上风机单桩基础灌浆连接段受弯疲劳性能试验 [J], 王衔;陈涛;元国凯;刘晋超;;;;5.风、浪荷载作用下海上风机单桩结构灌浆连接段疲劳性能评价 [J], 黎亚舟;王衔;陈涛;顾祥林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
海上风机单桩基础灌浆连接段受弯疲劳性能试验
海上风机单桩基础灌浆连接段受弯疲劳性能试验王衔;陈涛;元国凯;刘晋超【摘要】设计外直径为612mm,长度分别为4365mm,4475mm,4585mm,共5根带剪力键的圆柱形单桩基础灌浆连接段模型试件,对其进行等幅弯曲疲劳试验研究,不同试件的荷载幅由其静力极限状态弯矩承载力确定.试验结果表明:尽管局部可能出现性能退化,灌浆连接段整体仍可承受200万次疲劳荷载,未出现明显的抗弯性能退化,且200万次弯曲疲劳循环之后的试件残余变形可忽略不计;在最长的试件中,由于试验荷载幅最大,试件焊接部件在经历约128万次疲劳荷载之后出现开裂,试验停止,但灌浆连接段本身未出现任何破坏.比较不同长度的试件发现,带剪力键的灌浆连接段常用设计规范中规定的长度下限值仍较为保守.【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2018(034)004【总页数】8页(P7-14)【关键词】海上风机;单桩基础;灌浆连接段;弯曲疲劳;剪力键【作者】王衔;陈涛;元国凯;刘晋超【作者单位】同济大学建筑工程系,上海 200092;同济大学建筑工程系,上海200092;中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广东广州 510663;中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,广东广州 510663【正文语种】中文【中图分类】TM614;TU753.30 引言随着陆上风电技术的不断发展和日益成熟，人们开始关注海上风电的开发与利用。
我国当前正在建设的一批风电机组项目主要采用的基础形式是单桩结构。
目前单桩结构与上部风电机之间主要采用灌浆连接方式，其技术原理是通过向内外钢管之间的环形间隙中填充高性能灌浆料来连接直径不同的过渡段（Transition Piece，TP）和钢管桩。
这种节点可在海洋结构中广泛使用，具体细节见文献[1]。
该方式最早应用于海上石油平台导管架基础与上部结构的连接，主要用来传递轴向荷载。
但是，由于单桩结构的细长性，灌浆连接段主要用来承受反复弯矩。
海上风电场导管架与钢管桩灌浆连接施工
蔓垦 ｆ！！ ：§迭兰亘
ＥＬ（＋）１１．７平 台 梁 顶 面
三 向 振 动 加 速 度 仪 三 向振 动加 速 度仪
夏至 ｆ＝！！： 壁堕 灌 浆 连 接
静 力 水 准 仪
Ａ —Ａ
图 ｌ 风 机 基 础 立 面 图
尺 寸 单 位 ：ｍｍ 标 高 单 位 ：ｍ
２．１ 导 管架 连接 施工 技术 参 数 （１）钢管桩 ：外径 ２ ２００ ｍｍ，壁厚 ５０ ｍｍ， 内径 ２ １００ ｍｍ ： （２）导管架 内插式支腿 ：外径 １ ８００ ｍｍ ； （３） 环 形 空 间 间 距 ：１５０ｍｍ ； （４）理论 灌浆 高 度 ：４ １００ ｒ ａｉｎ； （５）在 钢管 桩 内壁及 导管 架 内插 式 支腿 外 壁均设 有 剪切键 ： （６）导 管架 内插 式支 腿顶 部 及底 部各 设 置 一套 导 向系统 ．见 图 ２。
波 浪等 自然 条件 约 束较 大 ，又 处 于热 带 风暴 和 台风 频发 区域 ，施 工环 境 恶 劣 ，全 年 可 作业 天数 不 到一 半 。工 程所 处 的伶 仃洋 海 域 临 近 风 电场 周边 有 多条 航道 、锚 地 ，对 海上 施 工组 织 、船舶 管 理 、海 域 安全 管理 等 有 着较 高 的要 求 ，施工 风 险大 。
３．２ 地 质条 件 的特 点 场 址表 层 为饱 和 、流 塑状 的淤泥 及 淤 泥 质 层 ，土 层 厚 度 大 、性 能 较 差 ，在 沉 桩 作 业 时 要控 制 好稳 桩 的入 土深度 ：对 于导 管架 ，要在 灌浆 前 做好 柱腿 与 钢管 桩环 形 空 间 的清 洗 ＿ Ｔ 作 。场址 底部 岩层 起 伏变 化较 大 ，临 近 岛屿 区 域覆 盖。风机 基础 钢 管桩 需要 穿 过 密实 的 层 中 粗砂 层 ，进人 到 风化 花 岗岩 层 ，钢 管桩 沉 桩 阻 力较 大 。 ３．３ 资源 协调 工 作量 大
海上风力发电机塔架与基础的连接
海上风力发电机塔架与基础的连接宋础（上海勘测设计研究院上海200434）[摘要]：本文阐述了主要应用于国外海上风机塔架与基础连接的两种型式，详细介绍了规范推荐做法即灌浆连接的设计计算、施工方法及监测手段，简要介绍了滑入式连接的设计计算及施工，并给出了本文推荐采用的连接型式的建议。
可供从事海上风电场的设计及施工人员参考。
关键词：海上风机连接件设计施工Connection of offshore wind turbineSong Chu(Shanghai Investigation, Design and Research Institute Shanghai 200434 China) Abstract:Illuminated two connection types of offshore wind turbine abroad. Introduced the calculation and construction of grouted connection and split-joint connection. It can be useful to the designer and builder of offshore wind farm.Key words: offshore wind turbine. connection. design. construction1 前言国内第一座大型海上风电场——东海大桥海上风电场的3台样机已经成功并网发电，其余31台的风机吊装工作均已完成，截止目前已经进入最后两条海缆的敷设工作。
东海大桥海上风电场的成功运行标志着我国正式将风电领域扩张到海上。
众所周知，国外的海上风电场工程采用单桩基础的占80%以上，而东海大桥海上风电场采用的是高桩承台基础，该基础优点是整体性能较好、对地质条件要求不高、施工经验比较丰富。
但其成本较高、施工周期较长的，因此，目前风电工作者正着手研究适于建造在国内的施工周期短、成本较低的单桩基础、导管架基础。
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Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ Ｅ Ｃ ＴＵ ＲＥ
山 西 建 筑
Ｖｏ ｌ ＿ ３９ Ｎｏ． ３５
Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
・４９ ・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ — ０ ０ ４ ９ ・ ０ ２
近年来海上风 电发展迅速 ， 而开发海 上风 电首要 的问题是风 ２ 灌 浆连 接设计 能资源的观测 ， 而采集 风能最 直接 的方 式就是 建立 海上 测风 塔 。 灌浆连接节点在石油或天然气工业 的海上平 台基础 、 导管架 海 上测风塔形式多样 ， 其基 础形式有单立柱 （ 单桩、 三桩） 、 管桩加 基础 以及 海 上 风机 单 桩 基础 中 已经 得 到 了广 泛 的应 用 。参 照 支撑、 导管架 等。 目前 国内最 常见 的是先 打桩 ， 而 后在 水上 焊接
图 １ 测风塔基础整体 模型 图 ２ 导管架平台连接示意 图
了节点的构造要求 ， 包 括灌浆 段长 度 ， 桩 径 与壁厚 ， 套 管与 壁厚 ， 抗剪键的尺寸及布置等 ， 本文列出对 比如表 ２所示 。
某 海 上 测 风 塔 灌 浆 连 接 设 计
武
摘
江
张略秋
刘福 来
５ １ ０ ６ ６ ３ ）
（ 中国能源建设集团广东省 电力设计研究院 ， 广东 广州
要： 以实际工程为例 ， 参考相关规范和资料 ， 对海上测风塔基础导管架与桩基 的灌浆连接设计进行详细阐述 ， 同时采 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ
且 由于海 上施工 条件差 ， 施 工质量 容易 受到 腿杆连接 的灌 浆节点长度为 １ ｍ， 钢桩直径 １ ． ４ ｍ， 灌浆段 钢管壁 连接节点受力复杂 ， 厚３ ０ ｍｍ， 上部钢平 台腿杆 直径 １ ． １ ｍ， 灌 浆段 钢管壁 厚 ３ ０ ｍ ｍ， 影响 ， 选用灌浆性能好 的材料才 能保 证节点不 被破坏 。但 考虑到 灌浆连接段 长度 ２ ｍ， 厚度 为 １ ２ ０ ｍ ｍ， 钢材 Ｑ ３ ４ ５ Ｂ， 灌浆料 采用高 测风塔使 用年限较短 ， 通常选用水泥基灌浆材料就能满足要求 。
强灌浆料 。导 管架 平台连接示意 图见 图 ２ 。
２ 钢管
２ ． ２ 节 点构造
Ａ Ｐ Ｉ 对于灌浆节点 ， 只给出 了承 受轴 向力作 用下 节点 强度 的 计算 公式 ； 而Ｄ Ｎ Ｖ对 于 同时承受 较大 的轴 向力 和弯矩 的灌 浆节
点， 却未给 出计算公式 。笔者认为 ， 对于两 种不 同的外力 ， 可采用
软件 建立有限元模 型 ， 采 用三维接 触单元 ， 考虑灌浆体 与钢 管表 面的接触 渭移 摩擦等非线性 行为 ， 进行 了详细计 算分析 ， 可为 同类
工程提供参考。 关键 词 ： 测风塔 ， 灌浆连接 ， Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ， 接触分析 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ １ ８ 文献标识码 ： Ａ
１ 项 目概 况
某海上风 电场 １ ０ ０ ｍ高海上测风塔 ， 上部塔 架采用 四腿钢 桁 主剂 ， 配以促进剂等一系列助剂 ， 经混合 固化后 形成一 种高强度 、
高强灌 浆料是 以高强 架结构形式 ， 下部为钢桩支撑平 台结构 。结构采 用在 打人海 底的 高粘结 力的固结体 。第 三类 是高强灌浆料 ， 四根桩顶 ， 将预先 加工好 的钢 平 台腿杆插 入桩 腿 ， 然 后灌 浆连 接 度材 料为骨料 ， 以水 泥作 为结 合剂 ， 辅 以高流态 、 微 膨胀 、 防离析 桩基 。采用 Ｓ Ａ Ｃ Ｓ软件建模分析 ， 计算模型如 图 １ 所示 ， 桩 与平 台 等物质配制而成。测风 塔所处 海洋 环境恶 劣 ， 受风 浪作 用 ， 灌浆
种方式关键 的问题是灌 浆连接节点 的设计 和施 工 ， 本 文将就这 一 问题 ， 结 合实际工程 ， 予 以介 绍。
２ ． １ 灌浆材 料
灌浆材料 主要是 三类 ， 一类是普通水 泥基灌 浆料 ， 由水泥 ， 集 料， 外加剂和矿物拌 合而 成。另一类 是环 氧胶 泥 ， 以环 氧树脂 为
一
定 的节点构造来分别承担 。在测风塔 钢平 台腿 杆上加焊 牛腿 ，
用以传递轴 向压应 力 ， 并 在桩 腿调平 后 ， 在牛腿 下方 与钢 桩表 面 焊接加劲肋 ， 用 以传递轴 向拉应 力。而弯矩则 由灌浆体 和 内外管
壁共 同承担 。桩 内壁 以及平 台腿杆外 壁可设置抗 剪键 ， 以作为轴 向承载力储备 ， 并 可增 强灌浆 体与桩 和腿 杆 的共 同作 用 ， 节点构 造如 图 ３所示 。为保证灌浆节பைடு நூலகம்的力学性能 ， Ａ Ｐ Ｉ 与Ｄ Ｎ Ｖ都 给出
Ｄ Ｎ Ｖ关于海上风机单桩基 础以及 Ａ Ｐ Ｉ 关于灌 浆连接 节点 的有关 支 撑安装平台 ， 这 种方 式存 在 的问题是 水上 焊接质 量不 易保 证 ， 设计方法进行设计 。按 Ｄ Ｎ Ｖ ． Ｊ Ｓ １ ０ １ ， 灌浆 连接节 点的强度 很大 程 对于水深较浅 ， 风浪 较 小 的地 区 尚可 ， 对水 深 较 大 ， 风 浪大 的 地 度上取决 于灌浆材料 的强度 ， 其 主要影 响 因素有 以下几点 ： １ ） 灌 区， 若采 用整体式支 撑平 台 ， 在打入 桩后 ， 整体 吊装 支 撑平 台 ， 将 浆料强度 和弹性模量 ； ２ ） 圆管尺寸 和灌浆环 的几何 尺寸 ； ３ ） 抗 剪 平台腿杆插入桩 内 ， 再 灌浆 连接 ， 这 种形 式对 于恶劣 的海 上条 件 键 的使用 与否 ； ４ ） 灌 浆长度 与桩径 的 比值 ； ５ ） 与灌 浆料 接触 的钢 来说 ， 可在一定程度 上减 少水 上焊 接工作 ， 提 高工 作效 率 。但 这 管表 面粗糙度 ； ６ ） 灌浆料 的收缩与膨胀性 能 ； ７ ） 荷载的情 况。