海上风机基础设计软件解决方案 25页
海上风电场基础结构设计
海上风电场基础结构设计发表时间：2020-10-10T09:24:51.593Z 来源：《基层建设》2020年第16期作者：王海亮[导读] 摘要：随着经济社会的持续快速发展，海上风力发电事业迎来了前所未有的重大发展机遇，如何采取有效方法与措施，切实优化海上风电场基础结构设计总体成效，成为业内广泛关注的焦点课题之一。
博迈科海洋工程股份有限公司天津 300457摘要：随着经济社会的持续快速发展，海上风力发电事业迎来了前所未有的重大发展机遇，如何采取有效方法与措施，切实优化海上风电场基础结构设计总体成效，成为业内广泛关注的焦点课题之一。
基于此，本文首先介绍了海上风电场基础结构设计的基本内容，分析了海上风电场基础结构荷载及样式，并结合相关实践经验，分别从风机运行荷载以及海洋环境荷载等多个角度与方面，就海上风电场基础结构设计方法展开了探讨，阐述了个人对此的几点浅见，望对海上风电场基础结构设计有所裨益。
关键词：海上风电场；基础结构；设计方法；对策引言：当今社会，经济发展质量显著提升，能源结构调整进程持续深化，对海上风力发电提出了更高要求，使海上风电场的整体运行效能面临着更多的不确定性因素。
当前形势下，必须宏观审视海上风电场基础结构设计的核心要素与关键环节，综合施策，切实提升基础结构设计水平。
本文就此展开了探讨。
1海上风电场基础结构设计简述风能是一种清洁能源，在国家能源结构体系中占据着关键地位，对于降低传统能源消耗，减少污染物排放等方面发挥着不可替代的重要作用。
海上具有丰富的风能资源，对于有效收集风能资源具备良好的先天性条件，在海上风力发电技术日趋现代化的背景下，海上风电场建设事业得以大力推进实施。
长期以来，国家相关部门高度重视海上风电场的建设与发展，在基础结构设计标准化建设、方法过程控制、设计效果评价等方面制定并实施了一系列重大方针政策，为高质高效地推进海上风电场建设提供了基本遵循与方向引导，在海上风力发电技术领域取得了令人瞩目的现实成就，积累了丰富而宝贵的实践经验，为新时期海上风能资源挖掘与利用注入了强大动力与活力[1]。
海上风电机组单桩基础产生腐蚀性气体解决方案范文
海上风电机组单桩基础产生腐蚀性气体解决方案范文证明气体是由自下而上由桩基内产生的，并排除电气性可能性，又做了如下实验：桩基内平台和TU塔筒平台内各悬空挂放一组铜片，一周后将铜片取出对比，实验结果如下：从实验结果可以观察到，塔筒TU层和桩基层铜片都有腐蚀现象，但塔筒TU层铜片腐蚀较为轻微，桩基内铜片表面已完全腐蚀发黑变色，说明桩基内腐蚀环境更为恶劣，为腐蚀气体发源地，其产生源应为桩基内海水中的化学反应。
4 解决方案由于基本可以确认腐蚀气体发源于桩基内海水中，由此解决方案可考虑将桩基内部海水尽量抽出，并将桩基层与塔筒在物理上进行隔断，阻止剩余腐蚀气体继续腐蚀塔筒内电气导线。
但抽出塔筒内部海水后，桩基水下部分内环内的平衡外环压力的海水将不再存在，需计算其是否影响桩基的结构安全，为此进行了计算。
滨海北H1#项目共布置25台风机基础，根据水深情况，选择ZK19#机位进行抽水后单桩基础结构变形、应力、模态等安全性指标复核。
计算采用海工计算软件SACS，对结构的各工况进行校核。
非线性有限元计算通过非线性弹簧单元实现，P-y、t-z曲线根据地质提供土的摩擦角、不排水剪强度等参数，参照《海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法—荷载抗力系数设计法》（SY/T10009）和《Deignofoffhorewindturbinetructure》（DNV-OS-J101）中的推荐算式计算。
ZK19#机位的风机基础管桩桩径达6.2m，由于单桩基础桩径较大，计算时不考虑桩端土塞效应的影响。
采用非线性弹簧模拟桩-土相互作用时，每隔0.5m设置一组三向弹簧，非线性弹簧属性定义方式为：水平方向（某和y方向）根据P-y曲线定义，轴向（z方向）根据t-z曲线定义。
计算结果表明，结构的转角、泥面位移、最大沉降量等静力计算指标抽水前后基本无变化，都能满足设计要求;净水压溃和杆件应力抽水后有所提高，但作用值/允許值<1，仍能满足设计要求;结构抽水前后一阶频率基本无变化，并能满足整机频率0.28HZ的要求。
木联能2019风机基础设计规范软件免费试用
木联能2019风机基础设计规范软件免费试用文档一：尊敬的：感谢您选择使用木联能2019风机基础设计规范软件免费试用。
我们为您提供了如下使用指南，您更好地使用本软件进行风机基础设计。
第一章：安装与配置1.1 硬件和操作系统要求1.2 软件安装步骤1.3 软件配置及参数设置1.4 配置检查与故障排除第二章：界面和功能介绍2.1 软件界面概览2.2 主要功能模块介绍2.3 数据输入和输出格式说明2.4 界面自定义设置第三章：数据输入与计算3.1 设计参数输入3.2 基础类型选择3.3 基础尺寸计算方法3.4 荷载计算方法3.5 确定基础材料及强度要求第四章：计算结果与报告4.1 设计结果展示4.2 报表4.3 结果解读与分析第五章：风机基础设计案例分析5.1 案例选取与分析方法5.2 设计案例展示与分析5.3 案例研究总结附件：1. 木联能2019风机基础设计规范软件安装包2. 使用指南的相关示意图和图表法律名词及注释：1. 木联能：本软件的开发和提供方。
2. 风机基础设计规范：指风机设备基础设计所遵循的相关法规和标准。
3. 软件免费试用：指可以在一定期限内免费使用软件进行试验和评估。
----------------------------------------文档二：尊敬的：感谢您选择使用木联能2019风机基础设计规范软件免费试用。
我们为您提供了如下使用指南，您更好地使用本软件进行风机基础设计。
第一章：安装与配置1.1 硬件和操作系统要求1.2 软件安装步骤1.3 软件配置及参数设置1.4 配置检查与故障排除第二章：界面和功能介绍2.1 软件界面概览2.2 主要功能模块介绍2.3 数据输入和输出格式说明2.4 界面自定义设置第三章：数据输入与计算3.1 设计参数输入3.2 基础类型选择3.3 基础尺寸计算方法3.4 荷载计算方法3.5 确定基础材料及强度要求第四章：计算结果与报告4.1 设计结果展示4.2 报表4.3 结果解读与分析第五章：风机基础设计案例分析5.1 案例选取与分析方法5.2 设计案例展示与分析5.3 案例研究总结附件：1. 木联能2019风机基础设计规范软件安装包2. 使用指南的相关示意图和图表法律名词及注释：1. 木联能：本软件的开发和提供方。
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
海上风电机组地基基础设计规程
海上风电机组地基基础设计规程天津大学建筑工程学院2010-1-28前言本规程以挪威船级社《海上风电机组结构设计标准》（DNV—OS —J101）为主要参考范本，同时参考了《海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法——荷栽抗力系数设计法》（SY/T10009—2002）和《港口工程桩基规范》（TJT254—98）的相关内容，并纳入了天津大学建筑工程学院相关学科多年的科研成果，采用了基于可靠度设计理论的荷载抗力系数设计法。
为便于应用本规程对主要涉及的三种基础型式：单桩基础、高承台群桩基础以及筒型基础分别给出了设计算例。
目录1 总则 (1)1.1 一般规定 (1)1.2 土质调查 (2)1.3 地基土特性 (2)1.4循环荷载效应 (3)1.5 土与结构物的相互作用 (3)1.6 混凝土结构的耐久性 (3)说明 (4)2 单桩基础 (5)2.1 一般规定 (5)2.2 桩的设计 (5)2.3 桩的轴向承载力 (6)2.4 桩的轴向抗拔力 (9)2.5 桩的轴向性能 (9)2.6 轴向荷载桩的土反力 (10)2.7 侧向荷载桩的土反力 (12)2.8 桩壁厚度 (17)说明 (20)算例 (24)3 高桩承台群桩基础 (25)3.1 一般规定 (25)3.2 软弱下卧层承载力 (26)3.3 负摩阻力 (27)3.4 抗拔计算 (28)3.5 水平承载力 (29)3.6 沉降 (31)3.7 承台设计 (32)3.8 构造要求 (38)说明 (41)算例 (42)4 预应力钢筋混凝土筒形基础 (43)说明 (43)算例 (43)1 总则1.1 一般规定1.1.1 本章主要介绍了桩基础、重力型基础和海底稳定的要求。
1.1.2 没有在标准中详细说明的基础类型应该特别考虑。
1.1.3基础设计应该基于特定的位置（地理）信息，详见第3章（第三章场地条件）。
1.1.4基础岩土工程设计应考虑基础结构和地基土的强度和变形。
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
海上风电机组单桩基础产生腐蚀性气体解决方案
海上风电机组单桩基础产生腐蚀性气体解决方案海上风电在国内大规模应用单桩基础，单桩基础钢管桩内环内会残留海水及海生物残骸，分解出腐蚀气体。
同时牺牲阳极保护外置，钢管桩内海水与钢结构金属腐蚀达化学平衡并停止前也会产生部分化学气体，对塔筒内裸露导线设备等有腐蚀作用。
本文介绍一此种腐蚀案例并给出一经过验证的解决方案。
标签：海上风电;单桩基础;腐蚀性气体1海上风电单桩基础应用海上风机基础一般有单桩、重力式、导管架、高桩承台、吸力式、漂浮式等基础型式，其中单桩、重力式和导管架基础这三种基础型式已经有了较成熟的应用经验，而吸力式和漂浮式基础尚处于试验阶段。
单桩基础是欧洲海上风电场建设中的主导基础结构型式。
单桩基础即单根钢管桩基础是由一个直径在3～5m之间的钢管桩构成，适用于小于25m的水域，其结构特点是自重轻、构造简单、受力明确。
对于软土地基可采用锤击沉桩法;对于岩石地基可采用钻孔的方法，也可在岩石地基内形成大直径钻孔灌注桩。
由于该基础生产工艺简单，施工成本低，施工过程易控制，施工单位经验较丰富等优点，目前成为了海上风机的主流基础结构。
在国内2015年到2017年间新建成海上风电场中，多采用此种桩基。
2海上单桩基结构产生的问题单桩基础单根钢管桩基础形式上为一中空管状物结构，施工沉桩后内部形成海上中空井结构。
单桩入泥深度一般在50m以上，持力层在地下水层之下，故单桩基内部海水将成为静止死水，不再与外部海水及地下水有水质交换，不可避免内部会有生物的残骸，其将分解挥发腐蚀气体。
同时由于海上机组防盐雾腐蚀设计要求，机组內部以微正压方式保持干燥密闭，阻滞外部空气大量渗入，一定程度上桩基连同内部将形成一个水、气相对密闭结构。
基于此结构，桩基内封闭海水有限，且基本保持稳定，其对桩基基础内环钢结构产生的腐蚀效果有限可控，在腐蚀进行到一定程度后将形成桩基内部海水化学平衡，腐蚀将减缓直至停止，一般这个时间在1年左右。
故牺牲阳极结构一般设计连接在桩基外径面上，阻止海水对桩基外部结构的腐蚀。
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1.全球能源状况与可再生能源的发展2.海上风力发电的重要性二、海上风电机组基础结构1.现今主要的海上风电机组基础结构2.海上风电基础的适用情况及优缺点三、海上风电发展趋势1.全球海上风电市场概况2.我国海上风电发展现状与政策支持3.未来海上风电发展趋势及挑战四、结论1.海上风电发展的意义2.对未来海上风电发展的展望正文一、引言1.全球能源状况与可再生能源的发展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一个全球化态势。
据统计，全球已有超过 120 个国家和地区制定了发展可再生能源的政策框架，其中一半以上为发展中国家。
可再生能源，如风能、太阳能、水能等，不仅对环境保护具有重要意义，也有助于减少对传统化石能源的依赖，提高能源安全和可持续性。
2.海上风力发电的重要性海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的潜力和优势。
相较于陆上风电，海上风电具有风力资源更丰富、占地面积小、对土地利用影响小等优点。
因此，在全球范围内，海上风电正逐渐成为可再生能源领域的一个重要发展方向。
二、海上风电机组基础结构1.现今主要的海上风电机组基础结构海上风电机组的基础结构主要有四种：固定基础、浮动基础、单桩基础和群桩基础。
固定基础指将风电机组直接安装在海底的固定基础上，适用于水深较浅的海域。
浮动基础则采用浮箱或浮球等结构，将风电机组悬浮在海面上，适用于水深较大的海域。
单桩基础和群桩基础则是将风电机组支撑在若干个桩基上，适用于不同地质条件的海域。
2.海上风电基础的适用情况及优缺点不同类型的海上风电基础结构有其各自的适用情况和优缺点。
固定基础适用于浅海区域，但受海底地质条件影响较大；浮动基础适用于深海区域，但建设和维护成本较高；单桩基础和群桩基础则在稳定性和经济性方面具有较好的平衡。
因此，在实际应用中，需要根据具体的海域条件、风力资源和经济性等因素综合选择合适的基础结构。