奚泉 刘梅梅 明小燕

(1.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 650000;2.中交四航工程研究院有限公司 广州510230)

引言

近年来, 海上风电的开发利用得到了国家的高度重视, 与陆上风电相比, 其具有风速高、切变低、湍流低和效率高的优势[1]。在高速发展的驱动力下, 许多新型的海上风电基础的结构相继被提出, 复合筒形基础[2]便是其中一种具有变截面结构的基础类型。此类筒形基础借助弧形过渡段壁内的预应力钢绞线有效地将风机塔筒的巨大的弯矩转换成基础结构内有限的拉压应力, 通过优化预应力钢绞线解决了钢-混凝土结构的变形协调和接触面的开裂控制[3], 充分发挥了钢-混凝土结构的材料优势。由于筒形基础易于运输和安装, 可广泛适用于我国部分具有软土地基的沿海地区。

在海上风机的安装运行过程中, 风、浪、流、冰等水平荷载产生了巨大的倾覆力矩。其中, 具有周期性和随机性的波浪载荷是海上风电结构设计中最具代表性的载荷之一。准确计算水平波力对于海上风电项目的安全至关重要。波浪对海洋结构的作用主要有以下四种形式[4]: (1)流体粘滞性引起的粘滞效应; (2)流体惯性力引起结构周围流场变化后产生的附加质量效应;(3)入射波引起的衍射效应; (4)由于结构的大型化而导致的自由表面效应。基于以上理论, 波浪力的计算可以根据结构的特征尺寸分为两种情况[5]: 当结构的特征尺寸较小时, 粘性效应和附……