海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究
2021-04-10毋晓妮
舰船科学技术 2021年2期
关键词:承载力
廖 倩,毋晓妮,李 晔
(1. 上海交通大学,海洋工程国家重点实验室,上海 200240;2. 上海交通大学,船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240)
0 引 言
海上风电行业从20 世纪80 年代开始发展,并且自2000 年以来发展迅速。截至2017 年12 月底,全球累计风电装机容量为5.4 亿 kW。近年来,我国也加快了海上风电建设的步伐,截至2017 年底,我国海上风电累计装机容量已达279 万 kW。与陆上风机基础相比,海上风机基础面临的环境更为严峻。此外,海上风机比陆上风机安装更加困难,并且安装与维护成本也更高,据统计海上风机基础设施的成本占风机总投资的34%。因此,安全经济的基础设计也是海上风机能够正常长久运行的可靠保障[1]。海上风机基础作为风机支撑基础的重要部分,用来承担风机系统所受到的复杂荷载其稳定性直接关系到整个海上风机系统的安全运行。因此海上风机基础的稳定性成为海上风电场设计的重要考虑因素[2]。
不论是海洋平台还是海上风机,其在海洋环境中所受荷载均由其下部支撑基础承担。与海洋平台相比,海上风机受到的水平荷载较大,这些水平荷载主要是由风、波浪和冰引起的,基础受到的竖向荷载较小,其主要来源于结构的自重[3]。在极端条件下,海上风机基础受到的水平载荷会达到所受竖向载荷的约60%[4]。当基础受到外界荷载时,会发生沉降和转动,从而影响上部风机结构的正常工作,因此对其承载力进行研究对确定基础的稳定性至关重要[5]。
海上风机固定式支撑基础因其所适用环境和地质条件的不同,目前主要有单桩基础、承台基础、导管架基础、吸力式桶形基础等主要结构类型。……
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