分论坛5-4潘祖兴 海上风电吸力桶导管架基础关键技术及工程应用.pdf

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1、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 固定式 漂浮式 Content 一、应用背景 二、基础设计 三、施工流程 四、工程应用 海上风电基础型式 海上风电基础型式 固定式 漂浮式 固定式 重力式（重力式（Gravity Base）四桩导管架（四桩导管架（Jacket）单桩（单桩（Monopile） 吸力桶基础（单桶）吸力桶基础（单桶）高桩承台基础高桩承台基础吸力桶基础（吸力桶导管架）吸力桶基础（吸力桶导管架） 海上风电基础型式 海上风电基础型式 复杂海底地层、基岩埋深浅 应用背景 深水区，水下施工难度大 应用背景 水下打桩，桩长80100m水下灌浆 多桶导管架 吸力桶基础 靠负压下沉，不需要水

2、下打桩； 安装速度快，降低成本； 单桶基础 一种短粗的底端开口、顶端封闭的薄壁圆 筒结构（钢材质或钢筋混凝土材质） 多桶导管架基础 由多个吸力桶和上部导管架组成，通过导 管架连接，使得多个桶体协同工作 应用背景 单桶 导管架设计 模态计算模态计算 极端工况结构应力极端工况结构应力 动冰力函数的构建动冰力函数的构建 概化冰力函数概化冰力函数 导管架设计-冰激振动分析 吸力桶设计-承载力分析 极端工况下的短期极端工况下的短期变形变形 正常服役工况下的长期变形正常服役工况下的长期变形 循环荷载作用下的累积循环荷载作用下的累积变形变形 泥面 带侧摩的带侧摩的 一维压缩一维压缩 浅基础沉降浅基础沉降 吸

3、力桶设计-变形计算 负压贯入分析：可贯入深度、负压极值负压贯入分析：可贯入深度、负压极值 屈曲分析：桶壁厚度、负压控制策略屈曲分析：桶壁厚度、负压控制策略 吸力桶设计-安装分析 线性分析与非线性计算线性分析与非线性计算 吸力桶设计-结构有限元计算 桶体结构应力计算桶体结构应力计算 下沉 自重下沉 吸力下沉 安装 上部风机 电缆 监测系统 建造 导管架各部件：主腿、斜撑管件 过渡段各部件：板、壳构件 吸力桶各部件：桶顶板、加强梁、桶体各构件 连接 导管架与吸力桶组焊连接 岸上整体吊装 运输驳船运输 施工流程 德国Borkum Riffgrund 1 风电场 第一次使用吸力桶导管架 单机功率 4 MW 2014年10月完成安装 三桶导管架结构 实际工程应用 苏格兰海域Aberdeen 风电场 大功率机组（8.8MW） 2018年8月安装 三桶导管架结构 实际工程应用 吊装运输 起吊 安装到位