海上風電筒型基礎(chǔ)工程

第1章海上風電開發(fā)概況1

1.1風力發(fā)電發(fā)展歷程/2
1.2歐洲海上風電開發(fā)進程與趨勢/7
1.2.1歐洲海上風電發(fā)展進程與現(xiàn)狀/7
1.2.2歐洲海上風電發(fā)展趨勢與特點/10
1.3我國海上風電發(fā)展與挑戰(zhàn)/12
1.3.1我國海上風電的開發(fā)潛力/12
1.3.2我國海上風電的發(fā)展與挑戰(zhàn)/14
1.4海上風電基礎(chǔ)型式/16
1.4.1重力式基礎(chǔ)/17
1.4.2單樁基礎(chǔ)/20
1.4.3多樁承臺基礎(chǔ)/21
1.4.4導管架基礎(chǔ)/22
1.4.5多腳架基礎(chǔ)/22
1.4.6筒型基礎(chǔ)/22
1.4.7浮式基礎(chǔ)/24
1.5海上風電筒型基礎(chǔ)創(chuàng)新發(fā)展與方向/27
第2章海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)31

2.1海上風電新型筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式/32
2.1.1單筒多艙基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)/32
2.1.2多筒基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)/34
2.1.3樁筒復合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)/34
2.2筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載分析/35
2.2.1風浪條件確定方法及荷載組合方法/35
2.2.2風荷載/42
2.2.3浪流荷載/47
2.3單筒多艙基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析/50
2.3.1單筒多艙基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的傳力體系/50
2.3.2鋼混組合筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力分析/51
2.3.3全鋼筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力分析/54
2.4多筒基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析/56
2.4.1多筒基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的傳力體系/56
2.4.2三筒導管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力分析/57
2.5樁筒復合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析/59
2.5.1單樁筒復合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力分析/59
2.5.2多樁筒復合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力分析/63
2.6建造期筒型基礎(chǔ)屈曲分析/66
第3章海上風電筒型基礎(chǔ)的地基穩(wěn)定性69

3.1單筒多艙筒型基礎(chǔ)的豎向承載力/70
3.1.1承載模式/70
3.1.2頂蓋承載模式的承載力驗算/71
3.1.3筒壁承載模式的承載力驗算/73
3.1.4豎向極限承載力的上限解研究/75
3.2單筒多艙筒型基礎(chǔ)的抗傾覆能力/81
3.2.1抗傾承載力的簡化算法/81
3.2.2筒土分離對抗傾覆承載力的影響/84
3.2.3改進算法的提出/86
3.2.4傾覆荷載下筒型基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)中心/95
3.2.5抗傾覆極限承載力的上限解研究/98
3.3單筒多艙筒型基礎(chǔ)的水平向承載力/102
3.3.1水平向承載力的簡化算法/102
3.3.2水平向荷載作用下的地基破壞模式/103
3.3.3筒土分離對水平向承載力的影響/104
3.4單筒多艙筒型基礎(chǔ)的承載力包絡(luò)面/108
3.4.1承載力包絡(luò)面方法概述/108
3.4.2復合加載條件下筒型基礎(chǔ)的承載力包絡(luò)面/110
3.4.3基于筒型基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)中心承載力包絡(luò)面/115
3.4.4筒型基礎(chǔ)和墩式基礎(chǔ)承載力包絡(luò)面的差異/121
3.5多筒基礎(chǔ)的地基穩(wěn)定性/126
3.5.1海上風電多筒基礎(chǔ)的應(yīng)用/126
3.5.2多筒基礎(chǔ)的單向承載力與荷載分擔機制/127
3.5.3多筒基礎(chǔ)的復合承載力/133
3.6單樁筒型基礎(chǔ)的地基穩(wěn)定性/136
3.6.1樁筒共同承載機制/136
3.6.2單樁筒型基礎(chǔ)的單向承載力/140
3.6.3黏土中單樁筒型基礎(chǔ)的承載力包絡(luò)線/143
3.6.4無黏性土中單樁筒型基礎(chǔ)的地基承載力
包絡(luò)線/148
3.6.5單樁摩擦盤基礎(chǔ)的地基承載特性/150
目錄3.7地震作用下新型筒型基礎(chǔ)的穩(wěn)定性/154
3.7.1地震作用下軟黏土強度弱化規(guī)律/154
3.7.2黏土地基上新型筒型基礎(chǔ)的地震響應(yīng)/157
3.7.3砂土地基上新型筒型基礎(chǔ)的地震響應(yīng)/164
3.8沖刷深度對新型筒型基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響/171
3.8.1沖刷工況下筒型基礎(chǔ)豎向極限承載力/171
3.8.2沖刷工況下新型筒型基礎(chǔ)水平向極限承載力/176
3.8.3沖刷工況下新型筒型基礎(chǔ)抗傾極限承載力/178
3.8.4沖刷深度對新型筒型基礎(chǔ)承載力包絡(luò)線的影響/180
3.9預挖法提高新型筒型基礎(chǔ)的承載力/184
3.9.1工程概況/184
3.9.2預挖提高筒型基礎(chǔ)承載力的理論分析/185
3.9.3預挖法提高筒型基礎(chǔ)承載力的數(shù)值模擬/185
3.10新型筒型基礎(chǔ)地基穩(wěn)定性分析實例/188
3.10.1工程概況/188
3.10.2地基承載力驗算/189
3.10.3地基承載力驗算結(jié)果/193
第4章海上風電筒型基礎(chǔ)塔筒風機的整體浮運197

4.1筒型基礎(chǔ)浮穩(wěn)性與分艙優(yōu)化/198
4.1.1筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的浮穩(wěn)性原理與靜態(tài)穩(wěn)性分析/198
4.1.2筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的分艙優(yōu)化方法/203
4.1.3筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動態(tài)穩(wěn)性分析/205
4.2海上風電筒型基礎(chǔ)專用運輸安裝船舶/210
4.2.1專用安裝船舶簡介/210
4.2.2設(shè)計特點、用途/212
4.2.3主要參數(shù)/212
4.2.4作業(yè)水域及環(huán)境條件/213
4.2.5風電基礎(chǔ)安裝相關(guān)系統(tǒng)/213
4.3筒型基礎(chǔ)塔筒風機與船舶靜態(tài)穩(wěn)性分析/213
4.3.1筒型基礎(chǔ)塔筒風機體系靜態(tài)穩(wěn)性分析/214
4.3.2筒型基礎(chǔ)塔筒風機與船舶體系靜態(tài)穩(wěn)性分析/215
4.4筒型基礎(chǔ)塔筒風機與船舶多體耦合安全性/216
4.4.1筒型基礎(chǔ)塔筒風機與船舶多體耦合作用/216
4.4.2海上風電整體浮運性態(tài)數(shù)值分析與模型試驗/222
4.4.3多體耦合動力安全的影響因素分析/241
4.5筒型基礎(chǔ)塔筒風機整體浮運過程的現(xiàn)場測控
分析/247
4.5.1拖航分析/247
4.5.2浮運過程的船舶性態(tài)與水封安全性/249
4.5.3浮運過程的風機振動/251
4.5.4浮運/254
第5章海上風電筒型基礎(chǔ)沉放與精細調(diào)平257

5.1筒型基礎(chǔ)水中沉放/258
5.1.1模型試驗/258
5.1.2水中沉放過程吊索受力/259
5.1.3水中沉放過程筒型基礎(chǔ)風機的加速度/260
5.1.4水中沉放過程筒型基礎(chǔ)風機的縱搖角度/261
5.1.5波流對沉放姿態(tài)的影響/262
5.2筒型基礎(chǔ)的土中沉放/264
5.2.1自重沉放階段的阻力計算/264
5.2.2筒型基礎(chǔ)負壓沉放階段的滲流減阻/274
5.2.3負壓沉放阻力計算方法討論/282
5.2.4筒型基礎(chǔ)的減阻措施/290
5.3沉放過程屈曲控制/293
5.3.1筒內(nèi)外壓差作用/293
5.3.2分艙壓差作用/294
5.4沉放精細調(diào)平控制/295
5.4.1薄壁筒型基礎(chǔ)壓差精細調(diào)平控制方法/295
5.4.2厚壁筒型基礎(chǔ)的沉放與調(diào)平/297
5.5筒型基礎(chǔ)的整機沉放過程實例/299
5.5.1工程概況/299
5.5.2整機沉放施工/300
5.6筒型基礎(chǔ)的頂升與回收/303
第6章海上風電筒型基礎(chǔ)沖刷與防護309

6.1海上風電筒型基礎(chǔ)的沖刷特性/310
6.1.1復合筒型基礎(chǔ)繞流水流特征/310
6.1.2復合筒型基礎(chǔ)局部沖刷試驗研究/311
6.1.3筒型基礎(chǔ)局部沖刷試驗結(jié)果/318
6.1.4筒型基礎(chǔ)局部沖刷數(shù)值模擬研究/327
6.1.5筒型基礎(chǔ)局部沖刷計算經(jīng)驗公式比較/329
6.2海上風電筒型基礎(chǔ)沖刷防護/336
6.2.1環(huán)翼式防護/336
6.2.2拋石防護/337
6.2.3仿生水草防護/337
6.2.4蜂巢防護/338
6.2.5淤泥固化/338
第7章海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)343

7.1海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整機環(huán)境要素監(jiān)測/344
7.1.1海上風電筒型基礎(chǔ)整機環(huán)境要素監(jiān)測方案/344
7.1.2海上風電筒型基礎(chǔ)整機風、浪、流監(jiān)測/344
7.1.3海上風電筒型基礎(chǔ)整機溫度、濕度監(jiān)測/348
7.1.4海上風電場紊流度監(jiān)測/348
7.1.5海上風電筒型基礎(chǔ)沖刷監(jiān)測/349
7.2海上風電筒型基礎(chǔ)整機沉放過程安全監(jiān)測/349
7.2.1監(jiān)測方案/349
7.2.2艙壓與傾角監(jiān)測分析/350
7.2.3動力監(jiān)測分析/352
7.3海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服役期地基監(jiān)測/353
7.3.1監(jiān)測方案/353
7.3.2整機沉降變形監(jiān)測分析/356
7.3.3地基土壓力監(jiān)測分析/357
7.3.4地基孔隙水壓力監(jiān)測分析/357
7.4海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整機服役期靜力監(jiān)測/360
7.4.1海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整機傾斜度監(jiān)測/360
7.4.2海上風電筒型基礎(chǔ)整機應(yīng)力監(jiān)測/365
7.4.3海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測/367
7.5海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整機服役期動力監(jiān)測/371
7.5.1海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整機動力監(jiān)測布置/371
7.5.2海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整機動力監(jiān)測實例/373
7.6海上風電筒型基礎(chǔ)整機服役期安全監(jiān)測系統(tǒng)
搭建與實施/377
第8章海上風電筒型基礎(chǔ)塔筒風機耦合動力安全381

8.1海上風電筒型基礎(chǔ)整機振動現(xiàn)場監(jiān)測分析/382
8.1.1停機工況振動位移分析/382
8.1.2運行工況下振動位移分析/383
8.1.3停機工況振動加速度分析/385
8.1.4運行工況下振動加速度分析/387
8.2海上風電筒型基礎(chǔ)整機工作模態(tài)識別/388
8.2.1海上風電筒型基礎(chǔ)整機振動頻域特性/388
8.2.2考慮諧波影響的結(jié)構(gòu)工作模態(tài)識別方法/390
8.2.3全功率范圍內(nèi)海上風電結(jié)構(gòu)工作模態(tài)識別/395
8.3海上風電筒型基礎(chǔ)整機振源識別/400
8.3.1海上風電結(jié)構(gòu)振源特性/400
8.3.2振源識別方法/401
8.3.3振源識別方法工程驗證/405
8.3.4海上風電結(jié)構(gòu)振源識別及其影響/407
8.4海上風電筒型基礎(chǔ)整機動力安全評估與運行控制
策略優(yōu)化/413
8.4.1海上風電筒型基礎(chǔ)整機動力安全評估/413
8.4.2筒型基礎(chǔ)和單樁基礎(chǔ)風機動態(tài)振動對比/415
8.4.3海上風電筒型基礎(chǔ)整機運行控制策略優(yōu)化/421
8.5海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動疲勞損傷特性/432
8.5.1疲勞研究對象/432
8.5.2風浪聯(lián)合分布/433
8.5.3氣動荷載和水動荷載模擬/434
8.5.4基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動疲勞損傷特性研究/438
8.6海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)被動減振控制/453
8.6.1阻尼器減振控制原理/453
8.6.2海上風電結(jié)構(gòu)振動控制計算方法/460
8.6.3海上風電筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)被動阻尼器減振效果/464