一文看尽!海上风电机组固定式基础大全
Beatrice海上风电场海底基础固定方法简介
海鳗海湾Beatrice区域的风力发电场示范项目涉及对两台5兆瓦风力发电机的安装、运行以及研究工作,如果项目进展顺利,开发商将进行商业性开发,在Beatrice区域安装200台风力发电机。
两台风力发电机将分别安装在距离海鳗海湾Beatrice区域的Beatrice AP 平台约1.6和2.3公里处。
风力发电机组距离海岸线约22公里,在水深45米的水域中。
示范项目地址由Beatrice区域已有的基础建筑所决定,这些基础建筑是Beatrice AP平台的变电站及相关设施。
两台风力发电机精确选址必须考虑地其他因素包括:1. Beatrice海底石油、天然气基础设施;2.航海线;3.海底地形及水深。
每台风力发电机组额定功率为5兆瓦,重约410吨,3叶片,叶片长度为63米。
机舱安装在塔架上,塔架安装在固定在海底的基础上,安装好后的支撑结构海平面以上为88米。
叶片尖端到海平面(最低潮时)最小距离约为28米,最大距离约为148米。
基础重210吨,直径6米,海平面以上20米。
所有的海底部分都精心做了防腐处理。
海面以上部分也进行了涂料防护,颜色选择尽量降低视觉影响。
从上风向看,风机叶片顺时针方向转动。
按照法律法规规定,塔架上安装信号灯。
考虑到塔架与机舱的总重量(约为1,400吨)、水深、打桩的地下状况、Beatrice区域的海浪、气候条件、运输以及在指定地点基础竖起等因素,已经设计了几套基础固定方案。
现在两套设计方案被重点确定:一套是OWEC Jacket Quattropod (OJQ)方案,这套方案占海底面积400平米。
另一套是三角基础方案,占海底面积约为600平米。
两种基础或采取桶式或采取打桩式固定在海底。
桶式基础将需要特别制造的直径10米或以上的钢罐绑缚在基础的四个脚上。
桶式基础安装是将其放置在海床上后,抽空钢罐内部的海水,靠周围海水所产生的压力将其固定在海床上,直到钢罐植入海底到需要的深度(具体深度由海底状况及负载重量决定)。
海上风电机组基础结构课件
能源安全
海上风力发电可以减少对 化石燃料的依赖,提高能 源安全性。
经济发展
海上风力发电项目可以促 进当地经济发展,提高就 业率,同时为政府带来税 收收入。
海上风电机组的基础结构类型
单桩基础
单桩基础由一个大型桩柱 和上部结构组成,通过桩 柱将机组重量传递到海底 地基。
导管架基础
导管架基础由一个或多个 导管架组成,上面安装有 叶片和机舱等设备。
疲劳分析
考虑到海上风电机组运行过程中承受的疲劳载荷 ,对关键部位进行疲劳分析和优化。
结构设计的优化
材料选择
选择高强度、轻质、耐腐蚀的材料,提高基础结构的性能和耐久 性。
构造优化
通过优化基础结构的构造方式,提高整体性能和稳定性。
细节处理
对关键部位进行细节处理,如加强筋、倒角等,提高结构的安全性 和可靠性。
安装质量控制
验收质量控制
在安装过程中,进行质量检验和监督,确 保安装精度和质量。
在验收时,进行质量检验和评估,确保基 础结构的质量和安全性。
安装过程中的问题及解决方案
定位精度问题
在安装过程中,可能存在定位精度不足的问题,导致安装 困难。解决方案是使用高精度的GPS等定位设备,提高定 位精度。
支撑架稳定性问题
浮体基础
浮体基础由浮体和锚链组 成,通过锚链将机组固定 在指定位置。
海上风电机组的基础结构材料
高强度钢材
用于制造桩柱、导管架和锚链 等结构件。
铝合金
用于制造叶片和其他轻量化部件。
复合材料
用于制造机舱罩、导流罩等部件, 具有轻量化和抗腐蚀等优点。
02
海上风电机组基础结构设 计
结构设计原则
安全性
海上风电机组基础结构应能够承 受极端自然环境和地震等自然灾 害的影响,确保结构安全性和稳
海上风机基础形式
海上风机基础形式介绍如下:
一、单桩式基础
单桩式基础是最早也是最简单的一种海上风机基础形式。
它的原理是在海底钻孔后,将一根或多根桩驳入海底,形成一个单桩或者多桩的基础支撑系统。
该基础形式适用于比较浅的海域,桩身一般要求较粗,以满足在海洋环境下的稳固支撑。
优点是安装简单、成本较低,缺点是承载力较小、易受海底地质条件和海浪影响,而且不适合深水区的风电场。
二、桶式基础
桶式基础是一种较新的海上风机基础形式,它是将一种可以漂浮的桶状物质放置在海底或者浮标上,并以桶自身的重量或向下排水来产生足够的稳定力支撑风机。
该基础形式适用于水深较深,基础不易沉入海底的场合,可以大大减少安装的难度和成本。
然而,由于该基础的尺寸较大,在运输和装配方面会存在一定困难。
三、吊装式基础
吊装式基础是一种相对比较常见的海上风机基础形式。
它的原理是在海底先钻好一个孔,再将整个基础系统通过吊装机构放置在孔里。
该形式的设计使其能够适应不同水深和地质条件,同时也提高了基础的承载能力。
由于需要吊装机构的配合,它的装配难度和成本较高。
四、桩框式基础
桩框式基础是一种兼具单桩式基础和框架式基础的特点的海上风机基础形式。
它的基本结构是一组互相平行的桩体形成的桩群,在桩群
的顶部固定一个框架,风机塔身在框架上安装。
该基础形式适用于在较小的面积内固定多台风机,同时也可以降低风机维护和维修的成本。
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。
8专题五:海上风电机组支撑结构分析
3.1 计算方法-环境载荷
3.1.1 风 3.1.2 波浪 3.1.3 流 3.1.4 冰 3.1.5 地震 3.1.6 冲刷、海生物、雪等其它
3.1.2 计算方法-环境载荷-波-波浪理论
•随机波
随机波浪模型是反映真实海洋状态特征的最好描述,其假设波面位移服从均值为零的正态过 程,该过程具有平稳性和各态历经性。随机波浪模型把实际海况描述为无限多个频率不等、 方向不同,振幅变化及相位杂乱的微幅简谐波叠加而成的不规则波系。一般用波谱、有效波 高H s、谱峰周期T p和平均波向来描述。波谱,主要包括Pierson-Moskowitz(简称P-M谱), Bretschneider双参数谱,JONSWAPS谱
风电机组关键结构部件有限元分析培训
专题五:
海上风电机组支撑结构分析
孙政策博士 中国船级社(CCS)
内容
1. 海上风电机的基本结构 2. 海上风电机支撑结构的种类 3. 海上风电机支撑结构的计算方法和特点 4. 海上支撑结构计算实例
1 海上风电机的基本结构
2 海上风电机支撑结构的种类
2.1 现用结构 2.2 基础型式 2.3 组合型式 2.4 发展结构 2.5 影响结构型式选择的因素
•P-Y曲线 •T-Z曲线 •Q-Z曲线
3.3 计算方法-计算工况
•要考虑海上风电机可能出现的最危险条件 •根据海上风电机的设计状态(建造、安装、工作、自 存等)来确定各个条件的组合。
3.3 计算方法-计算工况
3.3 计算方法-计算工况-详细描述
•中国船级社海上风电机规范(即将出版) •Germanischer Lloyd, Rules & Regulations, IV Non Marine Technology, Part 2 Regulations for the Certification of Offshore Wind Energy Conversion Systems, 1995. • Rekommandation for Teknisk Godkendelse af Vinmoller pa Havet, 2. December 2001. Danish Energy Agency • IEC/TC88 61400-3 Edition 1: Safety requirements for offshore wind turbines - under development • ISO 19900-19909, Offshore Structures – under development
海上风电基础形式及关键技术综述
海上风电基础形式及关键技术综述海上风电是指将风力发电机组安装在海上平台上,利用海上的高风速和稳定的风能资源发电的一种新能源。
相比于陆上风电,海上风电具有风速更高、风能资源更为丰富、发电量更大等优点,因此被视为未来风能发电的重要发展方向之一、本文旨在综述海上风电的基础形式和关键技术。
一、基础形式1.海上浅水沉箱式基础:采用沉箱式基础是目前应用最广泛的海上风电基础形式之一、它采用钢质沉箱作为支撑结构,通过将沉箱沉入海底然后灌注混凝土的方式固定在海底。
它的优点是施工简单方便、成本较低,但仅适用于水深在30米以内的海区。
2.海上钢桩式基础:钢桩式基础是适用于水深较深的海区的一种海上风电基础形式。
它采用钢制桩或者预制混凝土桩作为主要支撑结构,通过将桩固定在海底的方式支撑风力发电机组。
它的优点是适用于水深在30米以上的海区,能够承受较大的浪涌和冲击力。
3.海上浮式基础:浮式基础是一种新型的海上风电基础形式,它采用浮式平台作为主要支撑结构,通过浮力来支撑风力发电机组。
浮式基础的优点是可以适用于任意水深的海区,同时可以进行动态调整和定位,适应更为复杂的海洋环境。
二、关键技术1.海洋环境适应性:海上风电基础需要能够承受较大的海浪冲击、潮汐流速以及海水腐蚀等海洋环境的影响。
因此,要保证海上风电基础的耐腐蚀性和结构强度,选择合适的材料和表面处理技术,同时进行充分的结构设计和计算分析。
2.抗风性能:风是驱动风力发电机组工作的关键因素,因此海上风电基础需要具备良好的抗风能力。
这涉及到基础的结构形式选择、基础的稳定性和刚度设计等方面。
同时,需要进行合理的排布和间距设置,以减小风力发电机组之间的相互影响。
3.施工与维护技术:海上风电基础的施工和维护需要考虑到海上工作环境的恶劣性。
因此,需要开发高效的施工技术和维护技术,采用合适的船舶和设备,使得基础的建设和维护能够在复杂的海洋环境中进行。
4.高效发电技术:海上风电的发电效率对于经济可行性和环境效益至关重要。
海上风电风机基础结构形式及安装技术
海上风电风机基础结构形式及安装技术摘要:海上风力发电是未来主要风能趋势,且海岸滩涂风力储量丰富,具有巨大开发潜力。
但是海上存在复杂区域条件和不稳定地形,直接开发很容易引起海底土壤侵蚀和液化,这直接影响到海上风力发电机基础安全性和稳定性。
针对现有风力发电机基础,本文分析现有海上风力发电机基础结构形成,探讨其施工安装技术。
关键词:风机基础;单桩基础;安装技术前言:随着传统热能发展停滞,新能源增长会成为全球趋势。
由于热力和煤炭资源不足,清洁能源成为全球能源领域的热门话题。
风力发电作为清洁、无污染的可再生能源,越来越受到人们关注,本文将对海上风电风机进行分析探讨。
1 现状风能具有可持续发展,是一种清洁无污染能源,是未来能源发展方向。
面对我国当前环境污染现实和环境保护以及节能减排的迫切需要,海上风电将进入发展黄金时代。
故此,近年来将是海上风电发展爆发阶段。
海上风电机组安装,现已建成许多套,在基础上对风力发电机进行综合提升[1]。
2 基础结构形式通常,海上风力发电机形态基础结构主要包括重力基础、单桩基础、高桩承台基础、多桩基础及导管架式基础、吸力锚基础,详见下表。
2.3 高桩承台基础高桩承台基础需要根据实际地质条件和施工难度施工,其外围桩通常从一定角度向内倾斜。
地基应用于风电设备建造前,它是由基桩和上部承载平台组成,是沿海码头常见结构。
优点是对水平位移受力和阻力有利;缺点是基底较长,整体结构较重,因此适合于深度小于20米浅海海域。
2.4 多桩基础多桩基础使用多个钢堆,管道方向上部连接在钢桁架基础部分,基础上部连接在塔筒上。
多桩基础主要用于大规模风力发电园区和水深海域,在许多国家都有使用。
适合水深300米内海洋地区,不适合海底岩石多发地区情况。
多桩基础在海上石油和生产平台建设上非常成熟,可以应用于大众化和海上风能。
其优点包括质量轻、基础强度高、安装技术成熟,适用于深海;缺点是需要大量钢材,生产时间长,成本相对高,安装易受到天气影响[3]。
(完整版)海上风电场+风机基础介绍
海上风电场风机基础介绍技术服务中心业务筹备部前言近年来,国家对清洁能源特别是风电的发展在政策上给予了很大支持,使得中国风电得到蓬勃发展。
风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式,获得了迅猛发展。
随着风电机组从陆地延伸到海上,海上风电正成为新能源领域发展的重点。
本文结合国内外海上风电场具体的风机基础,对现有的海上机组的基础类型逐一介绍,目的是对海上风机基础形成一个初步的了解,为公司日后的海上服务业务做铺垫。
为人类奉献白云蓝天,给未来留下更多资源。
2目录1 风机基础类型--------------------------------------- 4 1.1 重力式基础----------------------------------------- 4 1.2 单桩基础------------------------------------------- 6 1.3 三脚架式基础--------------------------------------- 8 1.4 导管架式基础-------------------------------------- 10 1.5 多桩式基础---------------------------------------- 111.6 其他概念型基础------------------------------------ 122 海上风力发电机组基础维护 -------------------------- 14为人类奉献白云蓝天,给未来留下更多资源。
3为人类奉献白云蓝天,给未来留下更多资源。
4 1 风机基础类型1.1 重力式基础重力式基础,顾名思义是是靠重力来追求风机平衡稳定的基础,重力式基础主要依靠自身质量使风机矗立在海面上,其结构简单,造价低且不受海床影响,稳定性好。
缺点是需要进行海底准备,受环境冲刷影响大,且仅适用于浅水区域。
海上风力发电的基础形式及关键技术分析
海上风力发电的基础形式及关键技术分析发表时间:2019-07-23T17:20:57.353Z 来源:《基层建设》2019年第13期作者:莫瑞杰[导读] 摘要:风含有巨大的能量,是水资源总能量的10倍。
广州健平工程技术咨询有限公司摘要:风含有巨大的能量,是水资源总能量的10倍。
目前,陆地上已经形成了许多代风电,但随着人口迁移和人口的增长,陆地上的风能不仅取代了人类活动,而且还产生了干扰群众正常生活的噪声,阻碍了陆地风电领域的发展。
因此,人们逐渐将观点转向海洋:海上风能不会影响人们对土地的需求,可以为人们带来丰富的资源。
关键词:海上风力发电;风能;桩基础结构;导管架基础;重力式基础引言海上风电的优势在于湍流较少,主风方向更稳定,节约土地资源,近年来风已被欧洲市场认定为清洁能源。
欧洲发展迅速。
利用目前对海上风能主要形式的研究来确保世界各国的经济安全以及中国海上能源生产风能业务的积极发展对于中国能源的使用和分配至关重要。
一、桩基础结构桩基础结构分为三类:单桩基础、多桩基础和三角桩基础。
单桩基础结构是目前世界上应用最多的风力发电基础机构,由大直径钢管组成。
单桩基础的固定方式是采用液压撞击法,撞锤将钢管夯入海床或者在海床安装钻孔形成的。
这种基础的直径有3~6m宽,壁厚约是直径的1%。
钢管插入海床的深度根据海床土壤强度来定,依靠测土给予的压力传递荷载。
单桩基础适合建设于浅水水域或是水深为20~25m的中水水域,且土质良好的海床上。
单桩基础的建设无需做海床准备,安装方法简单,但移动较为困难,且由于其钢管直径大,施工时需要借助特殊打桩船进行作业,若海床并非是适宜的土壤而是岩石,则还要增加钻洞加大投入费用。
单桩基础结构广泛应用于欧洲海上风力发电场,这也逐渐成为建设海上风力发电的一个标准。
多桩基础是多个桩基打入土内的一种形式,打桩方向可以斜向打入或者竖直打入,这种形式概念源自于海上油气开发项目。
多桩基础可以很好地抵抗海上波浪、海水动力,适合应用于中等水深与深水水域中。
海上风电现状、基础型式及施工简介
2.2 海上风电项目造价基本构成
装机 单位造价(元/kw)
4MW
5MW
5.5MW
6MW
6.3MW
7MW
5051~6150 6000~6200 6500~6800 6800~7000 6800~7000 7000~7300 目前国内海上风电机组设备价格上涨300元左右。
海上风电机组电缆
35kV :60~150万/ km; 220kV:400~500万/km ;
风电机组基础设计方案存在变更、优化的可能,详勘之后实施阶段风 险性大
不同海域气象条件差异性大,施工窗口期不同,尤其嵌岩施工、远海 风电项目对船舶机械设备要求更高,施工难度大,施工招标较难把握
各地区、海域使用及补偿等费用高,且标准不一
3 面临的风险、任务和竞价趋势
3.1 面临的风险
竞争方式配置和确定上网电价,价格 补贴政策调整,用海海域标准调整, 渔业补偿标准不一,军事影响,规划 符合性带来调整,特殊项目带来核准 调整
950~1350
2375~3375
1000~1400
2500~3500
1200~1500
3000~3750
-
-
-
-
广东、福建地区为主
-
-
1800~2400 3000~4000
-
-
2100~2600 3500~4330 2200~3000 3660~5000
22000~26000万元/座
24000~29000万元/座 26000~31000万元/座
江外海
汕头、揭阳、汕尾、惠州、珠海、 江门、阳江、湛江
东方、乐东、临高、儋州、文昌 鲁北、莱州湾、渤中、长岛、半岛
北、半岛南 东海大桥、奉贤、南汇、横沙、崇
海上风机基础结构
海上风机基础结构引言:随着可再生能源的快速发展,海上风电作为一种清洁、可持续的能源形式,受到越来越多国家的重视与发展。
而海上风机作为海上风电的核心设备,其基础结构的稳定性和可靠性对于海上风电的运行起着至关重要的作用。
本文将对海上风机基础结构进行详细的介绍与分析。
一、单桩基础结构单桩基础结构是最早应用于海上风机的一种基础形式。
它的特点是在海底打入一根巨大的钢管桩,通过桩身与海底形成稳定的支撑。
这种基础结构具有施工简单、成本较低的优点,适用于水深较浅的海域。
然而,由于单桩基础结构的支撑面积较小,容易受到波浪和风力的影响,稳定性相对较差。
二、桁架基础结构桁架基础结构是一种较为常见的海上风机基础形式。
它由多个钢管桩和水平连接构件组成,形成一个稳定的框架结构。
桁架基础结构能够承受较大的风力和波浪力,具有较好的稳定性和可靠性。
此外,桁架基础结构的设计还考虑了施工和维护的便利性,能够减少安装和维护的难度。
三、吊装式基础结构吊装式基础结构是一种相对较新的海上风机基础形式。
它的特点是通过将风机组件的整个基础结构在陆上预制完成后,再通过起重设备将其吊装到海底的预定位置上。
吊装式基础结构的优点是施工便利、安装速度快、可重复使用等。
然而,由于吊装式基础结构需要较大的吊装设备和高强度的材料,造价相对较高。
四、沉箱式基础结构沉箱式基础结构是一种将混凝土箱体沉入海底作为基础的形式。
这种基础结构具有稳定性高、耐久性好的优点,能够适应不同水深的海域。
沉箱式基础结构的施工相对复杂,需要专业的工程设备和技术支持,因此造价较高。
五、承重式基础结构承重式基础结构是一种相对较新的海上风机基础形式。
它通过将风机的基础结构与风机塔筒进行结合,共同承担风力和波浪力的作用。
这种基础结构具有结构简单、稳定性好的优点,适用于浅海和中等水深的海域。
然而,承重式基础结构的设计需要充分考虑风机塔筒的结构强度和稳定性,以确保风机的运行安全。
结论:海上风机基础结构的选择与设计直接关系到海上风机的稳定性和可靠性。
海上风电机组基础结构-第三章
3.1.4 群桩承台基础
群桩承台基础组成
群桩承台基础主要由桩和承台组成, 承台采用钢筋混凝土结构。
群桩承台基础特点
结构刚度大、整体性好,但施工工序 较多、自重大、需桩多,承台现浇工 作量大。
群桩承台基础适用条件
主要适用水深为0~25m,适合离岸距离 不远的海域施工。
3.2 桩承式基础的一般构造
3.2.1 桩
3.4.1 桩的承载力计算 3.4.2 桩的承载力验算 3.4.3 抗裂与裂缝宽度验算
3.4.1 桩的承载计算
桩的承载主要包括 抗压承载力、水平承载力和抗拔承载力。
摩擦桩:由桩侧摩阻力和桩端阻力组成 抗压承载力 端承桩:桩端阻力起主要作用 抗拔承载力:仅有桩侧摩阻力
3.2.2 靠船防撞设施
3)警示装置设计
① 警示装置设计是防撞设计的重要内容。所有处在外围的风塔基础均 需设置夜间和雾天警示灯,警示灯布置在基础醒目位置。为防止个 别警示灯意外损害,每个基础需布置多套警示灯。
② 若海上风电场与海上航线接近,航道边应设置浮标。同时靠近航线 侧的风塔基础应设置雷达应答器,以便装有雷达装置的较大型船舶 能及早发现障碍物,避免越过浮标位置碰撞风塔基础。
(a)立面示意图 图 3-3 (b)平面布置示意图 三桩门架式基础
3.1.2 三脚架基础
门架式基础施工
采用先打桩后放导管架的施工方式,要求严格控制桩 的打桩精度,对打桩设备的能力及打桩精度要求提高, 确保上部门架准确定位。为将灌浆提高至水面以上, 桩顶标高需高出水平面;为防止波浪荷载作用,方形 梁底高程大于极端高潮位+2/3H1%,上部门架可采用空 间梁板结构。上部门架与钢管桩之间采用高强灌浆料 连接。
3.1.2 三脚架基础
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
今天,带大家来盘点下目前海上风电机组所使用的固定式支撑结构及地基基础。
1. 单桩基础
概况:结构最简单,应用最广泛
结构:由钢板卷制而成的焊接钢管组成
分类:有过渡段单桩,无过渡段单桩
优势:单桩基础结构简单,施工快捷,造价相对较低
劣势:结构刚度小、固有频率低,受海床冲刷影响较大,且对施工设备要求较高代表工程:英国London Array海上风电场
London Array
单桩卷制
单桩及过渡段
无过渡段单桩
2. 重力式基础
概况:诞生最早,适用水深一般不超过40m
结构:靠基础自重抵抗风电机组荷载和各种环境荷载作用,一般采用预制钢筋混凝土沉箱结构,内部填充砂、碎石、矿渣或混凝土压舱材料
分类:预制混凝土沉箱和钢结构沉箱
优势:稳定性好
劣势:对地基要求较高(最好为浅覆盖层的硬质海床)。
施工安装时需要对海床进行处理,对海床冲刷较为敏感
代表工程:英国blyth海上风电场
钢制重力式基础
混凝土重力式基础运输
混凝土重力式基础陆上预制
3. 导管架基础
概况:取经海洋石油平台,适用水深20m~50m
结构:下部部结构采用桁架式结构,以4桩导管架基础为例,结构采用钢管相互连接形成的空间四边形棱柱结构,基础结构的四根主导管端部下设套筒,套筒与桩基础相连接。
导管架套筒与桩基部分的连接通过灌浆连接方式来实现
优势:基础刚度大,稳定性较好
劣势:结构受力相对复杂,基础结构易疲劳,建造及维护成本较高
代表工程:德国Alpha Ventus海上风电场
Alpha V entus海上风电场
导管架基础
导管架基础运输
4. 多脚架基础
概况:陆上预制,水下灌浆。
一般适用于20m~40m水深的海域
结构:根据桩数不同可设计成三脚、四脚等基础,以三脚架为例,三根桩通过一个三角形刚架与中心立柱连接,风电机组塔架连接到立柱上形成一个结构整体
分类:三脚架基础、四脚架基础等
优势:结构刚度相对较大,整体稳定性好
劣势:需要进行水下焊接等操作
代表工程:德国Borkum West 2海上风电场
Borkum West 2海上风电场
多脚架基础
多脚架基础运输
5. 吸力筒基础
概况:陆地预制,抽水下沉,注水移除。
一般适用于水深在60m以内的海域
结构:由筒体和外伸段两部分组成,筒体为底部开口顶部密封的筒型,外伸段为直径沿着曲线变化的渐变单通
分类:钢筋混凝土预应力结构和钢结构形式
优势:造价低,施工速度快
劣势:对施工精度要求较高
代表工程:中国三峡响水海上风电场
吸力筒基础
吸力筒基础及风机整体安装
吸力筒基础及风机整体运输
6. 桩基-钢承台基础
结构:下部为重力式基础,上部为导管架结构,导管架下部的桩腿与重力式基础连接,一般采用灌浆连接
优势:靠泊等附属结构布置方便,上部结构受波浪力较小
劣势:结构较为复杂,重量较大,对地质的承载力和打桩精度要求较高
代表工程:德国BARD Offshore 1海上风电场
BARD Offshore 1海上风电场
桩基钢承台基础
桩基钢承台基础
7. 桩基-混凝土承台基础
概况:中国自主研发的下部结构及基础型式,适用于软土地基
结构:由若干根桩和位于海水面以上(或冲刷面以上)的承台所组成的桩基础结构分类:常规的桩基承台,高桩承台
优势:基础结构刚度大,结构稳定,防撞性能好,施工工艺成熟。
劣势:施工工期较长,不适用于水深较深的海域
代表工程:中国东海大桥海上风电场
东海大桥海上风电场
高桩承台
桩基承台基础风机吊装
8. 其他新型基础
(1)导管架-重力式基础
结构:下部为重力式基础,上部为导管架结构,导管架下部的桩腿与重力式基础连接,一般采用灌浆连接
(2) 重力式-导管架基础
结构:基础下部为导管架基础,上部位重力式结构
应用情况:丹麦Nissum Bredning试验风场,本号曾经关注过哦(【前沿技术】带你了解世界上最潮范儿的海上风电场)
(3) 导管架-吸力筒基础
结构:基础上部单桩通过过渡结构与下部吸力筒基础连接。