海上风电基础概述

模型试验
实际工程
理论计算
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海上风电基础的研究进展
M.B. Zaaijer
Erica Bush
Leen De Vos
Yifeng LIN Xuan ZHOU
A stiffness matrix at the mudline is found to be the best solution for monopiles. 2006
渤海水深浅，海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，承载力小， 渤海水深浅，海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，承载力小， 易液化；底部沉积物以细砂为主，承载力相对较大，可做持力层； 易液化；底部沉积物以细砂为主，承载力相对较大，可做持力层；而 黄河口海域冲刷现象严重，不宜采用重力式和负压筒式基础， 黄河口海域冲刷现象严重，不宜采用重力式和负压筒式基础，可采用 单桩基础。 单桩基础。 东海水深在5~15 M的海域多为淤泥质软基海底，不宜采用重力式 的海域多为淤泥质软基海底， 东海水深在 的海域多为淤泥质软基海底 和负压筒式基础，可采用桩基基础。 和负压筒式基础，可采用桩基基础。如东海大桥风电场选择四角架基 础。 南海北部湾和琼州海峡的海底表层沉积物主要为陆源碎屑堆积,颗粒 南海北部湾和琼州海峡的海底表层沉积物主要为陆源碎屑堆积 颗粒 较细,主要为淤泥质粉质粘土和粉砂 并发育有大中型沙波。 主要为淤泥质粉质粘土和粉砂， 较细 主要为淤泥质粉质粘土和粉砂，并发育有大中型沙波。海底沙 波的存在使海底坎坷不平,同时它们的存在表明海底泥沙运动较强 同时它们的存在表明海底泥沙运动较强,海 波的存在使海底坎坷不平 同时它们的存在表明海底泥沙运动较强 海 底稳定性差。因此,也不宜采用重力式基础和负压桶基础 也不宜采用重力式基础和负压桶基础,桩基础是较 底稳定性差。因此 也不宜采用重力式基础和负压桶基础 桩基础是较 好的选择。 好的选择。
对海床地基土承载 力要求较高，适用 面较小。
材料和安装成本低 于桩基础。大直径 圆柱形，底部开口 ，顶端封闭，通过 抽取筒中的空气形 成向下的压力。适 用于软粘性沉积物 海岸。
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预成孔式海上风电桩基础的安装过程
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负压筒式基础
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我国海上风电基础结构的适用性分析
Describes a physical model study of the run-up heights and run-up distribution on two shapes of foundations for offshore wind turbines, including both regular and irregular waves. 2006
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海上风电基础
刘莹
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Contents
1 开发海上风电资源的意义、关键问题 开发海上风电资源的意义、 2 3 4
海上风电基础的受荷特点 海上风电基础结构类型 海上风电基础研究进展
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开发海上风电的意义和关键问题
发 展 风能 便利 土地 发电 成本 低 成 成 本 的 海风 能 7.5 风能 3 上 的 海 地 电 成本 海上风电的 开发 上土地 利 目前折合0.42 目前折合 /kWh 成本 和 15~25% 上风电 5~10% 一 个 主 要 途 径 本 的 海 上 风 电 基 础 结 构 是 降 低 总
我国的风电产业将以桩基结构为主要的基础结构形式， 我国的风电产业将以桩基结构为主要的基础结构形式，其中单桩结构对于 渤海和东海的水深和地质条件是较为合理的基础结构形式。 渤海和东海的水深和地质条件是较为合理的基础结构形式。
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海上风电基础的研究进展
影响分析
数值模拟
经验公式
研究 进展
上海东海大 桥风电结构 特征和基础 设计， 设计，2010
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Investigate the effect of alternative monopile foundation models on extreme loads. Fixed-base, apparent fixity, coupled springs, and distributed springs foundation models are compared.2009
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海上风电基础的受荷特点
海冰 风暴潮 波浪
船舶 冲撞
海洋环境荷载
洋流 风轮机 运转荷载
பைடு நூலகம்
海上风电结构的固有频率应该避开风机运转频率和波浪频率， 海上风电结构的固有频率应该避开风机运转频率和波浪频率， 以免引发共振。 以免引发共振。
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海上风电基础的受荷特点
风力 偏心距 偏心距产生的最 大附加力矩 启动荷载 匀速转动荷载 海冰荷载 浪流荷载
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海上风电基础结构类型
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海上风电基础结构类型
桩基础
重力式 基础
负压筒式 基础
海上风电基础结构 的水平荷载和倾覆 力矩远大于海洋石 油平台，竖向荷载 却小于石油平台， ，因此单桩结构桩 径较大，4~7m， 其基础的承载形式 和特点不同于海上 石油平台。