海洋风机基础设计分析平台
三桩基础海上风机整体结构的共振分析
三桩基础海上风机整体结构的共振分析海上风机的共振分析对于设计和运维至关重要。
共振是指当一个物体的振动频率与另一个物体的振动频率相接近时，会引起共振现象，从而增加结构的振动幅度和应力，甚至导致结构破坏。
对于海上风机这种高度暴露于海洋环境中的结构来说，共振分析尤为重要。
下面将从风机塔架、机舱和叶轮等三个方面对海上风机的共振分析进行探讨。
首先，风机塔架是风机结构的主要承载部分，也是常发生共振问题的地方。
在共振分析中，首先需要确定塔架的垂直共振频率和水平共振频率。
对于垂直共振，主要是分析风荷载和塔身自身结构的自振引起的共振。
对于水平共振，主要是分析风向输入振动引起的共振。
为了降低共振频率的影响，可以采取以下措施：一是增加塔身的刚度，可以通过增加塔身截面的尺寸或采用高强度材料来实现；二是通过增加阻尼措施来抑制共振现象，比如在塔身上安装阻尼器或阻尼器；三是通过改变塔身的几何形状来改变其共振频率。
其次，机舱是风机的控制中心，也是共振分析的重点之一、机舱内部包含了风机的发电装置、传动装置等，这些设备在工作过程中会产生振动，并且这些振动也会对整个机舱结构产生影响。
因此，在共振分析中，需要对机舱内的振动进行分析，并采取措施来降低机舱的共振现象。
一方面，可以通过对机舱内设备的布局和固定方式进行优化来减小振动的产生；另一方面，可以通过增加机舱结构的刚度和降低共振频率来避免共振问题。
最后，叶轮是风能转化为机械能的关键部分，也是容易发生共振的地方。
叶轮在运行过程中会受到风的作用力和旋转运动的惯性力的影响，这些力会引起叶轮的振动。
为了避免共振问题，可以考虑以下措施：一是增加叶轮的刚度，可以通过增加叶片的截面尺寸或采用高强度材料来实现；二是通过改变叶轮的扭曲角度或叶片的布置方式来改变叶轮的共振频率；三是增加叶轮的阻尼来抑制共振现象。
综上所述，海上风机的共振分析是保证其设计和运维安全的重要环节。
在共振分析中，需要对风机塔架、机舱和叶轮等三个方面进行分析，通过增加结构的刚度、增加阻尼和改变结构的几何形状等措施来降低共振的影响。
海上风机基础结构监测系统开发与应用
采集仪1
采集仪2 采集仪...
风机 嵌入式 工控机
风机
用户
Internet
风机
风机
风机
风场监控中心 防火墙
交换机 服务器
用户
数据中心
交换机
服务器 用户
图 1 海上风机基础结构监测系统物理架构图 结合工程结构体系的运行状态监测，使用状态评价方法分析结 构体系是目前国家重要桥梁、隧道等重点工程常用的技术。海上风电
场结构体系型式特殊、运行状态复杂，目前未见针对海上风电场结构 体系进行状态分析评价的相关资料。有必要开展海上风电场结构体系 的状态监测系统的研究与开发，为风电场的运行维护提供重要的技术 支撑。
2、网络通讯架构设计
2.1 网络架构 海上风机基础结构监测系统网络物理架构见图 1，风场环网拓 扑结构见图 2。
统 值 征 特
绘 线 程 过
导 据 数
生 告 报
、 出 、 印 导打
警警 报报 码类 代分
警警 报报 性位 属定
配理置管 理 理备 管管设 场机测 风风监
向 风 速 风度变斜动蚀
温应倾振腐
系构统理 管理理 机管管 织户色 组用角
置理 设管 集单 采菜
图 4 海上风机基础结构监测系统总体架构图
4、海上风机基础结构监测系统开发与应用
水能经济
海上风机基础结构监测系统开发与应用
胡蕊 1 申浩 2 李杰 3 张庆 4 1. 上海电力实业有限公司 上海 200002
2. 上海盛缆建设工程有限公司 上海 200002；
3. 上海勘测设计研究院有限公司 上海 200434
4. 上海浦宜亚软件有限公司 上海 200063 【摘要】基于 Visual Studio 2013 MVC 架构开发的海上风机基础结构监测系统，具有智能化、模块化、可视化等 功能，从数据采集、整编、统计分析、图表、报告均可自动完成，为管理和设计单位及时提供海上风机基础结构监测实时信息， 为设计及决策提供依据。 【关键词】海上风电；基础结构；监测系统；MVC
论海上风电风机基础几种结构模式优劣王钟庆_1
论海上风电风机基础几种结构模式优劣王钟庆发布时间：2021-11-22T08:39:17.055Z 来源：基层建设2021年第25期作者：王钟庆[导读] 在海上风电场建设中，风机基础的成本占总造价的比例较高广西广投海上风电开发有限责任公司广西南宁 530000摘要：在海上风电场建设中，风机基础的成本占总造价的比例较高，根据海上风电场不同海域环境，使用要求，选择不同的风机基础结构模式，是保障海上风电机组基础稳定性、可靠性和经济性的关键。
关键词：海上风电；风机基础；结构模式1前言国外海上风电建设起步较早，上世纪90年代，欧洲国家开始研发海上风机，并在装机容量等方面取得了一定成果，机组可靠性也进一步提高，海上风电产业得到迅猛发展，大型海上风电场开始出现。
我国海上起步比较晚，但发展比较快，自2009年起，我国海上风电开发建设工作全面启动，国家有关部门在发展规划、支持政策、管理流程等方面支持下，充分激发了市场活力。
此外，先后出台《海上风电开发建设方案及有关管理要求》《海上风电开发建设管理办法》，简化了项目开发建设管理程序，明确了用海标准与规定，为推动产业发展提供了持续稳定的市场环境。
近年来我国相关企业的投资积极性不断提升，海上风电开发建设速度明显加快，装备及工程技术不断突破，产业服务体系不断完善，海上风电产业发展取得了显著成果，前景可期。
2海上风电风机基础结构模式在海上风电场建设中，风机基础的成本占总造价的比例较高，根据海上风电场不同海域环境，使用要求，选择不同的风机基础结构模式，是保障海上风电机组基础稳定性、可靠性和经济性的关键。
国内外海上风电基础一般有桩（承）式基础、重力式基础、桶式（负压式）基础、浮式基础等形式，其中桩（承）式基础又分为单桩基础和多桩导管架基础，多桩导管架又分为单立柱多桩基础、桁架是导管架基础、多桩承台基础，单立柱多桩基础主要有三脚架基础、高三桩门架基础、其他单立柱多桩基础；多桩承台基础主要有高桩承台基础和低桩承台基础。
海上风电机组基础结构设计标准
海上风电机组基础结构设计标准《海上风电机组基础结构设计标准》一、适用范围本标准适用于海上风电机组基础结构的设计，包括海上桩基式塔座和浮式塔座。
二、基础结构（一）基础结构组成部分：1. 基础结构的组成部分，包括基础结构的顶部平台、基础结构的腹部、基础结构的桩体或者浮体壳体。
2. 基础结构安装的安全装置。
（二）基础结构的设计要求：1. 基础结构的设计使用年限应满足设备设施安装的要求，保护安装的设备设施不受损坏。
2. 基础结构的设计应符合国家有关规定，并考虑海洋环境的特殊要求，且考虑海洋环境中的气候、海浪强度、土质结构和岩石属性等进行设计。
3. 基础结构的设计应考虑与海洋环境的配合，使其能够抵抗海洋环境的冲击，如海浪冲击、风荷载、悬浮物等，并具备相应的生态保护功能。
4. 基础结构的设计应确保其结构平衡，结构完整，不变形。
5. 基础结构的设计应考虑机组的振动，采用合理的减振措施，控制振动的扩散，保证机组的正常运行。
6. 基础结构的设计应考虑潮汐、海浪、风荷载等荷载和环境条件，以确保机组能够正常运行。
7. 基础结构的设计应考虑设备安装的方便性和机组维护的要求，使其能够满足机组的维护要求。
三、总体设计（一）总体设计的要求：1. 总体设计时应考虑到机组的布局，包括机组与港口的距离、机组之间的距离等，确保机组能够正常运行。
2. 总体设计时应考虑机组的布局与现有工程的叠放关系，使机组的安全运行不受影响。
3. 总体设计时应考虑到机组的安全性，能够满足机组的安全要求，并预留必要的维护空间和设备安装空间，以确保机组能够顺利运行。
4. 总体设计时应考虑海洋环境的影响，确保机组能够顺利运行，并考虑海岸线环境保护的要求，防止对海洋环境造成污染。
（二）总体设计的内容：1. 基础结构的设计，包括机组的布局，配套设施的设计，以及机组配置技术要求的考虑等。
2. 机组的抗海洋环境性能设计，包括抗海浪冲击性能、抗风荷载性能、抗潮汐性能等。
龙源电力工程设计公司“海上风电风机基础自动分析系统”获中国能
共计 289 项，
最终 84 项获奖。
（周全智）
hensive control
（收稿日期：
2019-08-20
责任编辑：
穆玲）
科技动态
龙源电力工程设计公司
“海上风电风机基础自动分析系统”
获中国能源研究会能源创新奖
近日，龙源电力工程设计公司“海上风电风机基础自动分析系统”项目荣获中国能源研究会 2019 年度能源
abandoned oil well in Matan 31 safely，providing a demonstration for hydrogen sulfide treatment under simi⁃
lar conditions.
Key Words：Abandoned oil well；Fully mechanized mining face；Hydrogen sulfide；Emission law；Compre⁃
centration of H2S emission in I0104105 working face has greatly decreased， and the hydrogen sulfide emis⁃
sion in return air tunnel of working face has been well controlled，which has passed the influence area of
·42·
第1期
杨天兴等：
综采面废弃油井影响区域 H2S 涌出规律及防治措施
术，2017，45（2）：
71-75+82.
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。
海上风电基础设计与施工
混凝土沉箱式
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重力基座式
9
重力基座式
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单桩基础
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水上三桩基础
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水下三桩基础
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水下三桩基础
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导管架基础
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吸力桶基础
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英国的张力腿式Blue H 风电机组 漂浮式基础
挪威的Spar 式Hywind 风电机组
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2.2 国内海上风电典型风机基础结构 低桩高台柱基础 高桩承台基础 单桩基础 水下三角架基础（Tripod） 导管架基础 吸力筒基础
与早期的东海大桥一期海上风电场相比，工程成本降低了约20%。
5
2 国内外海上风电典型风机基础结构
2.1 国外海上风电典型风机基础结构 2.2 国内海上风电典型风机基础结构
6
2.1 国外海上风电典型风机基础结构 重力式基础 单桩基础 水上三桩（Tripile） 水下三桩（Tripod） 导管架基础 吸力筒基础 漂浮式风机基础
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低桩高台柱基础
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高桩承台基础
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单桩基础
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三角架基础
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导管架基础
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吸力桶基础
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3 荷载分类及作用组合
荷载分为以下三类： 1 永久荷载，主要有上部结构传来的风电机组重力荷载 Fzk 、基础及附 属结构自重G 、预加应力 N p 等。 2 可变荷载，主要有上部结构传来的风电机组荷载水平力 F xk 和Fy k 、 水平力矩Mxk 和 Myk 、扭矩Mzk ，风荷载W 、波浪力P 、水流力 Fw 、冰 荷载 Fi 、船舶荷载F1 、结构施工检修过程中出现的短期荷载Fs 等。 3 偶然荷载，如地震作用力Fe 、海上漂浮物非正常撞击荷载 F2 等。
海上风机基础形式
海上风机基础形式摘要：一、引言1.全球能源状况与可再生能源的重要性2.海上风力发电的发展背景与现状二、海上风电机组基础结构1.海上风电机组基础形式的分类2.各类基础结构的特点与适用情况三、海上风电基础的优缺点分析1.优点2.缺点四、海上风电基础的发展趋势1.技术创新与发展方向2.市场需求与政策支持五、结论1.海上风电基础在风电场建设中的重要性2.对未来海上风电基础发展的展望正文：一、引言1.全球能源状况与可再生能源的重要性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。
许多国家和地区都纷纷制定了发展可再生能源的政策框架，以应对能源危机和环境问题。
其中，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到越来越多国家的关注和重视。
2.海上风力发电的发展背景与现状海上风力发电是指在海上利用风力发电机组进行发电的一种可再生能源形式。
相较于陆上风力发电，海上风力发电具有风力资源更丰富、占地面积小、对土地资源影响小等优点。
近年来，随着技术的不断创新和成熟，海上风力发电在全球范围内得到了广泛应用和快速发展。
二、海上风电机组基础结构1.海上风电机组基础形式的分类海上风电机组基础结构主要分为以下几种形式：单桩基础、多桩基础、导管架基础、浮式基础等。
各种基础结构有其独特的特点和适用情况。
2.各类基础结构的特点与适用情况（1）单桩基础：单桩基础是指风电机组通过一根桩基固定在海床上。
这种基础结构简单、施工方便，适用于水深较浅、海床地质条件较好的区域。
（2）多桩基础：多桩基础是指通过多根桩基将风电机组固定在海床上。
这种基础结构稳定性较好，适用于水深较深、海床地质条件较差的区域。
（3）导管架基础：导管架基础是指通过一个导管架将风电机组固定在海床上。
这种基础结构适用于水深较深、风力资源丰富的区域，但其施工难度较大。
（4）浮式基础：浮式基础是指风电机组通过一个浮动平台固定在海面上。
这种基础结构适用于水深较深、海床地质条件较差的区域，但其设计和施工难度较大。
海上风电场风机基础的选型设计
近年来 ， 国家对清洁能源特别是风 电的发展 给予 了很大
的政策支持 ， 海风是 取之 不竭用 之不尽 的绿 色新 能源 ， 比 相 陆上风力发电 ， 海上风力发 电有着 占地 少色粉砂 、 ⑦２灰黄 灰色粉 细砂 、 ⑧
灰色 粉砂 、 粉质粘 土互层 、 ⑨灰 色含 砾粉细砂 等。风场场址 区覆盖层深厚 ， 面以下 ２ 滩 ０ｍ深度 内地基 土 以软粘 土为主 ，
ＤＵＡＮ ｎ ｆｎ Ｙｕ ｅ ｇ ，ＲＡＮ ｎ － ｕ Ｌ ｎ －ｉ Ｈｏ ｇ ｙ ２ ＩＦｅ ｇ ｌ
，
（ ． ｏｓｕｔｎＣｍ ｉ ｅｆＳｉ ｎＣｔ，Ｓｉ ｎ ｕｅ４ ２０ ，Ｃ ｉ ； １ Ｃｎｔ ｃｏ ｏ ｍｔ ｈ ａ ｉ ｒ ｉ ｔｏ ｙ ｅ ｙ ｈ ａ ，Ｈ ｂｉ ４ ００ ｈ ａ ｙ ｎ
关 键 词 ： 上 风 电场 ； 机 基 础 ；工 程 结 构 ； 础 型 式 ；ｍ 法 海 风 基 中 图分 类 号 ： ６５ ５ Ｕ５ ． ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７一 ｌ４ （００ ０—０ ２ ＿０ ６２ １４ ２ ｌ） ｌ １９ ＿３
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｕ ａ ｉｎ ｆ ｒ Ｏｆｓ ｏ ｅＷ ｉ ｄ ｅｄ ｓｇ ｆＦｏ ｎｄ ｔｏ ｏ ｆ ｈ ｒ ｎ Ｆｉｌ
塔筒底部的荷载标准值 （ 由风机厂家提供） 分别见表 １ 。 表 １ 风机荷载标准值
１ 工程简介
东海 大桥海 上风电场为上 海市 １ ０ Ｗ 及 以上风 电 ０×ｉ４ ｋ 场选址报告推荐 场址之 一 。风 电场布 置在东 海大 桥两侧 的 上海海域 ， 近海 地域 开阔 、 障碍物少 ， 具有 良好 的风能资 源开
型设 计 实 例 。
表层土压缩性较高 ， 载力低 ， 能作 为风机 塔架 的天然基 承 不 础， 根据地质 建议 ， 采用⑦ １ —２和⑦２层土作为桩基持力层 。
海上风力发电机组基础设计
③吸力式基础（如图3所 示）
该基础分为单柱及多柱吸力式沉 箱基础等。吸力式基础通过施工 手段将钢裙沉箱中的水抽出形成 吸力。相比前面介绍的单桩基础， 该基础因利用负压方法进行，可 大大节省钢材用量和海上施工时 间，具有较良好的应用前景，但 目前仅丹麦有成功的安装经验， 其可行性尚处于研究阶段；
二、海上风电机组基础的形式
海况测量
同步
波浪 洋流速度、方向
潮位 ……
地质勘测
海底地形（水深） 地层剖面 土壤条件 ……
场址条件数据库 分析
其他调研
结冰 地震 人类活动 ……
结果
极端风速 风速分布 湍流强度 风切变
……
波浪能量谱 H、T、V概率分布 风、浪方向分布
……
极端洋流 平均水位 极端水位
……
海床运动 剪切强度 土壤刚度阻尼
（一）海上风机基础防腐蚀设计方法和要求
无论何种结构型式，海上风机基础的结 构材料为钢材或钢筋混凝土，其防腐蚀设 计应根据设计水位、设计波高，可分为大 气区、浪溅区、水位变动区、水下区、泥 下区，各区区别对待。具体实施方案如下：
三、基础的设计——防腐蚀设计
1）对于基础中的钢结构，大气区的防腐蚀 一般采用涂层保护或喷涂金属层加封闭涂层 保护；
图 4 多桩式基础示意图
④多桩基础（如图4 所示）
利用小直径的基桩，打入 地基土内，桩基可以打成 倾斜，用以抵抗波浪、水 流力，中间以填塞或者成 型方式连接。适用于较深 的水域。该设计还没有得 到真正的商业应用，仅存 在于部分试验机组。
二、海上风电机组基础的形式
图 5 漂浮式基础示意图（NREL）
⑤悬浮式基础（如图5
所示）
可安装于风资源更为丰富 的深海海域（50-200m）；
(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。
海上风机单桩基础水平位移敏感性分析
海上风机单桩基础水平位移敏感性分析许成顺;孙毅龙;张小玲;席仁强【摘要】海上风机结构属于高耸结构,风机基础过大的水平位移,将会影响风机结构的整体稳定性,因此研究风机基础的水平位移的影响因素规律具有重要意义.基于OPENSEES有限元平台,建立海上风机动力分析模型,探讨了水体附加质量对桩基桩顶水平位移的影响,同时分析了海水深度、钢管桩壁厚、土的有效重度、内摩擦角、不排水剪切强度等因素对风机基础桩顶水平位移的敏感性.研究结果表明水体附加质量对大直径钢管桩的桩顶水平位移影响较小,最大约为1％;砂土地基中,影响桩顶水平位移的主要参数是内摩擦角,软粘土地基中,影响桩顶水平位移的主要参数是钢管桩的桩径;在砂土和软粘土中,桩基础的埋深对桩项水平位移的影响均存在一个临界深度.【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】7页(P82-88)【关键词】海上风机;单桩基础;水平位移;OPENSEES;敏感性分析【作者】许成顺;孙毅龙;张小玲;席仁强【作者单位】北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TU470;P74海上风力发电具有占地面积少、对环境影响小、运营时间长等特点，越来越受到各国能源界的重视[1-2]。
风机是高耸结构，桩顶水平位移会在风机顶端产生放大效应，单桩基础过大的桩顶水平位移会影响风机结构的整体稳定性[3]，因此桩顶水平位移是风机基础设计中要考虑的重要因素。
在海上风机研究中，Liao W M等[4]进行了海上风机单桩基础室内缩尺试验，研究了风机基础在动荷载作用下的水平位移、桩的挠曲等动力变形特性。
AchmusM等[5]建立了数值模拟模型，引入了土体累积变形的影响，研究结果表明土体的累积变形与桩的埋深、桩径、荷载周期密切相关。
海上风电项目海洋勘测与风机基础设计
海上风电项目海洋勘测与风机基础设计随着全球对可再生能源需求的不断增长，海上风电作为一项具有巨大潜力的能源产业备受关注。
而在海上风电项目的实施过程中，海洋勘测和风机基础设计是至关重要的环节。
本文将介绍海洋勘测的重要性，以及风机基础设计的相关考虑因素。
1. 海洋勘测的重要性海洋勘测是海上风电项目的前提和基础，它包括对海底地质条件、海流、风速、潮汐等自然环境因素进行全面和准确的调查和测量。
海洋勘测的目的是为项目选址提供科学依据，确保风机的安全和高效运行。
以下是海洋勘测的几个重要方面：1.1 地质探测地质条件对风机基础的稳定性和可靠性有着重要影响。
通过地质探测可以了解海底的岩层、沉积物、孔隙度、地下水位等情况，以便确定风机基础的类型和形式。
常用的地质探测方法包括钻探、声学探测、地震勘测等。
1.2 海洋气象观测海洋气象观测包括对风速、风向、波浪高度、浪周期等气象因素进行连续测量和分析。
这些数据对风机的设计和运行具有至关重要的意义。
通过海洋气象观测，可以选择适宜的风机类型和电动机功率，以及优化风机的操作和维护策略。
1.3 海流观测海流是海上风电项目中不可忽视的因素之一。
它对风机的桨叶推进力和方向产生影响，进而影响风机的输出功率和稳定性。
通过对海流进行全面观测和分析，可以选择合适的风机位置和方向，并设计相应的海洋结构物来承受海流的冲击力。
2. 风机基础设计的考虑因素风机基础的设计在海上风电项目中起着关键作用，它保证了风机在海洋环境中的稳定性和可靠性。
以下是风机基础设计的几个关键考虑因素：2.1 水平稳定性水平稳定性是指风机基础在海洋环境中抵御侧向力和倾覆的能力。
设计师需要充分考虑海上风电项目所处的地质条件、波浪和风速等因素，采用适当的基础类型和结构形式，确保风机能够稳定地运行。
2.2 竖直稳定性竖直稳定性是指风机基础在海底地质条件中保持稳定的能力。
根据海洋勘测数据和地质探测结果，设计师可以选择适当的基础类型，如单桩基础、浮式基础或钢管桩基础，并合理确定基础的深度和直径。
海上风电基础施工方案
海上风电基础施工方案一、前言随着可再生能源的发展和对环境保护的日益重视，海上风电逐渐成为清洁能源领域发展的热点。
本文将针对海上风电基础施工方案进行探讨和分析，为海上风电项目的建设提供参考。
二、施工前准备1.勘测与设计阶段在进行海上风电基础施工前，需要对风力资源进行详细的勘测，确定风电场布局和选址等。
同时，还需要进行海洋环境勘测，包括水深、波浪、潮流等参数的测量，以便为基础施工提供准确的数据支持。
2.材料采购与准备根据设计方案，需要提前计划并采购所需的施工材料，包括钢材、混凝土、缆绳等。
同时，也需要准备相关的设备和工具，如起重机、打桩机等，以确保施工过程的顺利进行。
三、基础施工技术1.桩基施工针对海上风电的桩基施工，常见的方法有打桩法和冲洗法。
打桩法适用于土质较硬的海床，通过大型钢管桩或钢筋混凝土桩的打桩作用来固定风机基础。
而冲洗法适用于软土、半流沙等地质条件，通过将水压引入管道，冲刷地层并使土壤流动，形成孔洞来安装和固定基础。
2.浮式施工考虑到海上环境的复杂性和水深的限制，浮式施工成为一种常见的施工方式。
通过搭建浮式平台，实现基础的装配和安装。
这种施工方式灵活、高效，适应性强，可以有效提高施工进度和效率。
3.海底电缆敷设海上风电项目中，电缆是将风机与陆地电网相连接的重要纽带。
为了保证电缆的安全敷设，需要采取合适的方法，如水下拖航、潜水员布放等。
在电缆敷设过程中，需要严格控制敷设的张力、弯曲半径等参数，以免损坏电缆。
四、施工安全与质量控制1.安全措施海上风电基础施工具有一定的风险性和复杂性，需要严格遵守安全操作规程。
施工人员应定期进行安全培训，并全程佩戴必要的防护装备。
同时，施工现场应设立合适的警示标志和隔离措施，确保施工过程中人员的安全。
2.质量控制为了保证施工质量，应建立完善的质量管理体系。
施工人员需要熟悉工程图纸和技术规范，进行严格的施工操作。
建立质量检测体系，对施工过程中的关键节点进行监测和检验，确保基础的稳固性和安全性。
海上风机基础设计方法研究
的环境下 ， 海上风机必须装备单机容量更大的机组以 降低成本。 因此 ， 选取何种海上风机基础不仅关系到 整个风电场的投资成本 ， 也关系到整个结构在服役期 内的安全 。
２ 风 机 基 础 设 计
２ ． １ 风 机基 础型 式
随着兆 瓦级风 电机组技术 日渐成熟 ， 风电设备 国产率提高 ， 国家可再生能源法等政策鼓励 ， 新一 轮
ＧＡ０ Ｊ ｉ ａ ｎ ｘ ｉ ｎ
（ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｏ ｆ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｏ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｗｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ；ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ｉ ｌ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｏ ｎ ｅ － ｌ ｅ ｇ ｇ ｅ ｄ ｔ ｒｅ ｈ ｅ ｐ ｉ ｌ ｅ ｓ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｊ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ
越 复杂 ， 建造 、 安装 成本 也越 高 。 另外 ， 海 上 风机 基础
风 力发 电投资 热潮 已经 在我 国近海地 区掀 起 。
风 机基 础 型 式 与海 上 风 电场 所处 海 域 水 深有 着
密 切 的联 系 ， 随着 水 深 的增 加 ， 风 机基 础 的结 构 型式
SACS在海上风机基础设计中的应用
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装船分析
Step 1 • Jacket skidded on to barge
Step 2 • Jacket secured with tie-downs (tie-downs contain no load)
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SACS 在海上风机基础设计中的应用
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定义：风机塔筒以下基础结构部分（包含桩基或系泊系统），通
常与塔筒底部使用法兰连接。 作用：支撑塔筒、风电机组以及电缆管等附属结构，保证整体结 构的强度与稳定性要求。 重要性：由于海洋环境条件的复杂性，海上风机基础约占整个风
电场成本的20%-30%。
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海上风机基础介绍
海上风机基础类型
海上风机基础的类型主要由风电场址的水深、地质等环境条件确定， 经济性以及稳定性是最重要的考量因素。风机基础类型可以分为固定 式（重力式、单桩、多角架、导管架）和浮动式（ Semi、TLP、Spar 等）两个大类。
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基础结构在位设计工况
静态极端风暴载荷工况
杆件强度、节点冲剪、桩强度以及桩基抗拉抗拔性能 地震工况 杆件单元、节点强度，桩基校核 疲劳设计工况 管节点疲劳寿命 整机模态 整机第一阶频率要求 其他工况 冰载荷、涡激振动等
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三桩基础海上风机结构的比较分析
三桩基础海上风机结构的比较分析1. 单桩式基础单桩式基础是海上风机最早采用的基础结构之一。
其结构简单，适用于较小的风机。
该结构将风机通过一个大型钢筋混凝土柱子固定在海床上，柱子的根部会深入海床，从而能够提供足够的支撑力。
单桩式基础的成本较低，安装简单容易，但是由于单桩式基础的支撑力有限，其适用范围相对较小，只适用于海水比较浅的地区，而且其受风机承载能力较弱，易受大风和海浪的影响。
此外，由于单桩式基础的支撑力主要来自于一个钢筋混凝土柱子，因此在海底的固定工作复杂，需要较长的时间和较高的成本。
桩帽式基础是一种适用于中等大小海上风机的基础结构，其构造是将单桩式基础和浮式基础相结合设计而成。
其基本结构是将一系列钢管桩深入海床，桩的顶部用桩帽连接，风机塔架则连接在桩帽上。
桩帽式基础相对于单桩式基础来说，其承载能力更强，更适用于中等大小的海上风机。
由于其基础结构的特殊性，该结构需要较多的钢管和混凝土，造价较高。
此外，由于需要考虑到钢管桩的深入程度和桩帽的设计等复杂的因素，桩帽式基础的设计和建造难度都较高，需要较长的时间和较高的管理成本。
浮式基础是一种在深海和高浪区域中广泛应用的海上风机基础结构。
其基本结构是一种从船体上高出水面的浮体，其中心部分为一个空心柱体，柱体底部连接一些重物以保持稳定。
风机塔架则连接在柱体的顶部。
浮式基础不需要用于透过海底的结构，因此避免了海底固定的复杂性，安装和维护较为容易。
此外，由于其基础结构可以自由浮动，其对海浪和大风的适应性较强，能够在波浪荡漾的海面上安全运行。
然而，浮式基础设计和建造成本相对较高，其需要大型、复杂的安装设备和稳定性计算，同时还需要确保船只的安全性和环境友好性。
综合来看，单桩式基础、桩帽式基础和浮式基础各有其优缺点。
单桩式基础适用于海水比较浅的地区，成本低，但受大风和海浪的影响较弱；桩帽式基础适用于中等大小海上风机，受力较为稳定，但建造难度较大，成本相对较高；浮式基础适用于深海和高浪区域，能够抵御大风和海浪，但建造成本较高，需要复杂的设置来维持平稳运行。
海上风电风机基础初步设计及数值分析
海上风电风机基础初步设计及数值分析刘建平;何江飞【摘要】以某300 MW风电场项目为研究背景,利用ANSYS通用有限元分析软件,实现了高桩承台和导管架2种风机基础结构的数值模拟.针对桩土相互作用采用p-y曲线法,对高桩承台和导管架基础进行数值分析,给出相应的计算过程和结论.结合实际工程算例,针对2种风机基础进行计算,为海上风电高桩承台基础和导管架基础设计、施工提供了理论依据和参考资料.【期刊名称】《浙江电力》【年(卷),期】2018(037)007【总页数】7页(P19-25)【关键词】海上风电;高桩承台基础;导管架基础;p-y曲线;数值模拟【作者】刘建平;何江飞【作者单位】中国水利水电第三工程局有限公司,西安 710032;中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司,杭州 310012【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言随着传统火电行业发展的停滞，新能源的崛起必将是全球大势所趋。
火电行业的污染和煤炭资源的紧缺，使得清洁能源成为全球能源领域关注的热点，特别是风电场的建设逐渐成为清洁能源领域的焦点[1－2]。
海上风电基础常用的结构形式有高桩承台基础、导管架基础和大直径单桩基础等。
其中，大直径单桩基础[3]和高桩承台基础已在国内外得到了广泛应用，而导管架基础应用相对较少，主要适合水位较深的海域。
海上风电基础承受的主要荷载有基础自重、风机荷载、波浪荷载以及船舶靠泊、防撞等。
其中风机荷载为主要控制荷载，波浪荷载次之。
以下首先介绍海洋水文环境和工程地质条件，然后通过ANSYS有限元软件进行高桩承台和导管架基础的数值模拟。
针对桩土的相互作用，采用 p－y， t－z和 q－z曲线进行模拟[4－7]，针对浅水区和深水区提供不同的风机基础结构方案，并给出相应的计算结论和工程建议。
研究成果对高桩承台和导管架基础的设计和施工具有一定的参考价值。
1 海洋水文及地质情况1.1 海洋水文根据波浪设计专题报告可得，设计高潮位为3.30 m，设计低潮位为－2.94 m，极端高潮位为4.61 m（50 年一遇），极端低潮位为－4.08 m（50 年一遇）。
基于HydroStar的OC4-DeepCwind浮式风机平台
136研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2022.12 （下）1 前言随着我国“双碳”目标的确立，对新型能源的研究愈发火热，风能作为可再生的绿色清洁能源越来越受到广泛的重视。
目前国内固定式风机装机容量趋近饱和，陆地、近海区域已无大面积风电资源，风电技术走向远海势在必行。
利用漂浮式基础平台搭配大型风机是目前远海风电的标准配置。
漂浮式基础平台对水深要求颇高，需要水深达到40～60m 方能达到其工作领域。
目前较为主流的漂浮式平台有驳船式、半潜式、Spar 式、TLP 式和混合式，它们各有优点和局限性，综合考虑经济、水深、施工、装配等特点，半潜式平台是目前较为成熟的工业选择。
当前对浮式平台的研究十分成熟。
Wayman 等以驳船和TLP 作为风机的浮式平台，在150m 水深条件下，考虑风机和平台间的耦合作用，在频域范围内计算了不规则波作用下的水深和风速对浮式平台运动响应的影响。
Chujo 等以小比例的Spar 模型平台在有水池的风洞中，试验了系泊点位置对模型运动响应的影响，以大比例模型试验了纵摇控制器对控制模型纵摇响应、系泊线对艏摇运动的影响。
靳扬等基于我国“南海挑战号”半潜式平台上开展的实测研究工作，对实测的海洋环境荷载作用下浮式结构运动特性开展了讨论并进行了实测波浪谱与JONSWAP 谱之间的关系。
综合现有的研究成果，本文选取OC4-DeepCwind 半潜式平台，利用水动力软件HydroStar 进行频域计算，计算浮式平台运动响应和频域上的一阶二阶波浪力，初步验证分析平台的水动力性能。
2 基本理论2.1 势流理论基本方程势流理论核心在于假定流场无旋有势，流场的速度基金项目：海上浮式风机基础平台的设计和优化（YZLYJFJH2021CX021）。
通讯作者：沈勇。
基于HydroStar 的OC4-DeepCwind浮式风机平台频域分析沈勇1,2，刘传艺1，潘伟宸1（1.中船澄西扬州船舶有限公司，江苏 扬州 225200；2.中船澄西船舶修造有限公司，江苏 江阴 214400）摘要：选取OC4-DeepCwind 平台，基于势流理论，建立质量模型，利用HydroStar 进行水动力学频域计算。
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海上风机平台作为一种能源勘探平台，在实际建造之前需要模拟整个平台的各种力学性能，包括静力学分析、动力学分析、疲劳分析等。
分析过程有助于模拟平台在各种工况条件下的结构性能，并辅助设计的改进和验证。
主要技术挑战：
●平台类型较多，实际模型较为复杂；
●边界条件复杂，包括风载荷、波浪载荷、风机载荷等；
●海底情况复杂，需要考虑地质因素；
解决方案：
●用pipe单元模型模拟实际管道，简化建模难度；
●对各种类型的载荷进行分类梳理，视工况条件施加；
●提供海况参数和地质参数模拟实际海洋环境；
●为整套流程提供可视化界面，包括前处理、边界条件施加、求解和后处理；
结论：
●通过计算模板的形式整合整个计算流程，分析覆盖静力学、动力学、疲劳等；
●平台类型包括单桩、水下多桩、水上三桩、高桩承台和导管架。
应用价值：
●海上风机设计平台模板为该种类型的平台设计提供了仿真分析的整体流程，可视化界面
操作方便，可直接生成分析报告，使专业的仿真分析更好地和设计相结合，服务于设计。
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