海上风机大直径单桩双钩翻身技术

中国海上风电是绿色能源的重要一支,现已进入大规模发展阶段,其中大直径无过渡段单桩是国内海上风电场主流基础形式。为高效、安全的进行大直径单桩施工,本文通过研究一种单台起重机双钩空中翻身的技术,采用左右大张角双钩起重机、大吨位吊梁、翻桩夹具等手段,在仅需一台大型起重设备的情况,完成了大直径单桩的翻身起重作业,提高了施工效率,降低海上风电场建造成本和安全风险。     

海上风机大直径单桩双钩翻身技术

中国的海上风电已进入大规模发展阶段,其中大直径无过渡段单桩是国内海上风电场主流基础形式。为高效、安全的进行大直径单桩施工,文章在研究一种单台起重机双钩空中翻身的技术的基础上,采用左右大张角双钩起重机、大吨位吊梁、翻桩夹具等手段,在仅需一台大型起重设备的情况,完成了大直径单桩的翻身起重作业,提高了施工效率,降低海上风电场建造成本和安全风险。     

超大直径钢管桩风机基础优化研究

针对近海风机基础中的超大直径独立桩基础的力学问题,结合实际工程,采用数值软件对其进行模拟计算,得 到桩长、桩壁厚与位移和应力变化曲线,以及局部改变桩壁厚和增加翼缘对桩位移和应力的影响。通过计算分析认为：桩 长和桩壁厚都在一定范围内对桩位移和应力有影响,桩壁厚局部变化对位移影响不明显,但对应力有显著变化;在泥面下 一定范围内增加翼缘能有效减小侧向位移, 并给出翼缘的最优入土长度和厚度,为实际工程提供设计依据。     

近海单桩风机在波浪地震联合作用下的动力特性分析

针对典型单桩海上风机结构,利用ANSYS建立有限元模型,并根据实际情况选取3种地震加速度激励和两个水深的波浪荷载,对结构进行地震单独作用动力分析以及地震与波浪联合作用下动力分析.对比分析结果表明:地震发生时,在水位较低、波浪较小的情况下,结构主要以地震作用引起的响应为主,波浪引起的响应相对较小;若地震发生的同时伴有极端恶劣海况,则结构响应较大;波浪对结构下部响应有较大的影响;由于地震加速度峰值与波浪力峰值之间存在相位差,所以两者联合作用时,结构的响应也会有减小的情况发生.由此可见,地震发生时波浪的存在将对结构动力响应造成不同程度的影响,在进行海上风机设计时,有必要考虑地震与波浪联合作用的情况.     

近海结构任意倾斜桩腿的非线性波浪载荷计算

用Stokes非线性波浪理论计算速度与加速度,采用Morison公式求得任意倾斜柱体的波浪载荷,讨论了如何求小参数与波长、杆件的浸水长度等问题,编写的程序可以按照足够小的时间间隔t=2π/40计算出任意时刻构件或整体结构的波浪载荷,进而求得结构的最大波浪载荷可用于结构设计。     

海上风机四桩导管架基础波浪动力分析

随着海上风电由浅海逐渐走向深海,导管架基础的应用随之增多。研究发现,当基础结构基频落到波高波周期联合分布的概率最大的区间时,仅对导管架基础进行静态分析是不够的,结果偏于危险。通过SACS软件建立结构有限元模型,研究波浪谱周期和波高对结构响应的影响,计算得到各个工况下结构波浪动力响应的放大系数。计算结果表明：动力放大系数在一定范围内存在极大值,波高越大,动力放大系数越大;当波谱周期较大时,动力放大系数接近于1。此外,对比动静力分析结果表明,在深水中的海上四桩导管架基础进行动力分析是必要的。     

波浪作用下单桩式风机基础防护设施极限强度研究

针对防护设施的研究多集中于船撞下的抗碰撞性能方向,缺少对防护设施自身安全性校核的问题,基于单桩基础海上风机的防护设施在波浪载荷下的情况,提出了一种防护设施的设计方案。该方案使用GeniE模块建立结构的有限元模型,在HydroD模块中计算结构在各海况下的应力分布,并在Xtract模块中对结果进行后处理,对恶劣海况下结构的极限强度进行校核。结果表明：防护设施满足安全要求。     

近海风电设备安装船波浪载荷预报

本文以自航自升式近海风电设备安装船为研究对象,基于其特殊的船体外形建立不同装载工况下的水动力模型,应用水动力分析软件AQWA计算船舶典型横剖面处的波浪载荷幅值响应算子,在此基础上分析目标海况下指定概率水平的弯矩和剪力的长期统计值,为近海风电设备安装船结构设计和强度校核提供外部载荷。     

小直径单立柱上的波浪荷载研究

文章介绍了小直径单立柱上波浪荷载的计算方法,并以理论计算值作为验证资料,将数值计算值与理论计算值进行对比。研究发现,计算总时长和时间步长对计算结果影响较大。当计算总时长大于15倍波浪周期,时间步长为波浪周期的1/20时,计算结果误差较小,十分接近理论解。在计算深水区小直径立柱的波浪荷载时,立柱刚度过小会使计算结果不稳定,这时应增大立柱刚度计算。     

海上风电大直径单桩稳桩平台翻身施工技术

为了减少单桩稳桩平台的出运风险,外海稳桩平台往往采用平躺出运。文章针对自主设计的坐底式稳桩平台,研究确定了单桩稳桩平台的现场翻身的施工工艺,应用于南海某海上风电项目。该稳桩平台采用躺式运输到施工现场,使用双船抬吊翻身的形式完成稳桩平台的竖直,在保证后续单桩沉桩精度的同时提高了施工功效和经济效益。     

大开口型船舶波浪诱导载荷研究

通过对某５万ｔ级大开口型船舶的各种波浪诱导载荷长期预报，详细讨论了不同波浪散布图、装载工况、航速、水动力计算理论和短峰波对波浪诱导载荷长期预报极值的影响，指出了一些值得注意的问题，以期对类似船型的液体波浪诱导载荷预报提供有用的参考。     

海上风电大直径单桩浮运施工技术

大直径单桩是目前海上风电场的主要基础形式,其运输主要是通过驳船进行.依托江苏如东H14号海上风电项目,开展的大直径单桩浮运施工技术研究,并成功应用,减少了施工船机配置,降低了成本,具有较好的应用推广价值.     

单桩波浪破碎荷载的数值模拟研究

基于开源程序Open FOAM建立了三维波浪破碎数值模型,模型控制方程采用三维不可压缩粘性流体运动RANS方程,应用VOF方法捕捉自由表面,分别运用动量分布源方法、阻尼消波方法实现数值造波和消波,紊流模型选用RNG k-ε模型。利用所建立的三维波浪破碎数值模型模拟了破碎波对单桩结构物的作用力,并与物理模型实验数据进行对比分析。结果证明该模型可以较好地模拟近岸单桩结构物所受破碎波浪荷载。     

斜岩基础大直径嵌岩桩施工新法

宁波—舟山港衢山港区鼠浪湖矿石中转码头工程的大直径嵌岩桩,采用定制的16t冲击钻机冲击成孔工艺。本文根据该工程嵌岩桩施工中存在的困难,开展针对性的技术攻关和工艺创新,运用挑梁平台工艺、筒锤成孔工艺等,单一或灵活应用多种创新工艺,有效解决嵌岩桩施工各项难题,为外海、孤岛的大等级码头施工提供技术参考。     

固定式近海石油平台振动控制研究

研究了随机波浪载荷作用下调谐质量阻尼器（ＴＭＤ,Ｔｕｎｄ Ｍａｓｓ Ｄａｍｐｅｒ）对固定式钢结构海洋平台的减振效果。采用谱分析法对ＴＭＤ参数进行优化,优化ＴＭＤ使平台的位移响应标准偏差比无ＴＭＤ时下降了２１．８％。从振害累积概念出发,对谐激励下ＳＤＯＦ－ＴＭＤ的Ｒａｍｄａｌｌ参数优化的方法作了改进。     

运动海床对近海风机单桩基础的影响

以东海大桥海上风电场为研究背景,首先基于Biot固结理论求解了不同波况下多层非均质土体的位移、超孔压的分布,讨论了波浪荷载对海床运动的影响。而后基于土体位移计算结果,应用支座位移加载法与p-y曲线法相结合的方法,求解了运动海床作用下近海风机单桩基础的内力和变形,并将其结果与不考虑运动海床作用的结果进行了对比。对比结果显示:运动海床对桩身的变形影响显著,设计中有必要进行运动海床作用下的变形校核。     

半潜船波浪载荷计算研究

基于三维势流理论,计算了半潜船在不同浪向角下的规则波的频率响应函数,同时结合海浪谱推算了设计波参数,并估算了设计波情况下的波浪载荷大小,以及沿船长分布情况。计算了多种载况下弯矩和剪切载荷。在参考相关规范的基础上,把计算所得的波浪载荷与规范进行了比较。由于半潜船的特殊形状,规范里波浪载荷的计算公式适用性有限,需要用直接法来计算。     

内河船舶波浪载荷研究

利用内河波浪散布图和修订波浪谱对内河系列船舶进行了波浪载荷的计算预报,首次分析了内河船舶波浪载荷的规律和特点,并与俄罗斯内河登记局(RRR)和法国-德国船级社(B-G)的内河规范载荷对应的等效模数要求进行了比较分析。结合实船测试结果表明：波浪载荷变化规律与国外同类规范一致,预报波浪载荷水平与测试结果及国外同类规范要求相当。内河船舶波浪载荷预报应考虑航速和水深的影响,载荷预报结果可以作为制定内河波浪载荷公式的基础。