自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

风电安装船桁架式桩腿结构分析与优化

海上风电行业迅速发展,对风电安装船的研究更加值得关注。基于某自航自升式风电安装船,使用Sesam软件建立有限元模型。以安全性、经济性为目标,在倒K型原桩腿型式的基础上,比选K型、X型桩腿型式,分析风暴自存工况及作业工况下3种桩腿构型的结构重量、最大位移、各构件的屈服和屈曲强度（UC值）及抗倾覆能力,得出X型是风电安装船推荐的桩腿结构型式,为风电安装船桩腿选型提供参考。     

风电安装船桩腿液压提升装置安装工艺研究

桩腿是抱桩式安装船的制造关键点和难点,以500 t自升式风电安装维护平台桩腿液压提升系统为研究对象,开展桩腿液压提升系统安装工艺的相关研究。对平台桩腿液压提升装置中的升降油缸和导向装置制订了详细安装工艺并在总组场地完成了桩腿液压提升装置和桩腿的安装。实船应用表明:该工艺大大缩短了整个风电安装船的建造周期,为后续同类型平台的建造提供了工程经验。     

自升式风电安装船桩腿及升降系统现状与发展

综述了自升式海洋风电安装船的桩腿结构、升降系统组成及主要技术参数特征;通过对桩腿结构、升降系统及动力源进行对比,指出了未来海洋风电安装船桩腿及其升降系统的发展方向:即适应30m以上深水作业环境、升降速度更快、效率更高、具有更好的稳定性、可靠性,为进一步的设计研究指明方向和解决思路.     

漂浮状态下自升式风电安装平台桩腿对接建造技术

现有的自升式平台均在船坞内完成桩腿拼接,但受大桥限高以及码头海域地基承载力不足等影响,自升式海上风电安装平台可能需要在漂浮状态下完成桩腿对接。针对此,开展自升式风电安装平台在浮态下的桩腿对接建造技术研究,给出相应的总体建造方案,在此基础上建立浮态桩腿对接建造工艺,以对后续平台和其他类似的平台建造提供参考。     

桁架式桩腿RPD值控制优化

<正>自升式风电安装平台作为海上风电设施安装的主要装备,随着风场开发由浅海推进至近海深水区,其更新换代速度亦在加快,其中最主要的是桩腿形式的替换。桩腿是自升式平台中关键的组成部分,用于支撑上部船体的重量以及承受风、浪、流等环境载荷,其结构形式主要为圆柱形桩腿和桁架式桩腿。     

航行工况下自升式风车安装船强度直接计算研究

自升自航式风车安装船为海洋工程专业特种船舶,在风机运输,安装中有很高的实际利用价值。采用直接计算法,对航行工况下自升自航式风电安装船的总强度进行评估。建立了船体和桩腿的有限元建模,基于三维势流理论对波浪垂直弯矩进行长期预报,得到风车安装船在典型装载工况下的设计波参数,将船舶在设计波中的重力、静水压力、水动压力、惯性力等施加到模型上进行直接强度分析,对航行工况下船体和桩腿的强度进行了校核。本文的计算方法及结果可为自升自航式风车安装船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,并且对同类工程船的设计开发具有指导意义。     

自航自升式风电安装船总体设计研究

自航自升式风电安装船是一艘具备8MW及以下海上风机基础的打桩施工、塔筒吊装和风机安装能力,航区满足国际调遣的动力定位特种工程船舶。本文回顾了风电安装船的发展历程,说明了自航自升式风电安装船的基本概况,论证了作业水深、起重能力、可变载荷和定位方式等船型参数。重点研究了阻力试验结果,自航平台船员舱室问题,桩靴轻量化设计,谐波治理和连续式升降系统选型等设计要点,为同类船型开发提供参考。     

绞车轴瓦应力对附加载荷的响应机理分析

自升式风电安装船是海洋风电安装工程中的重要装备,摩擦绞车升降装置与桩腿、船体构成了自升安装船独立的升降系统。在升降装置的作用下,绞车提供牵引力完成放桩、升船等动作。海上作业过程中环境载荷的不确定性会使作业过程绞车升降系统受附加工作载荷,从而导致工作绞车容易发生故障,给作业系统的安全、稳定运行带来巨大的隐患。本课题从海洋38#风电安装船的外部作用环境和实船绞车轴瓦的失效情况出发,基于支撑桩腿、船体与海洋环境间的相互作用机理,分别分析了绞车轴瓦应力对冲击和振动的响应关系,并采用柔性体有限元仿真和刚体动力学仿真分析的方法,分析了绞车作业过程中的附加工作载荷。同时根据分析结果绘制了响应关系坐标图,进一步研究了工作过程中绞车附加载荷与绞车滚筒支撑轴瓦失效的机理关系。     

大国重器——“铁建风电01”船

正"铁建风电01"船集自升式平台、自航运输、打桩施工、起重安装、动力定位、远洋调遣、近海作业、智能化施工管理等功能于一体,由中国铁建港航局集团有限公司投资打造,中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)设计,启东中远海运海洋工程有限公司建造,是中国首艘自主设计、建造,拥有完全自主知识产权的重型自升自航式风电安装船。"铁建风电01"船由船体、四桩腿、升降系统、起重和打桩系统组成,船首设置100人的甲板楼,具备8 MW及以下海上风机基础的打桩施工、塔筒吊装和风机安装能力,航区满足国际调遣与作业要求,甲     

海上自升式炸礁船的结构设计

本文介绍一艘海上自升式炸礁船的结构设计情况，叙述了其结构设计规范的确定、桩腿、桩井的结构设计，由于自升式炸礁船在我国尚属首次设计建造，因此对该类型工程船的设计具有一定的参考作用。     

绕桩吊式风电安装平台桩腿总强度设计

绕桩吊式风电安装平台较以往的风电安装平台具有吊幅大的特点,而桩腿强度对于自升式平台又至关重要。文章基于结构力学基本理论和船级社具体规范规则要求,借助三维有限元分析方法,对某型绕桩吊式风电安装平台桩腿强度进行屈服及屈曲校核,对于计算结果进行分析,对桩腿设计进行总结,为日后类似风电安装平台的桩腿设计提供参考。     

液压销孔式升降系统结构分析

升降系统是自升式风电安装船的核心设备,其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。本文以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象,采用有限元方法建立其部件的结构模型,给出结构分析的载荷及边界条件,并运用有限元分析软件Ansys对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论为升降系统的设计与制造提供了理论指导,并为此类结构受力的设计计算提供参考。     

“东安吉”系列海上风电安装船

“东安吉”系列海上风电安装船,由中远船务工程集团有限公司设计建造,是世界先进的第三代自升式海上风电安装船。     

自升式平台板壳式桩腿设计与建造研究

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度决定了平台的作业能力及相应环境条件的选取,同时也是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。本文结合近年来海上风能开发热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业及功能特点,综合平台载荷工况特征及强度要求,针对桩腿截面型式的选取,内部环筋加强结构、桩腿桩靴连接区域结构设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。并从建造流程、精度控制及焊接工艺出发,探讨了板壳式桩腿建造工艺,获得了适用于柱型桩腿设计方法及强度分析工程化方法,为此类结构设计提供重要参考,具有实际工程应用价值。     

自升式海上风电安装平台发展概述

近年来,随着"碳达峰""碳中和"政策的落地,作为绿色清洁能源的海上风电得到了大力发展.海上风电场分布从浅深水区域扩展到深远海区域,适用于深远海区域海况条件的自升式海上风电安装平台随之出现并不断地进行技术迭代和船型更新.文章对国内外自升式海上风电安装平台的发展历程和趋势进行了总结和展望,为我国海上风电安装事业发展提供一定借鉴和参考.     

海上风电服务船的技术发展

服务于海上风电场的相关船型主要有两种,即风机安装船和风电支援船。前者主要负责海上风机的安装作业,船型较大,后者则是进行人员及物资运输的小型船艇。海上风电目前发展的主要趋势有两点:离岸越来越远,功率越来越大。这就意味着水越来越深,海况也越来越差,这对风机安装船和支援船的作业均带来了困扰,风机基座也需要随之改变,如由单腿变为三     

海上自升式炸礁船设计

介绍海上自升式炸礁船总体设计、自升式升降装置、桩腿的有关技术要点，此自升式炸礁船在我国尚属首次设计建造且技术难度和自动化程度均很高，因此对该类型工程船的设计建造具有一定的借鉴作用。     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。     

超大型深水远岸风电安装船全船结构强度计算与校核

针对超大型自航自升式海上风电安装船结构设计不可靠而导致出现安全问题,需进行精确的结构变形和应力分析。利用有限单元法对深水海上超大型风电安装平台结构在不同工况下的变形和应力状态进行分析,解析和计算表达出安装平台结构及其与起重基座、桩腿等重要受力结构的协调关系与变化情况。计算结果表明,安装平台在各个工况下的应力值均未超过材料的许用应力的限度,平台主体的主要力学特性均满足相关要求。