海上风机大直径灌浆套管轴向承载力研究

发布时间：2021-08-08 20:35

　　近海风电主要采用单桩或多桩基础,在桩基础与风机塔筒之间采用灌浆套管进行连接。大直径灌浆套管是海上风电支撑结构的关键节点,其承载力和变形控制要求严格,非常有必要开展风电大直径灌浆套管的承载力性状研究。本文研究内容与结果如下:（1）高强灌浆体本构模型研究。开展了高强灌浆体的单轴受压和低周循环受压试验,测试了高强灌浆体的极限抗压强度、循环加载的应力-应变曲线以及循环残余变形等,分析得到高强灌浆体的循环受压损伤特性,为确定灌浆体的脆性断裂本构和损伤塑性本构提供参数。（2）带剪力键钢板-灌浆体抗剪承载力研究。开展了不同初始正应力和不同剪力键高距比情况下剪切试验,探索初始正应力、剪力键参数对抗剪强度的影响,分析灌浆体裂纹的扩展过程。采用脆性开裂模型对带剪力键钢板-灌浆体受剪破坏过程进行了数值模拟,得到的剪力-滑移曲线和灌浆体裂缝发展与试验一致。（3）轴向荷载下圆形灌浆套管承载力研究。开展不同直径、不同剪力键高距比的灌浆套管轴压试验,研究直径和剪力键高距比对灌浆套管轴向承载力的影响,分析灌浆套管的承载机制和灌浆体的破坏形态。采用脆性断裂本构模型模拟灌浆体,建立灌浆套管的轴对称有限元模型,所得到的剪力... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２不同水深下海上风机基础形式（ａ重力式浅基础；ｂ吸力桶；ｃ单桩；ｄ单??桩支撑的三脚架；ｅ单桩支撑的导管架；ｆ浮式基础；ｇ张力式基础）??

大学博士学位论文?灌浆套管连接通过在内外钢套管的环形间隙中填充水泥浆、环氧材料，来连接内外两根直径不同的钢管。与钢结构的焊接连接相管技术具有以下优点［６，９，ｌｅ］：?（１）灌浆材料为水硬性材料，水下下焊接工作环境要求高、工艺复杂；（２）灌浆套管具有较大的几桩基础和塔筒之间存在一定的定位误差也能够完成连接；（３）灌浆体增强了连接节点的刚度，通过调整灌浆区高度、剪力键等设计节点的承载力；（４）采用灌浆连接能够有效降低节点区域的于提高节点的抗疲劳能力。图１．３为海上风机单桩基础的灌浆套—

—控基础??ｆｙ－过渡段?—＾??―?〇??图１．３海上风机基础的灌浆套管连接??浆套管连接的承载力，常采用剪力键来增大钢套筒与摩擦系数［１１］。剪力键一般均句布置在桩的外壁和过渡要有三种：堆焊缝、焊接方形钢条和焊接钢环，见图１提高灌浆套管的轴向抗压承载力，但是也会造成剪力键循环荷载作用下剪力键周围灌浆体可能破坏。剪力键的、间距）对灌浆套管的承载性状具有重要影响。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]风能发电预测技术研究的现状与发展[J]. 陈垣毅,郑增威,霍梅梅,赵波.  能源工程. 2012(06)
[2]世界风力发电现状与前景预测[J]. 罗承先.  中外能源. 2012(03)
[3]海上风电基础结构研究现状及发展趋势[J]. 黄维平,刘建军,赵战华.  海洋工程. 2009(02)
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硕士论文
[1]海上桩式风机基础灌浆连接段结构设计与研究[D]. 麻晔.大连理工大学 2013



本文编号：3330640