风电机组基础结构形式及计算方法

发布时间：2021-10-20 03:35

　　风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界上国家层面的密切关注。风力发电机组正常运转需要稳固的基础。随着风电机组的装机容量不断增大并由陆地发展到海洋,风电机组基础面临海洋环境更复杂的荷载工况,故对其进行研究更具有理论意义与工程应用价值。系统阐述了中外风电机组基础的结构形式及其计算分析方法的研究现状与最新进展。首先,分别介绍了风电机组基础在陆地和海上不同类型的结构形式及其适用范围;其次,对风机基础结构体系的风机荷载与环境荷载、静力学与动力学计算、结构冲刷及腐蚀等相关问题研究进行了系统分析与归纳;最后,指出风电机组基础研究和应用中存在的问题并提出了研究方向,同时还展望其未来在中国广阔的发展前景。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(21)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

2000—2015年全球风电装机容量

陆地风机扩展基础主要有重力式和梁板式两种结构形式。目前大多数陆地风机都采用重力式扩展基础作为塔架支撑结构,其通过基础环或螺栓将塔架荷载传递到地基,重力式基础结构如图2(a)所示。重力式基础形状以圆形和正方形为主,此外还有正六边形、正八边形等形状。重力式基础具有适用范围广、结构简单、施工方便、成本低等优点。但随着风电场向山地、高原、台风地区等风能资源更优区域发展,大容量风机逐渐成为主流,基础尺寸不断增大,导致混凝土和钢筋用量随之增加[12]。为此,梁板式基础得以应用[13-14], 如图2(b)所示。以1.5 MW风机为例,采用梁板式风机基础比重力式基础可节约造价35%[10]。1.1.2 桩基础

无张力灌注桩(Patrick & Henderson,P & H)作为一种新型风机基础,由两层波纹钢管组成[17],如图3所示。通过对高强螺杆施加后张预应力,利用预应力将混凝土与风机塔架连接。P & H桩利用管壁周围的土体抵御水平力和倾覆力矩,从而减少桩端受力。P & H桩主要用于土质地基场地,但在以岩质地基为主的场地其应用会受到限制。最近,梁板式桩筏基础[18-19]也被作为风机基础,这类基础具有在不明显降低筏板刚度的前提下节省材料。1.1.3 岩石锚杆基础

【参考文献】：
期刊论文
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[4]台风地区山地风电场风机基础选型分析[J]. 吴继亮,刘超.  工程建设与设计. 2015(09)
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[8]海上风机单桩基础受船舶撞击的数值研究[J]. 郝二通,柳英洲,柳春光.  振动与冲击. 2015(03)
[9]水平单调荷载作用下饱和细砂中裙式吸力基础土压力特性分析[J]. 李大勇,郭彦雪,高玉峰,张雨坤.  土木工程学报. 2015(01)
[10]基于流–固耦合的近海风电基础地震反应分析[J]. 田树刚,张爱军,任文渊,王婷.  岩石力学与工程学报. 2015(01)

硕士论文
[1]风机塔架岩石锚杆基础力学特性分析及其试验研究[D]. 张志平.南昌大学 2017
[2]岩石锚杆基础在风电基础工程中的应用与研究[D]. 张文勇.湖南科技大学 2015
[3]海上风机基础结构波流荷载研究[D]. 管宁.天津大学 2014
[4]海上风机环境载荷与结构强度分析[D]. 杨光.哈尔滨工程大学 2013
[5]锚杆重力式海上风机基础的地基承载特性研究[D]. 王尔贝.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3446167