海上风电大直径单桩基础设计研究
发布时间：2021-02-19 17:52
近些年来由于社会经济飞速发展,人类对能源的需求也急剧加大,从而加大了对可再生能源的开发。近海风能资源大约为陆上风电资源的35倍,并且在利用海上风能资源时,具有不占用陆上的土地资源等优点,得到了大力的发展。在开发海洋风能中,桩基础的设计是海上风电开发的重要组成部分。单桩桩基作为一种传统的基础,随着风机发电功率的增大,对大直径单桩基础的应用也越来越普遍,因而加大对其的研究也是越来越有必要。首先,本文综述了国内外海上风电的发展状况以及研究现状,同时也介绍了海上各种基础型式的优缺点和单桩基础的设计理论和分析方法。其次,本文针对大直径单桩基础的轴向承载力进行深入研究。先详细的介绍单桩基础的轴向荷载的传递原理,和桩基在受到轴向荷载时破坏模式,最后使用有限元软件ABAQUS对大直径单桩基础的轴向承载性能进行了分析。再次,本文针对大直径单桩基础的水平承载力进行研究。先介绍了风电基础在海上复杂环境中所受到的水平荷载,同时也介绍了各个荷载的计算方法,并且介绍计算水平承载力的方法,具体的介绍了p-y曲线法。最后进行有限元分析计算,得出影响桩基水平承载力的各个因素。最后,通过现有资料拟设...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各类海上风电基础示意图
单桩基础如图 1-2 所示，适用水深小于 25m 海域；采用直径 3~5m 的大管桩，在沉桩完后，桩顶固定好连接，将风塔安装在上面。对于软土地基用锤击沉桩法，如丹麦的 Horns Rev 风电场，瑞典 Utgrunden 风电场和爱klow Bank 风电场以及英国的 Kentish Flats 风电场；对于岩石地基，可以孔的方法，边形成钻孔边下沉钢管桩，如英国的 North Hoyle；也可以在基内形成大直径钻孔灌注桩[9]。图 1-1 各类海上风电基础示意图
第一章 绪 论重力式基础如图 1-3 所示，适用水深一般小于 10m 海域，它的工作原理用基础本身的重量，进行对风机位置的固定。因而一般为的钢筋混凝土体积庞大，重量可以达到 1000 吨以上；其安装过程为：先在陆地上预而后将重力式基础用驳船转运到海上施工现场，最后将基础利用大型起安装到海底。已建成海上风电场中，丹麦 Middelgrunden 和 Vindeby 海就是采用这种型式，在欧洲的部分海区其可靠性和稳定性己得到证实型的基础要求预先对海床进行处理，要求海床必须是平整的，然后铺一为风机基础的垫层。在与海平面接触的部位，为了减小冰荷载带来的影水面接触的部分设计成锥形。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风力发电结构动力研究进展[J]. 李静,陈健云. 海洋工程. 2009(02)
[2]海上风电场风机基础型式及计算方法[J]. 吴志良,王凤武. 水运工程. 2008(10)
[3]基于塑性支承桩概念的复合桩基设计与探讨[J]. 刘陆阳,李应保. 建筑结构. 2007(11)
[4]基于ABAQUS软件的大直径桩承载力-变形分析[J]. 贺嘉,陈国兴. 地下空间与工程学报. 2007(02)
[5]大型海上风力发电的开发[J]. 薛清梅,王金柱. 发电设备. 2007(02)
[6]近海风电场关键技术[J]. 王志新,王承民,艾芊,蒋传文,房鑫炎,武黎. 华东电力. 2007(02)
[7]兆瓦级风力发电机综述[J]. 谢宝昌. 电机与控制应用. 2007(02)
[8]单桩的垂直极限承载力判定方法综述与评价[J]. 姚泽良,简政. 西北水力发电. 2004(01)
硕士论文
[1]地下式水电站厂房的动力特性分析与性态识别[D]. 乔海娟.天津大学 2010
[2]海上风机桩基础承载特性的三维有限元分析[D]. 刘冰雪.大连理工大学 2009
[3]海上风机桩基础设计研究[D]. 杨超.哈尔滨工程大学 2009
[4]特定海区海上风电单立柱结构动力耦合特性研究[D]. 刘琳.中国海洋大学 2008
[5]基桩水平静载试验的三维非线性有限元模拟[D]. 殷芳.南京工业大学 2006
[6]复合桩基桩土共同作用性状研究[D]. 张国亮.浙江大学 2005
[7]浅海独桩平台有限元分析及合理结构型式研究[D]. 张建勇.天津大学 2005
[8]海洋平台桩基础竖向承载力的可靠度分析[D]. 周宏杰.天津大学 2003
[9]竖向荷载作用下单桩极限承载力计算方法的研究[D]. 姚泽良.西安理工大学 2003
[10]水平承载桩静载P-Y曲线研究[D]. 张舒羽.河海大学 2001
本文编号：3041474
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各类海上风电基础示意图
单桩基础如图 1-2 所示，适用水深小于 25m 海域；采用直径 3~5m 的大管桩，在沉桩完后，桩顶固定好连接，将风塔安装在上面。对于软土地基用锤击沉桩法，如丹麦的 Horns Rev 风电场，瑞典 Utgrunden 风电场和爱klow Bank 风电场以及英国的 Kentish Flats 风电场；对于岩石地基，可以孔的方法，边形成钻孔边下沉钢管桩，如英国的 North Hoyle；也可以在基内形成大直径钻孔灌注桩[9]。图 1-1 各类海上风电基础示意图
第一章 绪 论重力式基础如图 1-3 所示，适用水深一般小于 10m 海域，它的工作原理用基础本身的重量，进行对风机位置的固定。因而一般为的钢筋混凝土体积庞大，重量可以达到 1000 吨以上；其安装过程为：先在陆地上预而后将重力式基础用驳船转运到海上施工现场，最后将基础利用大型起安装到海底。已建成海上风电场中，丹麦 Middelgrunden 和 Vindeby 海就是采用这种型式，在欧洲的部分海区其可靠性和稳定性己得到证实型的基础要求预先对海床进行处理，要求海床必须是平整的，然后铺一为风机基础的垫层。在与海平面接触的部位，为了减小冰荷载带来的影水面接触的部分设计成锥形。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风力发电结构动力研究进展[J]. 李静,陈健云. 海洋工程. 2009(02)
[2]海上风电场风机基础型式及计算方法[J]. 吴志良,王凤武. 水运工程. 2008(10)
[3]基于塑性支承桩概念的复合桩基设计与探讨[J]. 刘陆阳,李应保. 建筑结构. 2007(11)
[4]基于ABAQUS软件的大直径桩承载力-变形分析[J]. 贺嘉,陈国兴. 地下空间与工程学报. 2007(02)
[5]大型海上风力发电的开发[J]. 薛清梅,王金柱. 发电设备. 2007(02)
[6]近海风电场关键技术[J]. 王志新,王承民,艾芊,蒋传文,房鑫炎,武黎. 华东电力. 2007(02)
[7]兆瓦级风力发电机综述[J]. 谢宝昌. 电机与控制应用. 2007(02)
[8]单桩的垂直极限承载力判定方法综述与评价[J]. 姚泽良,简政. 西北水力发电. 2004(01)
硕士论文
[1]地下式水电站厂房的动力特性分析与性态识别[D]. 乔海娟.天津大学 2010
[2]海上风机桩基础承载特性的三维有限元分析[D]. 刘冰雪.大连理工大学 2009
[3]海上风机桩基础设计研究[D]. 杨超.哈尔滨工程大学 2009
[4]特定海区海上风电单立柱结构动力耦合特性研究[D]. 刘琳.中国海洋大学 2008
[5]基桩水平静载试验的三维非线性有限元模拟[D]. 殷芳.南京工业大学 2006
[6]复合桩基桩土共同作用性状研究[D]. 张国亮.浙江大学 2005
[7]浅海独桩平台有限元分析及合理结构型式研究[D]. 张建勇.天津大学 2005
[8]海洋平台桩基础竖向承载力的可靠度分析[D]. 周宏杰.天津大学 2003
[9]竖向荷载作用下单桩极限承载力计算方法的研究[D]. 姚泽良.西安理工大学 2003
[10]水平承载桩静载P-Y曲线研究[D]. 张舒羽.河海大学 2001
本文编号：3041474
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