海上风电筒型基础工程

第1章海上风电开发概况1

1.1风力发电发展历程/2

1.2欧洲海上风电开发进程与趋势/7

1.2.1欧洲海上风电发展进程与现状/7

1.2.2欧洲海上风电发展趋势与特点/10

1.3我国海上风电发展与挑战/12

1.3.1我国海上风电的开发潜力/12

1.3.2我国海上风电的发展与挑战/14

1.4海上风电基础型式/16

1.4.1重力式基础/17

1.4.2单桩基础/20

1.4.3多桩承台基础/21

1.4.4导管架基础/22

1.4.5多脚架基础/22

1.4.6筒型基础/22

1.4.7浮式基础/24

1.5海上风电筒型基础创新发展与方向/27

第2章海上风电筒型基础结构31

2.1海上风电新型筒型基础结构型式/32

2.1.1单筒多舱基础结构/32

2.1.2多筒基础结构/34

2.1.3桩筒复合基础结构/34

2.2筒型基础结构荷载分析/35

2.2.1风浪条件确定方法及荷载组合方法/35

2.2.2风荷载/42

2.2.3浪流荷载/47

2.3单筒多舱基础结构分析/50

2.3.1单筒多舱基础结构的传力体系/50

2.3.2钢混组合筒型基础结构的受力分析/51

2.3.3全钢筒型基础结构的受力分析/54

2.4多筒基础结构分析/56

2.4.1多筒基础结构的传力体系/56

2.4.2三筒导管架基础结构的受力分析/57

2.5桩筒复合基础结构分析/59

2.5.1单桩筒复合基础结构的受力分析/59

2.5.2多桩筒复合基础结构的受力分析/63

2.6建造期筒型基础屈曲分析/66

第3章海上风电筒型基础的地基稳定性69

3.1单筒多舱筒型基础的竖向承载力/70

3.1.1承载模式/70

3.1.2顶盖承载模式的承载力验算/71

3.1.3筒壁承载模式的承载力验算/73

3.1.4竖向极限承载力的上限解研究/75

3.2单筒多舱筒型基础的抗倾覆能力/81

3.2.1抗倾承载力的简化算法/81

3.2.2筒土分离对抗倾覆承载力的影响/84

3.2.3改进算法的提出/86

3.2.4倾覆荷载下筒型基础的旋转中心/95

3.2.5抗倾覆极限承载力的上限解研究/98

3.3单筒多舱筒型基础的水平向承载力/102

3.3.1水平向承载力的简化算法/102

3.3.2水平向荷载作用下的地基破坏模式/103

3.3.3筒土分离对水平向承载力的影响/104

3.4单筒多舱筒型基础的承载力包络面/108

3.4.1承载力包络面方法概述/108

3.4.2复合加载条件下筒型基础的承载力包络面/110

3.4.3基于筒型基础旋转中心承载力包络面/115

3.4.4筒型基础和墩式基础承载力包络面的差异/121

3.5多筒基础的地基稳定性/126

3.5.1海上风电多筒基础的应用/126

3.5.2多筒基础的单向承载力与荷载分担机制/127

3.5.3多筒基础的复合承载力/133

3.6单桩筒型基础的地基稳定性/136

3.6.1桩筒共同承载机制/136

3.6.2单桩筒型基础的单向承载力/140

3.6.3黏土中单桩筒型基础的承载力包络线/143

3.6.4无黏性土中单桩筒型基础的地基承载力

包络线/148

3.6.5单桩摩擦盘基础的地基承载特性/150

目录3.7地震作用下新型筒型基础的稳定性/154

3.7.1地震作用下软黏土强度弱化规律/154

3.7.2黏土地基上新型筒型基础的地震响应/157

3.7.3砂土地基上新型筒型基础的地震响应/164

3.8冲刷深度对新型筒型基础稳定性的影响/171

3.8.1冲刷工况下筒型基础竖向极限承载力/171

3.8.2冲刷工况下新型筒型基础水平向极限承载力/176

3.8.3冲刷工况下新型筒型基础抗倾极限承载力/178

3.8.4冲刷深度对新型筒型基础承载力包络线的影响/180

3.9预挖法提高新型筒型基础的承载力/184

3.9.1工程概况/184

3.9.2预挖提高筒型基础承载力的理论分析/185

3.9.3预挖法提高筒型基础承载力的数值模拟/185

3.10新型筒型基础地基稳定性分析实例/188

3.10.1工程概况/188

3.10.2地基承载力验算/189

3.10.3地基承载力验算结果/193

第4章海上风电筒型基础塔筒风机的整体浮运197

4.1筒型基础浮稳性与分舱优化/198

4.1.1筒型基础结构的浮稳性原理与静态稳性分析/198

4.1.2筒型基础结构的分舱优化方法/203

4.1.3筒型基础结构的动态稳性分析/205

4.2海上风电筒型基础专用运输安装船舶/210

4.2.1专用安装船舶简介/210

4.2.2设计特点、用途/212

4.2.3主要参数/212

4.2.4作业水域及环境条件/213

4.2.5风电基础安装相关系统/213

4.3筒型基础塔筒风机与船舶静态稳性分析/213

4.3.1筒型基础塔筒风机体系静态稳性分析/214

4.3.2筒型基础塔筒风机与船舶体系静态稳性分析/215

4.4筒型基础塔筒风机与船舶多体耦合安全性/216

4.4.1筒型基础塔筒风机与船舶多体耦合作用/216

4.4.2海上风电整体浮运性态数值分析与模型试验/222

4.4.3多体耦合动力安全的影响因素分析/241

4.5筒型基础塔筒风机整体浮运过程的现场测控

分析/247

4.5.1拖航分析/247

4.5.2浮运过程的船舶性态与水封安全性/249

4.5.3浮运过程的风机振动/251

4.5.4浮运/254

第5章海上风电筒型基础沉放与精细调平257

5.1筒型基础水中沉放/258

5.1.1模型试验/258

5.1.2水中沉放过程吊索受力/259

5.1.3水中沉放过程筒型基础风机的加速度/260

5.1.4水中沉放过程筒型基础风机的纵摇角度/261

5.1.5波流对沉放姿态的影响/262

5.2筒型基础的土中沉放/264

5.2.1自重沉放阶段的阻力计算/264

5.2.2筒型基础负压沉放阶段的渗流减阻/274

5.2.3负压沉放阻力计算方法讨论/282

5.2.4筒型基础的减阻措施/290

5.3沉放过程屈曲控制/293

5.3.1筒内外压差作用/293

5.3.2分舱压差作用/294

5.4沉放精细调平控制/295

5.4.1薄壁筒型基础压差精细调平控制方法/295

5.4.2厚壁筒型基础的沉放与调平/297

5.5筒型基础的整机沉放过程实例/299

5.5.1工程概况/299

5.5.2整机沉放施工/300

5.6筒型基础的顶升与回收/303

第6章海上风电筒型基础冲刷与防护309

6.1海上风电筒型基础的冲刷特性/310

6.1.1复合筒型基础绕流水流特征/310

6.1.2复合筒型基础局部冲刷试验研究/311

6.1.3筒型基础局部冲刷试验结果/318

6.1.4筒型基础局部冲刷数值模拟研究/327

6.1.5筒型基础局部冲刷计算经验公式比较/329

6.2海上风电筒型基础冲刷防护/336

6.2.1环翼式防护/336

6.2.2抛石防护/337

6.2.3仿生水草防护/337

6.2.4蜂巢防护/338

6.2.5淤泥固化/338

第7章海上风电筒型基础结构安全监测系统343

7.1海上风电筒型基础结构整机环境要素监测/344

7.1.1海上风电筒型基础整机环境要素监测方案/344

7.1.2海上风电筒型基础整机风、浪、流监测/344

7.1.3海上风电筒型基础整机温度、湿度监测/348

7.1.4海上风电场紊流度监测/348

7.1.5海上风电筒型基础冲刷监测/349

7.2海上风电筒型基础整机沉放过程安全监测/349

7.2.1监测方案/349

7.2.2舱压与倾角监测分析/350

7.2.3动力监测分析/352

7.3海上风电筒型基础结构服役期地基监测/353

7.3.1监测方案/353

7.3.2整机沉降变形监测分析/356

7.3.3地基土压力监测分析/357

7.3.4地基孔隙水压力监测分析/357

7.4海上风电筒型基础结构整机服役期静力监测/360

7.4.1海上风电筒型基础结构整机倾斜度监测/360

7.4.2海上风电筒型基础整机应力监测/365

7.4.3海上风电筒型基础结构内力监测/367

7.5海上风电筒型基础结构整机服役期动力监测/371

7.5.1海上风电筒型基础结构整机动力监测布置/371

7.5.2海上风电筒型基础结构整机动力监测实例/373

7.6海上风电筒型基础整机服役期安全监测系统

搭建与实施/377

第8章海上风电筒型基础塔筒风机耦合动力安全381

8.1海上风电筒型基础整机振动现场监测分析/382

8.1.1停机工况振动位移分析/382

8.1.2运行工况下振动位移分析/383

8.1.3停机工况振动加速度分析/385

8.1.4运行工况下振动加速度分析/387

8.2海上风电筒型基础整机工作模态识别/388

8.2.1海上风电筒型基础整机振动频域特性/388

8.2.2考虑谐波影响的结构工作模态识别方法/390

8.2.3全功率范围内海上风电结构工作模态识别/395

8.3海上风电筒型基础整机振源识别/400

8.3.1海上风电结构振源特性/400

8.3.2振源识别方法/401

8.3.3振源识别方法工程验证/405

8.3.4海上风电结构振源识别及其影响/407

8.4海上风电筒型基础整机动力安全评估与运行控制

策略优化/413

8.4.1海上风电筒型基础整机动力安全评估/413

8.4.2筒型基础和单桩基础风机动态振动对比/415

8.4.3海上风电筒型基础整机运行控制策略优化/421

8.5海上风电筒型基础结构振动疲劳损伤特性/432

8.5.1疲劳研究对象/432

8.5.2风浪联合分布/433

8.5.3气动荷载和水动荷载模拟/434

8.5.4基础结构振动疲劳损伤特性研究/438

8.6海上风电筒型基础结构被动减振控制/453

8.6.1阻尼器减振控制原理/453

8.6.2海上风电结构振动控制计算方法/460

8.6.3海上风电筒型基础结构被动阻尼器减振效果/464