海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)說課材料

1、海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通常海上風(fēng)電機(jī)組上安裝有3 片葉片, 而葉片的尺寸大小直接決定了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率大小。風(fēng)機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的核心部分, 主要由轉(zhuǎn)子、風(fēng)速計、控制器、發(fā)電機(jī)、變速器等部分組成。一個完整的海上風(fēng)電場由一定規(guī)模數(shù)量的單個風(fēng)電機(jī)組和海底輸電設(shè)備構(gòu)成。單個的風(fēng)電機(jī)組包括葉片、風(fēng)機(jī)、塔身和風(fēng)電機(jī)組包括葉片、風(fēng)機(jī)、塔身和基礎(chǔ)部分基礎(chǔ)部分。葉片葉片海上風(fēng)電場的構(gòu)成海上風(fēng)電場的構(gòu)成風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)塔身一般由空心的管狀鋼材制成, 設(shè)計主要考慮在各種風(fēng)況下的剛性和穩(wěn)性, 根據(jù)安裝地點(diǎn)的風(fēng)況、水況和風(fēng)輪半徑條件決定塔身的高度, 使風(fēng)葉片處于風(fēng)力資使風(fēng)葉片處于風(fēng)力資源最豐富的高度源最豐富的高度。由于海上風(fēng)電機(jī)

2、組的基礎(chǔ)處于海上,增加了許多額外載荷和不確定因素, 因而設(shè)計較為復(fù)雜, 結(jié)構(gòu)形式也由于不同的海況而多樣化, 因而, 基礎(chǔ)設(shè)計成了海上風(fēng)基礎(chǔ)設(shè)計成了海上風(fēng)電場設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一電場設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一。塔身塔身基礎(chǔ)基礎(chǔ)內(nèi)容及計劃內(nèi)容及計劃本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容第六章：海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)防腐蝕 （江朝華）第一章：緒論 （陳達(dá)）第二章：海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)環(huán)境荷載 （江朝華）第五章：浮式基礎(chǔ) （陳達(dá)）第三章：樁承式基礎(chǔ) （陳達(dá)）第四章：重力式基礎(chǔ) （陳達(dá)）第一章：緒論第一章：緒論1.2.1 樁承式基礎(chǔ)1.2.2 重力式基礎(chǔ)1.2.3 浮式基礎(chǔ)1.1 海上風(fēng)電發(fā)展概況海上風(fēng)電發(fā)展概況1.2 海上風(fēng)電

3、機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的分類和組成海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的分類和組成 1.1.1 國外海上風(fēng)電發(fā)展概況 1.1.2 國內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展概況風(fēng)能概況風(fēng)能概況能源總量能源總量 據(jù)估計到達(dá)地球的太陽能中只有大約2轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，全球的風(fēng)能全球的風(fēng)能約為2.74109MW，其中可利用的風(fēng)能為2107MW，比地球上可開比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大發(fā)利用的水能總量還要大1010倍。倍。風(fēng)能提水風(fēng)能提水風(fēng)能動力風(fēng)能動力風(fēng)能概況風(fēng)能概況風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能發(fā)展速度最快，產(chǎn)業(yè)前景也最好。風(fēng)力發(fā)電相對于太陽能、生物質(zhì)能等新能風(fēng)力發(fā)電相對于太陽能、生物質(zhì)能等新能源技術(shù)更為成熟、成本更低、對環(huán)境破壞更小，被源技術(shù)更為成熟、成本

4、更低、對環(huán)境破壞更小，被稱為最接近常規(guī)能源的新能源，稱為最接近常規(guī)能源的新能源，因而成為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的清潔能源技術(shù)。風(fēng)能的特征風(fēng)能的特征全球風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展全球風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展全球風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展全球風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展截止2011年底，全球風(fēng)電裝全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到了機(jī)容量達(dá)到了2.38105MW，累計裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)了累計裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)了21%的的年增長年增長。全球75個國家有商業(yè)運(yùn)營的風(fēng)電裝機(jī)，其中其中22個國家的裝機(jī)容量超過個國家的裝機(jī)容量超過1GW，風(fēng)電正在以超出預(yù)期的發(fā)展速度不斷增長。目前，丹麥丹麥用電量的28%來自風(fēng)電，西來自風(fēng)電，西班牙班牙用電量的16%來自風(fēng)電，來自風(fēng)電，德國德國用電量的8%來自風(fēng)電

5、來自風(fēng)電，風(fēng)電已成為歐洲國家能源轉(zhuǎn)型的重要支撐，這為全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型樹立了榜樣。歐洲風(fēng)能利用協(xié)會將在歐洲的近海岸地區(qū)進(jìn)行風(fēng)能開發(fā)利用，希望在希望在2020年風(fēng)年風(fēng)能發(fā)電能夠滿足歐洲居民的全部用電需能發(fā)電能夠滿足歐洲居民的全部用電需求求。全球風(fēng)電裝機(jī)容量全球風(fēng)電裝機(jī)容量歐洲風(fēng)能發(fā)展目標(biāo)歐洲風(fēng)能發(fā)展目標(biāo)中國風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展中國風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展中國風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展中國風(fēng)電裝機(jī)發(fā)展我國風(fēng)力發(fā)電始于上世紀(jì)80年代，自從2006年1月1日開始實(shí)施可再生能源法后，中國風(fēng)電市場前期穩(wěn)步發(fā)展、后期迅猛發(fā)展。如今在全球的風(fēng)能發(fā)展中，中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展速度最快，至至2012年年6月，我國并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)到月，我國并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)到52.5

6、8GW，國家電網(wǎng)調(diào)度范圍達(dá)到50.26GW，超過美國躍居世界第一躍居世界第一。2012年8月發(fā)布的可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃提出到2015年，風(fēng)電累計并網(wǎng)運(yùn)行達(dá)1105MW。2007年2050年中國風(fēng)電裝機(jī)容量中國風(fēng)電裝機(jī)容量中國風(fēng)資源中國風(fēng)資源“三北三北”地區(qū)地區(qū)東北、華北、西北可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約東北、華北、西北可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約2 2億億kWkW，約占全國陸，約占全國陸地可利用儲量的地可利用儲量的7979。該地區(qū)地形平坦，沒有破壞性風(fēng)速，是我。該地區(qū)地形平坦，沒有破壞性風(fēng)速，是我國連成一片的最大風(fēng)能資源區(qū)，有利于大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電場。國連成一片的最大風(fēng)能資源區(qū)，有利于大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電場

7、。 沿海及其島嶼地區(qū)沿海及其島嶼地區(qū)包括山東、廣西和海南、江蘇等省市沿海近包括山東、廣西和海南、江蘇等省市沿海近10km10km寬地帶，約占全寬地帶，約占全國陸地可利用儲量的國陸地可利用儲量的4 4。東南沿海及其島嶼是我國風(fēng)能最佳豐東南沿海及其島嶼是我國風(fēng)能最佳豐富區(qū)富區(qū)。內(nèi)陸局部風(fēng)豐內(nèi)陸局部風(fēng)豐富區(qū)：富區(qū)：一些地區(qū)由于湖一些地區(qū)由于湖泊和特殊地形的泊和特殊地形的影響，形成一些影響，形成一些風(fēng)能豐富點(diǎn)，如風(fēng)能豐富點(diǎn)，如鄱陽湖附近地區(qū)、鄱陽湖附近地區(qū)、湖北的九宮山和湖北的九宮山和利川以及湖南八利川以及湖南八面山等地區(qū)，適面山等地區(qū)，適合建設(shè)零星的中合建設(shè)零星的中小型風(fēng)電場。小型風(fēng)電場。海上風(fēng)能豐

8、富區(qū)海上風(fēng)能豐富區(qū)中國海上風(fēng)資源中國海上風(fēng)資源海上風(fēng)電具有不占用土地資源、不占用土地資源、受環(huán)境制約少、風(fēng)電機(jī)組容量更受環(huán)境制約少、風(fēng)電機(jī)組容量更大、年利用小時數(shù)更高、更具規(guī)大、年利用小時數(shù)更高、更具規(guī)模化開發(fā)的特點(diǎn)?；_發(fā)的特點(diǎn)，使得近海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成為近來研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。我國海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲我國海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量約量約2105MW，海上風(fēng)能資源，海上風(fēng)能資源豐富豐富，有巨大的蘊(yùn)藏量和廣闊的發(fā)展前景，特別是東部沿海水深特別是東部沿海水深50m內(nèi)的海域面積遼闊，距電力內(nèi)的海域面積遼闊，距電力負(fù)荷中心很近，隨著開發(fā)技術(shù)的負(fù)荷中心很近，隨著開發(fā)技術(shù)的成熟，海上風(fēng)電必將成為我國東成

9、熟，海上風(fēng)電必將成為我國東部沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要能部沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要能源來源源來源。江蘇省海上風(fēng)電開發(fā)布局圖海上風(fēng)電海上風(fēng)電優(yōu)勢優(yōu)勢我國我國海上風(fēng)海上風(fēng)能資源能資源 1.1.1 國外海上風(fēng)電發(fā)展概況目前國際上已建成且投入商業(yè)運(yùn)行的海上風(fēng)電場基本上商業(yè)運(yùn)行的海上風(fēng)電場基本上都在歐洲都在歐洲，這主要是由于歐洲基本不受臺風(fēng)的影響，發(fā)歐洲基本不受臺風(fēng)的影響，發(fā)展海上風(fēng)電場具有優(yōu)勢條件展海上風(fēng)電場具有優(yōu)勢條件。自20世紀(jì)80年代起，歐洲開始積極探討海上風(fēng)電開發(fā)的可行性。瑞典瑞典于于1990年年安裝了第一臺實(shí)驗(yàn)性海上風(fēng)電機(jī)組第一臺實(shí)驗(yàn)性海上風(fēng)電機(jī)組，離岸350m，水深6m，容量為220kW，該

10、機(jī)組1998年停運(yùn)。1997年開始在海上建立5臺600kW的風(fēng)電機(jī)組。2000年，兆瓦級風(fēng)電機(jī)組開始在海上應(yīng)用示范，并規(guī)劃籌建11座海上風(fēng)電場，至2008年已建成15座海上風(fēng)電場。國外海上風(fēng)電總體情況國外海上風(fēng)電總體情況瑞典瑞典1.1.1 國外海上風(fēng)電發(fā)展概況丹麥發(fā)展海上風(fēng)電也較早，全國有6%的用電來自近海風(fēng)電場。1991年丹麥在波羅的海洛蘭島西北沿海附近建成了世界上第一個海上風(fēng)年丹麥在波羅的海洛蘭島西北沿海附近建成了世界上第一個海上風(fēng)電場，電場，安裝11臺450kW風(fēng)電機(jī)組，1995年又建成10臺500kW海上風(fēng)電機(jī)組，2003年還建成了當(dāng)時世界上最大的近海風(fēng)電場年還建成了當(dāng)時世界上最大的近

11、海風(fēng)電場，共安裝80臺2.0MW風(fēng)電機(jī)組。出于對環(huán)境的考慮，丹麥的海上風(fēng)電場只關(guān)注那些偏遠(yuǎn)的水深在511m之間的海域，所選的區(qū)域須在國家海洋公園、海運(yùn)路線、微波通道、軍事區(qū)域等之外，距離海岸線7到40km，使岸上的視覺影響降到最低。根據(jù)丹麥政府能源計劃法案，2030年年以前丹麥風(fēng)力發(fā)電量將占全國總發(fā)電量的以前丹麥風(fēng)力發(fā)電量將占全國總發(fā)電量的50%，其中，近四分之一，其中，近四分之一的風(fēng)力發(fā)電量是由海上風(fēng)電供給，最近的風(fēng)力發(fā)電量是由海上風(fēng)電供給，最近，丹麥政府提出到丹麥政府提出到2050年全年全部擺脫對化石能源的依賴。部擺脫對化石能源的依賴。丹麥丹麥1.1.1 國外海上風(fēng)電發(fā)展概況德國是歐洲地區(qū)

12、風(fēng)力發(fā)電的主陣地德國是歐洲地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的主陣地，由于缺乏合適的場地，德國陸上風(fēng)電場的新建工作將在今后十多年中減緩，從而轉(zhuǎn)向海上風(fēng)電場的強(qiáng)制建設(shè)從而轉(zhuǎn)向海上風(fēng)電場的強(qiáng)制建設(shè)，目前已在12英里開外的深水地區(qū)，以及近海地區(qū)都建造了風(fēng)電場。德國海上風(fēng)電場。德國德國根據(jù)德國2002年公布的戰(zhàn)略綱要，到2030年的長期目標(biāo)中，包括德國海岸地區(qū)、專年的長期目標(biāo)中，包括德國海岸地區(qū)、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)（屬經(jīng)濟(jì)區(qū)（EEZ）和國土外圍）和國土外圍12英里范圍英里范圍內(nèi)將達(dá)到內(nèi)將達(dá)到2.5104MW的安裝容量，產(chǎn)生的安裝容量，產(chǎn)生7085TWh的電力，達(dá)到的電力，達(dá)到1998年電力需求年電力需求的的15%。最近德國提出到2

13、050年80%的電力來自可再生能源、60%的能源來自可再生能源。德國海上風(fēng)電目標(biāo)德國海上風(fēng)電目標(biāo)1.1.1 國外海上風(fēng)電發(fā)展概況2003年底，英國3個戰(zhàn)略海域（利物浦海灣、沃什灣，以及泰晤士河）的15個工程總裝機(jī)容量逾總裝機(jī)容量逾7000MW，英國計劃到2030年年開發(fā)建設(shè)4.8104MW的海上風(fēng)電的海上風(fēng)電。2010年達(dá)到年達(dá)到1500MW裝機(jī)容量的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。僅在愛爾蘭東海岸地愛爾蘭東海岸地區(qū)區(qū)正在進(jìn)行另外6座電場座電場的調(diào)研，擬達(dá)到擬達(dá)到1000MW的裝機(jī)容量。到2011年底，歐洲已建成建成53個海上風(fēng)電場個海上風(fēng)電場，分布在比利時、丹麥、芬蘭、德國、愛爾蘭、荷蘭、挪威、瑞典和英國海域

14、，裝機(jī)容量達(dá)到裝機(jī)容量達(dá)到3813MW，另有，另有5603MW的風(fēng)電場在建的風(fēng)電場在建。英國英國荷蘭荷蘭歐洲總體狀況歐洲總體狀況1.1.1 國外海上風(fēng)電發(fā)展概況2010年全世界風(fēng)電裝機(jī)容量布局圖北美海上風(fēng)電發(fā)展較晚北美海上風(fēng)電發(fā)展較晚，目前為止還沒有較大規(guī)模的風(fēng)電場真正投入運(yùn)行。加拿大目前準(zhǔn)備建設(shè)的最大的風(fēng)電場是在安大略湖的Trillium風(fēng)電場，裝機(jī)容量為414MW。美國在2012年年1月才在政策上基月才在政策上基本確定支持嘗試建立海上風(fēng)電本確定支持嘗試建立海上風(fēng)電場場，目前在風(fēng)能資源豐富的東海岸已經(jīng)陸續(xù)有相關(guān)計劃得到支持，比較大的是鱈魚岬（Cape Cod）風(fēng)電場，預(yù)計裝機(jī)容量可達(dá)454M

15、W。北美海上風(fēng)電北美海上風(fēng)電概況概況加拿大加拿大美國美國1.1.2 國內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展概況 在海上風(fēng)電方面，中國東部沿海風(fēng)能資源可開發(fā)量50米高度約為200GW，70米高度約為500GW。目前我國目前我國已建成已建成的海上風(fēng)電總裝機(jī)容量約250MW。上海東海大橋海上風(fēng)電項目是我國首個大型海上上海東海大橋海上風(fēng)電項目是我國首個大型海上風(fēng)電項目，總裝機(jī)容量風(fēng)電項目，總裝機(jī)容量102MW，采用，采用34臺臺3MW風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)組，2010年6月全部并網(wǎng)發(fā)電，其二期項目2011年10月并網(wǎng)運(yùn)行1臺單機(jī)容量5MW的樣機(jī)，為我國首臺并網(wǎng)運(yùn)行的最大單機(jī)容量風(fēng)電機(jī)組。江蘇如東龍源海上風(fēng)電場，是我國首個潮間帶試江

16、蘇如東龍源海上風(fēng)電場，是我國首個潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場，驗(yàn)風(fēng)電場，總裝機(jī)容量32MW，共安裝16臺海上試驗(yàn)機(jī)組，分別為6臺1.5MW風(fēng)電機(jī)組、6臺2.0MW風(fēng)電機(jī)組、2臺2.5MW風(fēng)電機(jī)組和2臺3.0MW風(fēng)電機(jī)組，2010年9月28日全部投產(chǎn)發(fā)電。我國海上風(fēng)能資源概況我國海上風(fēng)能資源概況我國海上風(fēng)電場現(xiàn)狀我國海上風(fēng)電場現(xiàn)狀1.1.2 國內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展概況 根據(jù)我國2012年8月發(fā)布的可再生能源可再生能源“十二五十二五”規(guī)劃規(guī)劃：2015年年中國海上風(fēng)電將達(dá)到5GW，海上風(fēng)電成套技術(shù)將形成并建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈；2015年后將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，達(dá)到國際先進(jìn)水平；2020年海上風(fēng)電將達(dá)到年海上風(fēng)電將達(dá)到30G

17、W。截止到2012年8月，我國已開展前期工作和擬建的海上風(fēng)電擬建的海上風(fēng)電項目約項目約24個個。我國海上風(fēng)電發(fā)展前景我國海上風(fēng)電發(fā)展前景1.2 海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的的分類分類及組成及組成海上風(fēng)電機(jī)組通常由塔頭（風(fēng)輪與機(jī)艙）、塔架和基礎(chǔ)三部海上風(fēng)電機(jī)組通常由塔頭（風(fēng)輪與機(jī)艙）、塔架和基礎(chǔ)三部分組成。分組成。其中海上風(fēng)電場基礎(chǔ)海上風(fēng)電場基礎(chǔ)對整機(jī)安全至關(guān)重要，其結(jié)構(gòu)具有重心其結(jié)構(gòu)具有重心高、承受的水平風(fēng)力和傾覆彎矩較大等受力特點(diǎn)，高、承受的水平風(fēng)力和傾覆彎矩較大等受力特點(diǎn)，在設(shè)計過程中還須充分考慮離岸距離、海床地質(zhì)條件、海上風(fēng)浪以及海流、冰等外部環(huán)境的影響，從而導(dǎo)致海上風(fēng)電機(jī)

18、組基礎(chǔ)的海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的造價約占海上風(fēng)電場工程總造價的造價約占海上風(fēng)電場工程總造價的20%30%。在充分考慮海上風(fēng)電場復(fù)雜環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，慎重選擇海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式和合理設(shè)計是海上風(fēng)電場建設(shè)的關(guān)鍵海上風(fēng)電基礎(chǔ)組成海上風(fēng)電基礎(chǔ)組成海上風(fēng)電基礎(chǔ)的特征海上風(fēng)電基礎(chǔ)的特征1.2 海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的的分類分類根據(jù)海上風(fēng)電基礎(chǔ)與海床固定形式劃分：根據(jù)海上風(fēng)電基礎(chǔ)與海床固定形式劃分：樁承式樁承式固定式固定式b) 浮式：浮式：主要用主要用于于50m以上水深海域以上水深海域重力式重力式適應(yīng)的水深在適應(yīng)的水深在050m海上風(fēng)電基礎(chǔ)的分類海上風(fēng)電基礎(chǔ)的分類 樁承式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受力模式和

19、建筑工程中傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)類似，由樁側(cè)與樁周土接觸面產(chǎn)生的法向土壓力承擔(dān)結(jié)構(gòu)的水平向荷載，由樁端與土體接觸的法向力以及樁側(cè)與樁周土接觸產(chǎn)生的側(cè)向力來承載結(jié)構(gòu)的豎向荷載。1.2.1 樁承式基礎(chǔ)樁承式基礎(chǔ)按材料材料分：鋼管樁基礎(chǔ)鋼管樁基礎(chǔ)和鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)； 按結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式分：單樁基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ)、三腳架基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)三腳架基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)和群樁承臺基礎(chǔ)群樁承臺基礎(chǔ)。 樁承式基礎(chǔ)樁承式基礎(chǔ)樁承式基礎(chǔ)分類樁承式基礎(chǔ)分類結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便受海底地質(zhì)條件和水深約束較大，水太深易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，對沖刷敏感，在海床與基礎(chǔ)相接處，需做好防沖刷防護(hù)，并且安裝時需要專用的設(shè)備（如鉆孔設(shè)備），施工安裝費(fèi)

20、用較高。單樁基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ) 是目前使用最為廣泛的一種基礎(chǔ)型式目前使用最為廣泛的一種基礎(chǔ)型式，國外現(xiàn)有 的大部分海上風(fēng)電場，如丹麥的Horns Rev和Nysted、愛爾蘭的Arklow Bank、英國的North Hoyle、Scroby Sands和Kentish Flats等大型海上風(fēng)電場均采用了這種基礎(chǔ)。單樁基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ)特點(diǎn)特點(diǎn)不足不足應(yīng)用狀況應(yīng)用狀況該基礎(chǔ)吸取了海上油氣開采中的一些經(jīng)驗(yàn)，采用標(biāo)準(zhǔn)的三腿支撐結(jié)構(gòu)，由圓柱鋼管構(gòu)成，增強(qiáng)了周圍結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。三腳架的中心軸提供風(fēng)機(jī)塔架的基本支撐，類似單樁結(jié)構(gòu)適用于比較堅硬的海床，具有防沖刷的優(yōu)點(diǎn)。德國的Alpha Ventus海上風(fēng)電場首批海

21、上機(jī)組中的6臺以及我國金風(fēng)科技潮間帶2.5MW試驗(yàn)機(jī)組如東項目都采用了三角架基礎(chǔ)。 三腳架基礎(chǔ)三腳架基礎(chǔ)三腳架基礎(chǔ)組成三腳架基礎(chǔ)組成適用條件適用條件應(yīng)用狀況應(yīng)用狀況是一個鋼質(zhì)錐臺形空間框架，以鋼管為骨棱，基礎(chǔ)為三腿或四腿結(jié)構(gòu)，由圓柱鋼管構(gòu)成?；A(chǔ)通過結(jié)構(gòu)各個支角處的樁打入海床?；A(chǔ)的整體性好，承載能力較高，對打樁設(shè)備要求較低。導(dǎo)管架的建造和施工技術(shù)成熟，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受到海洋環(huán)境載荷的影響較小，對風(fēng)電場區(qū)域的地質(zhì)條件要求也較低。英國在其北海海域開展的Beatrice實(shí)驗(yàn)性項目中采用了導(dǎo)管架基礎(chǔ)，項目所在海域水深48m，導(dǎo)管架高62m，平面尺寸2020m。樁長為44m，樁徑為1.8m，壁厚60mm。瑞

22、典的 Utgrunden II 海上風(fēng)電場項目也采用了導(dǎo)管架基礎(chǔ)。導(dǎo)管架基礎(chǔ)導(dǎo)管架基礎(chǔ)導(dǎo)管架基礎(chǔ)組成導(dǎo)管架基礎(chǔ)組成應(yīng)用狀況應(yīng)用狀況特點(diǎn)特點(diǎn)由基樁和承臺組成，可根據(jù)地質(zhì)條件和施工難易程度，可以做成不同根數(shù)的樁，外圍樁一般整體向內(nèi)有一定角度的傾斜，用以抵抗波浪、水流力，中間以填塞或者成型方式連接。承臺一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，起承上傳下的作用，把墩身荷載傳到基樁上。 承載力高、抗水平載荷強(qiáng)、沉降量小而較均勻?，F(xiàn)場作業(yè)時間較長，工作量大。群樁承臺基礎(chǔ)群樁承臺基礎(chǔ) 我國上海東海大橋海上風(fēng)電場項目即采用了世界首創(chuàng)的風(fēng)電機(jī)組群樁承臺基礎(chǔ)設(shè)計。基礎(chǔ)由8根直徑為1.7m的鋼管樁與承臺組成，鋼管樁為5.5:1的斜樁

23、，管材為Q345C，上段管壁厚30mm，下段管壁厚25mm，樁長為81.7m。群樁承臺基礎(chǔ)組成群樁承臺基礎(chǔ)組成特點(diǎn)特點(diǎn)不足不足應(yīng)用狀況應(yīng)用狀況一般由胸墻胸墻、墻身墻身和基床基床組成。1.2.2 重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ)將塔筒和墻身連成整體；直接承受冰荷載、船舶撞擊等荷載，并將這些荷載傳給下部結(jié)構(gòu)；設(shè)置防沖設(shè)施、系船設(shè)施和安全設(shè)施等。根據(jù)墻身結(jié)構(gòu)的不同，可分為 沉箱基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)、大大直徑直徑圓筒基礎(chǔ)圓筒基礎(chǔ)和吸力式基礎(chǔ)吸力式基礎(chǔ)。重力式基礎(chǔ)組成重力式基礎(chǔ)組成胸墻的作用：胸墻的作用：重力式基礎(chǔ)的分類重力式基礎(chǔ)的分類1.2.2 重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ)的重量和造價隨著水深的增加而成倍增加；重力式基

24、礎(chǔ)是所有基礎(chǔ)類型中體積和質(zhì)量最大的。重力式基礎(chǔ)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、抗風(fēng)暴和風(fēng)浪襲擊性能好，其穩(wěn)定性和可靠性是所有基礎(chǔ)中最好的。地質(zhì)條件要求較好，并需要預(yù)先處理海床，由于其體積大、重量大，一般要達(dá)1000t以上，海上運(yùn)輸和安裝均不方便，并且對海浪的沖刷較敏感。丹麥的Vindeby和Middelgrunden海上風(fēng)電場基礎(chǔ)采用了這種傳統(tǒng)技術(shù)重力式基礎(chǔ)的特征重力式基礎(chǔ)的特征重力式基礎(chǔ)的不足重力式基礎(chǔ)的不足應(yīng)用狀況應(yīng)用狀況吸力式基礎(chǔ)也稱負(fù)壓桶式基礎(chǔ)，分為單桶、三桶和四桶單桶、三桶和四桶幾種結(jié)構(gòu)型式。這是一種新的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)概念，在淺海和深海淺海和深海區(qū)域中都可以使用都可以使用。在淺海中的吸力桶實(shí)際上是傳

25、統(tǒng)樁基和重力式基礎(chǔ)的結(jié)合，在深海海域作為張力腿浮體支撐的錨固系統(tǒng)，更能體現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。利用了負(fù)壓沉貫原理負(fù)壓沉貫原理，是一鋼桶沉箱結(jié)構(gòu)，鋼桶在陸上制作好以后，將其移于水中，向倒扣放置的桶體充氣，將其氣浮漂運(yùn)到就位地點(diǎn)，定位后抽出桶體中的氣體，使桶體底部附著于泥面，然后通過桶頂通孔抽出桶體中的氣體和水，形成真空壓力和桶內(nèi)外水壓力差，利用這種壓力差將桶體插入海床一定深度。吸力式基礎(chǔ)吸力式基礎(chǔ)分類分類吸力式基礎(chǔ)吸力式基礎(chǔ)原理原理吸力式基礎(chǔ)省去了樁基礎(chǔ)的打樁過程省去了樁基礎(chǔ)的打樁過程，大大節(jié)省了鋼材用量和海上施工時間，施工速施工速度快度快，便于在海上惡劣天氣的間隙施工?？梢允孪劝惭b好，再拖到工地，便于運(yùn)輸和安裝。由于吸力式基礎(chǔ)插入深度淺，只須對海床淺部地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，而且風(fēng)電場壽命終止時，可以簡單方便的拔出并可進(jìn)行二次利可進(jìn)行二次利用。用。 在負(fù)壓作用下，桶內(nèi)外將產(chǎn)生水壓差，引起土體滲流，雖然滲流能大大降低下沉阻力，但是過大的滲流將導(dǎo)致桶內(nèi)土體產(chǎn)生滲流大變形，形成土塞，甚至有可能使桶內(nèi)土體液化而發(fā)生流動等，在下沉過程中容易產(chǎn)生傾斜，需頻繁矯正。需頻繁矯正。丹麥的Frederikshavn海上風(fēng)電場