海上風電大直徑寬淺筒型基礎結構設計及安全性研究.pdf

1、發(fā)展可再生能源是全球趨勢。由于海上風能資源豐富,而且不占用陸上耕地,遠離居住區(qū),噪音污染小,使其成為各國競相開發(fā)的資源。但是由于海底地質條件難于勘測,海水中海流、波浪、海冰等環(huán)境荷載變化復雜,導致海上風力發(fā)電的基礎結構施工建設困難、成本高,同時運行維護費用較高。如何降低成本且施工方便,成為基礎結構設計的關鍵技術難題。在各項海上環(huán)境荷載作用下,如何保證海上風電基礎結構的安全性,也是基礎結構應用的必須解決的難點。針對我國海上風電發(fā)展階段的需

2、要,近海和灘涂風場的水深較淺,以往海洋樁基平臺的大型打樁施工設備難以進入,本文考慮筒型基礎施工速度快,便于在海上惡劣天氣的間隙施工,可重復利用的特點,同時考慮到基礎壓載穩(wěn)定和水面處抗沖刷的需要,將其與重力式基礎結合,提出了海上風電大直徑寬淺筒型基礎結構的思想。海上風電基礎結構承受大彎矩荷載,適用于近海和灘涂的筒型基礎結構直徑較大,筒基直徑是以往任何工程都達不到的。本文對該種結構進行了較全面的研究,分為以下三個方面分析:
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3、1)提出了一套適用于近海和灘涂的海上風電大直徑寬淺筒型基礎結構設計計算方法,給出了筒型基礎筒壁承載式和筒頂承載式的兩種承載力簡化計算和結構設計模式,并對飽和粉砂地基中大直徑寬淺筒型基礎結構的破壞模式進行研究,采用有限元法對三維筒型基礎模型進行承載力計算,驗證了理論簡化計算的可行性。
　　 (2)以筒型基礎的重量為目標,將優(yōu)化方法SQP和改進遺傳算法首次應用于筒型基礎的結構整體尺寸優(yōu)化設計。在滿足基礎結構強度、剛度和穩(wěn)定性的條件下