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海上風電單樁基礎垂直度控制方法比較

2015-09-09 來源:江蘇東南材料工程有限公司科研處 瀏覽數:636

  目前已經應用的海上風電基礎施工方案有單樁基礎、多樁基礎、重力式基礎等,其中單樁基礎因其施工方便、造價相對較低等優點,

  目前已經應用的海上風電基礎施工方案有單樁基礎、多樁基礎、重力式基礎等,其中單樁基礎因其施工方便、造價相對較低等優點,是目前海上風電基礎的主要類型。相對于其他類型,風電單樁基礎施工方便,但因單樁基礎的風電結構的垂直度控制相對難度更大,所以在結構設計中添加了過渡段,在鋼管樁基礎上部添加套筒,套筒與基礎以高強度灌漿料連接,上部連接塔筒,這樣的優點是鋼管樁基礎的垂直度不需要特殊的裝置去控制,因垂直打樁出現的垂直度偏差可以通過調整過渡段來實現整體的垂直度嚴格控制。
  圖1單樁基礎(圖中剖面為過渡段)
  由于國外企業對于某些材料和技術的壟斷,使得國內的風電領域廠家面臨高造價和受制于人的境地,所以有的廠家積極研發替代性材料和技術突破,有的廠家則通過繞過某些缺失技術和材料,使得風電結構施工和服役期內的風險加大。由于風電行業在國家政策的大力支持下,新的嘗試和新的技術不斷涌現,但也不能利用不成熟的技術在新建風電場大面積推廣,而應該有步驟、有比較的逐步推進新技術的推廣,在時間的檢驗下如果新技術確實更加優異,再在風電領域推廣也不會太遲,期間可以和原有的國外成熟技術工藝進行對比,以確定其實用性和可行性。畢竟風電領域的投資巨大,一旦因為不成熟的技術出現損傷甚至報廢,其損失也是不可估量的。
  在當前國內單樁基礎結構方案有兩種,一種是沿襲了國外成熟的過渡段單樁基礎方案,一種是取消過渡段的法蘭直接剛性連接單樁基礎方案,后一種方案是在國外過渡段用高強度灌漿料壟斷的背景下提出的替代方案,我們在分析了過渡段單樁基礎方案提出的原因,也不難發現取消過渡段并以法蘭連接單樁基礎的結構方案有其難以克服的缺陷,雖然打破了國外的技術壟斷,但并不能規避其存在的必然風險性。
  那去除其他方面的優缺點,僅從過渡段提出的直接原因來分析兩種方案的利弊。
  過渡段的方案優點是不涉及樁基礎的垂直度調整,而是通過過渡段來調整垂直度,從而使整體的垂直度達到設計的要求,其限制是對于過渡段的結構尤其是填充套筒與鋼管樁間隙的灌漿料有極高的要求。其優勢在于不產生海床基礎土的擾動,整體結構的垂直度精確控制容易,過渡段的緩沖使在振動載荷的作用下也不易產生應力集中等優點。

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