海上风电高桩承台基础关键部位受力特性研究

海上高桩承台基础结构承台部分的设计主要依靠高桩码头和桥梁等其他高桩承台结构的经验,基于在建工程,为解决设计时容易设计出过厚承台和多余配筋的问题,本文采用有限元对包括土体在内的整个风机基础进行精细化数值模拟计算,计算结果与规范算法进行对比,得到承台设计时规范算法的安全余量,同时提出配筋优化方向。结果表明:基于弹性材料模型计算结果,有限元计算结果小于规范算法计算结果,基桩最大压力相差22.43%,最大上拔力相差2.08%,弯矩差别最大为57.89%,最小为18.85%;基于弹塑性材料模型计算结果,钢筋最大应力出现在钢管桩桩头,承台顶层钢筋受力较小,设计时可加强钢管桩桩头配筋,减少承台顶层钢筋数量。

海上风电高桩承台基础结构的受力特性

为研究海上风电高桩承台基础结构在风电机组大弯矩荷载及复杂海洋环境荷载作用下的受力及传力机理,采用在数值模型中逐级加载的方式,模拟不同荷载量级情况下基础受力特性,获得了高桩承台组合结构的关键承载部位,分析了混凝土承台及斜向钢管桩受力特性.研究结果表明,随着风电机组荷载和环境荷载的增大,混凝土承台承载模式将由轴压承载向偏压转变;钢管桩顶部与混凝土承台接触部位是承载及荷载传递的关键部位,混凝土受拉损伤首先从此处开始;随着荷载的增大,斜向钢管桩群桩应力最大部位将从波流荷载作用点向泥面处转变.研究明晰了海上风电高桩承台基础的荷载传递规律及关键部位,为基础结构的安全设计提供了指导.

海上风电高桩承台基础关键技术研究

海上风电中,多采取高桩承台结构的风机基础是不可或缺的组成之一。由于存在环境、结构及工艺等影响因素高桩承台基础施工面临较大的质控难度,所以有必要深入研究海上风电高桩承台基础关键技术。本文以某岛海上风电场项目为例,在介绍风机基础设计与施工的基础上,针对施工质量研究了相关的控制措施,以期助力高桩承台质量的提升。

海上风电机组高桩承台基础结构参数对结构动力响应规律的影响

随着“3060双碳”目标的提出,风能作为可再生能源的重要组成部分,大力发展风电已成为了能源战略的主要组成部分。为达到降本增效的目标,本文通过对高桩承台基础的结构参数开展进一步分析,揭示其影响规律。采用GH Bladed软件分析当海上风电机组高桩承台基础结构的桩身直径、钢管桩壁厚和布桩半径变化时,对塔顶动力响应规律的影响。结果表明:在外部载荷和环境参数一定的条件下,当桩径、壁厚和布桩半径变化时,塔顶的最大位移和加速度均有不同程度的变化规律。总体而言,随着桩身直径、壁厚和布桩半径的增加,塔顶位移的动力响应均呈现逐渐减小的趋势。

内河库区高桩承台浮式钢围堰施工技术探究

本文根据黄河上游深水基础高桩承台双壁钢围堰的安全管控风险,结合黄河水库环境特点,通过对双壁钢围堰原位拼装法和浮运法的对比分析,选择更适合于内河库区的、安全性更高的施工技术。同时考虑钢围堰在静水压力、流水压力的作用下,对结构本身的应力、变形、屈曲稳定性进行计算,确保本质安全。并结合工程实例,对内河库区浮式钢围堰的施工工艺进行介绍,为同类工程的施工安全提供参考。

高桩承台结构在城市堤防实践

城市河道旁常存在重要的基础设施或文物建筑,因征地问题,堤防设计堤线被迫布置在现状河道中,此种情况传统挡墙结构在深水河道采用围堰干地施工代价太大。文章以实际工程项目为例,针对工程面临的关键问题,通过综合比选确定了高桩承台结构的堤防设计方案,详细阐述了其结构设计、稳定计算。结果表明,高桩承台结构在深水河道中能有效节省了围堰施工投资,结构稳定性能良好。文章为城市用地受限的堤防设计提供了参考,未来相关工程可以借鉴。

公路桥梁高桩承台施工技术应用研究

为解决公路桥梁工程建设中的高桩承台施工问题,结合某公路桥梁工程实际情况,在简述其高桩承台施工技术难点与对策的基础上,对高桩承台施工技术进行深入分析,明确具体工艺方法和要点,涉及钢吊箱模板施工、钢吊箱整体下放、钢吊箱封底混凝土浇筑、高桩承台混凝土施工等环节,以期为同类施工提供参考。

精轧螺纹钢吊装系统在桥梁深水高桩承台钢套箱安装中的应用

文章结合某公路红水河特大桥水中桥墩施工实例,设计了精轧螺纹钢吊装系统方案,对吊装系统进行了安全验算分析。验算结果表明:精轧螺纹钢的最大轴力为660.82MPa,满足其轴向抗拉强度<1080MPa的要求;次横梁最大剪切应力为2.24MPa、最大弯应力为5.1MPa,满足其抗剪强度、抗弯强度设计值<215MPa的要求;次横梁混凝土垫块压应力为0.54MPa,满足C30混凝土抗压强度<30MPa的要求;主横梁最大剪切应力为18.12MPa,最大弯应力为178.95MPa,满足其抗剪、抗弯强度设计值<215MPa的要求。精轧螺纹钢吊装系统在深水高桩承台钢套箱安装中应用,可以减少施工成本、缩短施工时间、降低施工风险,为同类桥梁的钢套箱安装工程提供参考。

西堠门公铁两用大桥高桩承台基础波流荷载特性研究

西堠门公铁两用大桥主桥5号桥塔采用高桩承台深水基础,承台为六边形截面,长68 m、宽46.4 m、高10 m,桩长88 m。为了解该跨海桥梁高桩承台深水基础在海洋环境下的波流荷载特性,对高桩承台基础在不同波流条件下所受波流力展开研究。采用CFD软件Flow 3D建立三维波流数值水槽模型,实现波流耦合数值仿真,在通过缩尺模型水槽试验验证可靠的基础上,采用数值仿真计算高桩承台基础不同构件在波流同向、反向及纯波时,不同流速条件下所受波流力,并分析群桩波流力的非均匀特性,提出群桩波流力非均匀性系数γ和桩基系数K以表征群桩波流力特性。结果表明:高桩承台基础在纯波及波流同向时横桥向波流力变化不大,在波流反向时横桥向波流力显著增加,其最大值为纯波条件下最大值的1.13倍;承台所受横桥向波流力在波流同向时随流速增大而减小,在波流反向时一定流速范围内随流速增大而增大;群桩主要受水流力作用,所受作用力随流速增大而增大;群桩波流力非均匀性系数γ最大可达75.9%。

高桩承台基础波流荷载数值模拟

为研究高桩承台基础在波流作用下的荷载时程特点和压力分布规律,开展某跨海大桥桩-承台复合基础的数值模拟研究。根据Stokes二阶波理论进行数值水池造波,采用雷诺平均应力方程(RANS)求解流体运动方程,计算得出3种淹没系数(0~1)下高桩承台基础的各部分水动力时程及其表面压力分布;应用流体体积函数(VOF)追踪液面形态模拟波浪形态时程。研究结果表明:(1)淹没系数较大时,承台水平力较大且主要来自波流联合作用,尾流区绕射波浪会产生负向水平力和负向浮托力,承台迎波面及顶面后方存在压力波动极值区;(2)随着淹没系数的降低,承台水平力减小,水平力主要以波浪拍击力为主,竖向浮托力、单桩水平力随之增加,尾流区绕射效应降低,承台压力极值波动区缩小直至消失;(3)桩基正向水平力最大值出现在边列最后排桩;负向水平力最大值出现在中列最后排桩。研究所得总力时程和压力分布规律可为优化结构设计提供参考。

海上风电风机PHC群桩高桩承台基础施工技术研究

文中以PHC群桩高桩承台基础的越南某海上风电工程项目为例,重点阐述了PHC群桩高桩承台基础技术优势、结构布置和特点,详细描述了PHC群桩高桩承台的施工方法和要点。该基础型式具有承载力高,沉降量小,均匀、防腐耐久性能好等技术优点,该研究对PHC群桩高桩承台基础在海上风电中的施工技术具有指导意义。

桥梁工程深水高桩承台施工技术应用分析

结合某桥梁工程,重点分析了深水高桩承台施工技术的应用,包括采用钢套箱施工、钢筋施工、承台模板施工、混凝土施工技术,建成钢套箱高桩承台结构形式等。研究表明,在施工中要结合工程实际情况采用高桩承台施工技术,设置临时阻水结构钢套箱,借助钢套箱为水中承台施工提供无水环境,再采用钢筋施工技术、模板施工技术和混凝土技术浇筑大体积混凝土,形成钢筋混凝土结构,从而提高桥梁深水基础的稳定性和安全性。

水中高桩承台装配化钢吊箱施工关键技术

文章以广西某高速公路改扩建工程特大桥为工程背景,针对水中高桩承台装配化钢吊箱施工关键技术进行论述,验证了装配化钢吊箱安全性好、受力明确、施工效率高、自身结构用钢量低等明显优点,为项目主墩施工的顺利完成奠定了良好的基础,可在后续工程中推广使用。

海上风电高桩承台混凝土施工成本测定研究

文中以福建兴化湾某海上风电项目为背景,通过采用工作日写实法对海上风电高桩承台混凝土施工过程中人工、材料、机械的消耗量进行记录、统计、分析,依据行业规范取费标准对间接费、利润和税金进行取费,计算得出高桩承台混凝土施工成本,为指导类似项目投标报价、变更审核提供参考依据,同时为其他施工过程提供成本测定思路。

深水高桩承台有底钢套箱施工方案探讨

依托省道S255线博罗东江大桥改扩建项目为工程背景,介绍了一种深水环境中的高桩承台施工的有底套箱结构,套箱底板和底梁均采用预制钢筋混凝土结构。完成第一次封底混凝土施工后,进行抽水,并在桩基钢护筒上焊接承重牛腿,将承台主体结构浇筑时的受力系统由悬吊系统转换为承重牛腿。对此类套箱结构施工工艺的控制要点进行了较为详细的介绍,可为同类承台施工提供参考。

附着式起重机在海上风电高桩承台基础施工中的应用

结合浙江苍南4号海上风电项目,研究了高桩承台附着式起重机施工工艺。与传统的起重船辅助施工工艺和辅助平台施工工艺相比;该工艺极大地节约了施工成本,减少了施工船机设备占用,且不影响工程的施工速度。工程应用结果表明:附着式起重机施工工艺更适合深水远海海上风电场高桩承台施工。

高桩承台基础与桥梁结构的动力相互作用

采用两质点模型近似模拟群桩基础和基础以上桥梁结构的动力特性,推导出桥墩、基础地震反应的计算公式,然后用数学工具MATLAB编制了一个程序,最后以一个实际结构为背景建立两质点模型进行了动力相互作用规律的探讨.结果表明,承台质量较大的高桩承台基础和基础以上桥梁结构之间的动力相互作用现象非常显著,计算桥墩和基础的地震反应时,承台质量的影响不可忽略,否则可能会引起很大的误差.

高桩承台基础群桩等效嵌固长度参数分析

从高桩承台基础等效体系和原型基本周期相等的原理出发,采用弹性地基反力法考虑桩-土相互作用,通过幂级数法求解侧向荷载下桩的挠曲微分方程,提出了一种求解高桩承台基础在侧向荷载作用下等效嵌固长度的解析方法;分析了土层、桩径与桩距比、桩柱抗推刚度比等参数对桩基础等效嵌固长度的影响规律,并给出了具有实用性的高桩承台桩基等效嵌固长度简化公式。结果表明:土层性质和桩、柱抗推刚度比是决定高桩承台桩基础等效嵌固长度的主要因素;研究成果可简化群桩基础模型,同时兼顾上部结构响应的精度,为桥梁概念设计提供依据。

桥梁高桩承台基础地震破坏机理试验研究

进行了平面布置2×3钢筋混凝土高桩承台基础模型试件在砂土中的往复荷载拟静力试验.基于推倒分析方法,对试验进行了数值分析,并揭示了试件的地震破坏机理.结果表明：试件各桩在距桩顶1倍桩径、土面以下约3～8倍桩径范围内先后形成损伤区域;边桩最先屈服,边桩桩顶截面最先达到极限曲率,对抗震设计起控制作用;桩顶的损伤特征对于桩身自由段长度不敏感,而地面以下桩身的损伤特征对自由段长度敏感.

深水高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法

针对桥梁深水高桩承台基础—水体耦合动力问题,首先建立了深水高桩承台基础简化数值分析模型,针对桩身,给出了基于水下桩基尺度的桩身动水附加质量解析算法,并计入群桩效应的影响;针对承台,提出了动水附加质量简化有限元计算方法,依靠基于势流体单元的合理的流体动力学数值表达,即考虑了承台真实几何尺寸,又兼顾了其振动周期对承台动水效应的影响,从而得到了地震作用下高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法.以四桩高桩承台试验模型为研究对象,利用该方法进行模态及时程分析,通过与试验及其他数值、解析结果比较,表明本算法与试验及完全数值方法吻合良好,其计算精度与计算效率得到有效改善.该研究对深水高桩承台基础的抗震分析和设计具有参考价值.