风电机组纯钢塔架和组合式塔架动力特性对比研究

对某风电场2.0 MW风电机组120 m高单管式风力发电钢塔和钢-混凝土组合式风力发电塔的振动进行长期监测,分别采用峰值拾取法(PP)和随机子空间法(SSI)对塔架的模态参数进行识别和分析,并与数值分析结果进行对比。结果表明:两座塔架的振动主要以前三阶模态为主,高阶模态的影响不可忽略。相较于钢-混凝土组合塔架,纯钢塔架受塔顶叶轮转动的影响更大,更易发生共振。模态阻尼中气动阻尼占比较大,其与环境风速和桨距角关系密切,与风速呈非线性关系,并且在桨叶变桨时变化明显。对比实测识别和数值分析结果发现,两座塔架的模态频率以及混塔的振型数值分析结果与实测结果比较吻合,钢塔的振型数值分析结果与实测结果存在差异,在运维养护时应重点关注。

某大型储罐地基处理方案的优选

以南疆地区某5×104m3油罐建设项目为背景,采用层次分析优化(AHP)法对振冲碎石桩、CFG桩这两种地基处理方案进行了优化选择。

基坑工程中抗剪强度参数c,φ的随机变量统计

对所收集的现场大型直剪试验数据进行直接法、修正的最小二乘法和MATLAB多元线性回归法数理统计分析,确定了抗剪强度c,φ的取值参考范围,并证明了所提出修正的最小二乘法的科学性。

预制装配式钢-混凝土组合式风机塔架关键部位受力性能研究

近年来,预制装配式钢-混凝土组合式风力发电塔作为一种较新的结构形式,在国内不断被推广应用。但作为一种新型组合结构,其门洞和过渡段受力复杂,一直是设计中的难点。以某风电场3.XMW风电机组39 m高混凝土塔段为例,采用通用有限元软件ABAQUS建立精细化有限元模型,研究其关键部位在极限荷载工况和正常运行工况下的受力性能。结果表明:极限荷载工况下,门洞筒节水平接缝脱开较小,开洞部位存在小范围应力集中,混凝土和钢筋应力水平满足设计要求;过渡段部位混凝土抗压性能储备充足,钢筋传力效果良好,结构性能符合设计要求;在正常运行工况下,门洞筒节的裂缝宽度经校核符合规范要求。

对新疆既有建筑基础托换工程现状分析

通过对新疆地区既有建筑基础托换工程的现状分析和某例极具当地代表性的高层建筑基础托换墩设计计算分析,提出理论的"瓶颈"困惑使得新疆托换墩设计计算远远落后于工程实践并提出了有效解决此问题的几点建议。

基于BP人工神经网络的抗剪强度参数值反演

利用F-SPW5软件和BP人工神经网络工具建立了新疆碎石类土深基坑开挖位移反分析的专家系统计算模型,并将其反演得到的参数用于与随机变量统计法得到的c,φ的取值范围进行验证,确认了研究成果的可靠性。

风力发电塔预埋塔筒基础健康监测

以风力发电塔预埋塔筒基础为研究对象,建立一种基于振弦式应变计的长期监测系统,对风力机基础从养护到运行期间进行监测,对基础缺陷的出现和演化进行量化分析。监测结果表明,在基础养护期间基础环底法兰两侧混凝土出现裂缝,风力机运行期间外侧裂缝宽度随着外荷载的变化而变化;基础环底法兰上下两侧混凝土在监测期间处于正常状态,混凝土压应变分布和波动规律受到风速和风向的影响;风力机基础健康监测系统能正常运行,实现了预期设计的功能,长期监测数据可识别损伤信息,为风力机基础的维护和管理提供依据和指导。

基于改进遗传算法的钢-混组合式风电机组塔架优化设计研究

将传统的单管风电机组钢制塔架底部改为混凝土塔架,形成钢-混组合式风电机组塔架,可有效提高塔架的抗侧刚度,解决纯钢制单管风电机组高塔振动过大的问题。基于改进的遗传算法,综合考虑材料、人工、制作和运输等因素对塔架建造成本的影响,以塔架外径、壁厚、混凝土段高度和预应力钢绞线面积等为优化变量,以相关规范和行业标准的设计要求为约束条件,建立优化设计程序对某单机装机容量为2.0 MW、混塔土段32 m总高度为120 m的钢-混组合式风电机组塔架进行优化。通过优化前后的成本和结构承载力等计算结果的对比,表明优化后钢-混组合式风电机组塔架具有较好的塔架刚度和经济性能,证明该优化程序能满足设计使用要求,提高结构设计的经济性。

半预制半现浇混凝土风机基础的受力分析

以某半预制半现浇混凝土风机基础为研究对象,在其受压区和受拉区各选取一个关键节点进行ANSYS数值模拟,分析其受力情况,以此确定基础受力薄弱部位及预制肋梁和现浇混凝土的协同受力情况,为基础设计优化和合理配筋提供依据。研究结果表明:肋梁和中心台柱的结合部位以及肋梁与底板的结合部位是受力薄弱点;中心台柱承担大部分的荷载作用,尤其是与高强灌浆层和下锚板接触的部位,拉应力和压应力超过了设计要求;高强灌浆层的抗拉能力不足,锚栓、锚板以及塔筒底法兰所承受的应力均满足设计要求。

BIM技术在装配式风电混合塔架项目中的应用

基于装配式风力发电混合塔架的现状与特点,通过BIM技术在项目中的开发应用,梳理技术难点,研究应用主要实施步骤的解决方案。BIM技术在疏通信息传递途径、提高设计效率、降低生产成本、保证施工质量等方面起到重要作用,参数化出图、模块化设计、5D施工管理等技术成为提高混合塔架推广应用实施中的重要手段。

预制装配式风机基础受力特性研究

以金风100m轮毂高度风力发电机锚栓式基础为背景,研究梁板式预制装配式风机基础受力特性,通过ANSYS建模,分析包含基础主体结构混凝土、高强灌浆料、上下锚板及预应力锚栓在内的预制装配式锚栓式风机基础的受力情况。研究表明：预制装配式风机基础现浇部分混凝土收缩变形最大约为0.003m,属于小变形范围;基础主体结构混凝土局部部位最大水平压应力27.1MPa,最大水平拉应力3.44MPa,均超过C40混凝土强度设计值,需进行局部混凝土配筋加强;预应力锚栓所受的最大拉应力为424MPa,小于8.8级锚栓的屈服强度,锚栓结构安全。研究结果可为预制装配式风机基础的设计计算提供参考。

风电塔架混凝土新型模板的研究分析

塔架基础是风力发电机组的主要支撑装置,确保其安全可靠尤为重要。依托江苏国信风电场项目2.0MW混合塔架15m抬高基础,开发一套适用于风力发电新型基础的专用模板。塔架底部为现浇混凝土结构,基础达到吊装强度后安装上部钢塔架段。模板采用组合钢模分块拼接,混凝土结构部分采用逐层现浇的方法,实现混凝土工程和模具工程的相互转换,可以快速完成混凝土部分的施工。项目利用有限元分析软件MIDAS,ANSYS对模具的整体以及局部构造进行受力分析,研究模板在使用中的力学性能,结果可以为混凝土塔架模具设计提供参考。

预制混凝土塔筒竖缝拼接节点受力性能研究

以某风电场工程1. 5MW机组45m混凝土塔筒为背景,研究预制混凝土塔筒竖缝拼接节点受力性能,考虑混凝土段后张预应力钢绞线的影响,建立第二段混凝土塔筒竖缝拼接节点的ANSYS数值模型。计算结果表明:混凝土实体部分水平截面最大压应力21. 6MPa,部分区域水平截面出现拉应力,拉应力最大1. 49MPa,则混凝土不会出现压溃、压裂等破环现象,也可满足无裂缝设计要求;后张预应力钢绞线拉应力最小994MPa,最大1060MPa,预应力钢绞线结构安全;竖缝拼接节点处U形钢筋所受最大压应力0. 0343MPa,最大拉应力30. 3MPa,均远小于U形钢筋的屈服强度,则U形钢筋不会出现屈曲等破坏现象。

预制钢混塔架新型模板受力性能研究

以某风电场120m钢混塔架为背景,研究预制钢混塔架混凝土段模板的受力性能,通过ANSYS建模,分析包含内模、外模等构造在内的新型钢混塔架模板的受力情况。研究结果表明:内模面板最大应力44. 0MPa,外模面板最大应力58. 3 MPa,均远小于Q235B钢材的屈服强度,内外模板不会出现弯曲破坏情况;模板整体结构最大变形1. 192mm,出现在外模面板下部,小于模板允许变形值2. 1mm,模板刚度满足要求。预制钢混塔架新型模板能承受后浇筑混凝土所产生的侧压力及电动附着式振动器所产生的激振力。研究结果可为预制钢混塔架新型模板的设计及优化提供参考依据。

预制混凝土塔架水平缝连接节点受力性能研究

以天润夏县二期49.5MW风电场工程1.5MW风电机组45m预制混凝土塔架为背景,研究预制混凝土塔架水平缝连接节点受力性能,通过ANSYS建模,分析了包含灌浆套筒、灌浆料及钢垫板等构造在内的水平缝连接节点的受力情况。研究表明:预制混凝土塔架结构水平截面没有出现拉应力,最大压应力为23.0MPa,出现在数值模型塔顶混凝土部位;钢材质预埋件的最大压应力为13.2MPa,远小于钢材的屈服强度,因此预埋件不会出现屈曲破坏现象;预制混凝土塔架结构最大变形为0.101mm,属于小变形范围;预制混凝土塔架单节塔筒部位及塔筒水平缝连接部位的应力变化及变形均满足协调性条件。