小型单基础立式轴流泵站在农村土地综合整治中的应用

在汉寿县北部湖平区村级泵站建设中,针对过去村级泵站主要存在的"三无二退一抛"问题,进行了广泛调研,设计出一套适合湖平区"末级小型单基础立式轴流泵站"通用图集,并加以推广应用70多处,取得了良好的效果,给农村末级泵站起到了示范作用。

潜水电泵和单基础立式轴流泵使用特点分析

在松干嫩干的穿堤建筑物大量采用潜水电泵和单基础立式轴流泵等新型水泵 。

柱下单基础冲切实用计算

文献讨论了柱下单基础底板配筋简化计算,给出了可供实际查用的计算图表。这无疑给设计工作带来了一定的方便,但美中不足的是它未涉及柱下单基础冲切承载能力的计算,而冲切计算是柱下单基础设计的重要内容,且其计算较底板配筋计算更为烦琐。目前一般均采用试算法,还没有可供直接查用的计算图表。本文仅讨论基础冲切承载能力的简化计算,作为文的补充,供设计中参考。

人工鱼礁群对单桩基础局部冲刷防护效应的试验研究

为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好的稳定性,交错布置对桩基础冲刷的防护效果优于均匀布置形式;纯流作用下,人工鱼礁群桩基础冲刷深度的削弱效果随流速的增大而减小;波流作用下,空心礁对桩基础冲刷深度的削弱效果更优;2种礁体的不同平面布置形式对桩基础冲刷范围的削弱程度相近;鱼礁群与桩基础前缘距离的改变影响桩基础冲刷深度和冲刷形态.

海上风力发电机组单桩基础侧向位移估计研究

常规海上风力发电机组单桩基础侧向位移估计模型的构建多采用粒子群优化算法。但该算法无法准确计算出海水与单桩基础之间的耦合力,估计准确率较低。对此,提出海上风力发电机组单桩基础侧向位移估计研究。首先,根据海上风力发电机组与连接单桩基础的基本结构,将单桩基础结构进行断面划分,建立单桩基础结构动力学方程。然后,结合海水域、桩基区域和两者交界处这三个场域,求取海水与单桩基础之间的耦合力,并计算单桩基础的受力值。基于此,采用风力和海浪循环荷载作用下单桩基础的累积应变指数型经验式,构建单桩基础侧向位移估计模型。以某海域NREL 5 MW单桩基础海上风力发电机组为算例,对所提模型进行仿真对比试验。试验结果表明,所构建的模型具有更高的估计准确率,即准确率在98%以上。该模型能够更好地监测和评估海上风力发电机组的结构安全性,及时发现潜在的问题并进行修复或维护。

液化土层厚度差异下大直径变截面单桩基础振动台试验

针对地震作用下不同液化土层厚度对大直径变截面单桩基础动力响应的影响,依托实体工程设计振动台模型试验,分别从土层孔压比、桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩等方面对大直径变截面单桩基础的动力响应进行了研究,结果表明:孔压比开始增长和趋于稳定的时间随液化土层厚度的增加均呈滞后趋势,液化土层厚度越薄,孔隙水上升越快,液化土层越容易发生液化。变截面位置位于液化土层时加速度增长较为明显,El-Centro波作用时大直径变截面单桩基础桩顶加速度放大系数最小,1004波作用时桩顶加速度放大系数最大;大直径变截面单桩基础桩顶水平位移最大值随液化土层厚度的增加逐渐增大,且地震波差异会影响其趋于最大值的时间;大直径变截面单桩基础最大弯矩在液化土层和非液化土层交界产生,且液化土层厚度越大地震波差异性对变截面位置处弯矩影响越大。在进行大直径变截面单桩基础的抗弯设计时,应着重考虑液化土层和非液化土层分界面处和变截面处抗弯能力。液化土层从30cm到50cm,大直径变截面单桩基础桩身加速度放大系数及桩顶位移分别增加了1.61倍和1.65倍。

海上单桩基础风机土体阻尼校核与预测方法研究

对长期承受动荷载作用的海上风机而言,土体阻尼是影响其疲劳寿命的重要因素之一,不同学者对其考虑方式尚未统一,同时土体阻尼的输入和校核结果间存在一定差异.针对这一问题,本文以江苏黄海某风机工程项目为依托,在ABAQUS软件中建立单桩基础式海上风机有限元计算模型,设计了包含风机结构壁厚、基础埋深、结构密度及土体阻尼等因素的系列计算方案,采用自由振动分析对土体阻尼输入与校核间差异性进行系统研究,并设计正交试验采用极差分析方法进行各因素的影响权重分析,在此基础上基于多参数非线性回归分析提出了综合拟合公式,并给出相应土体校核阻尼预测方法.结果表明:风机土体阻尼校核结果远小于其输入值,仅为后者的2%~15%;校核阻尼与风机结构壁厚、结构密度呈正相关关系,与基础埋深呈负相关关系,但当基础埋深达到8倍桩径后,则基本不再影响校核结果;以上各因素并非线性独立,三者共同作用决定土体阻尼校核结果,其中结构壁厚影响最为显著,其次为结构密度,最后为基础埋深;本文提出的以结构壁厚与校核结果间幂函数为基础的拟合经验公式,其拟合精度良好,可有效模拟各因素与校核阻尼间的关系,同时可为同类型风机土体阻尼校核预测提供数学基础.

基于实测波浪的单桩式海上风电基础波浪力计算研究

基于实测波面的波浪力获取作为结构动力响应分析以及数字孪生模型建立的必备环节,对海上风电数字化运维至关重要。为了满足更大的装机容量需求,单桩式海上风电基础趋于大型化,其尺度因子D/L也随之增大;并且实际海域均为非规则波,以尺度因子划分波浪力计算理论的方法对非规则波的适用性尚不明确。通过建立数值水槽,依据实际工况对不规则波与桩基的作用进行数值模拟,得到入射波浪场与桩基所受波浪力,在此基础上,基于入射波浪场分别采用Morison方程以及绕射理论求解波浪力并将之与数值模拟结果进行对比,分析了不同波浪力计算理论关于尺度因子的适用性,同时探究了波浪要素对计算精度的影响。结果表明:Morison方程在波高较大时精度下降;相对于Morison方程,绕射理论在该尺度下的精度更高。最后,通过分析实测数据进一步探讨了典型工况下的波浪力特征,以期通过实测波面计算波浪力的方法为实际服役风机波浪力计算提供技术支持。

非均质黏土地基单桩基础水平极限承载力研究

为减少海上风机长期受到风浪流等水平荷载的影响,利用ABAQUS软件建立非均质黏土单桩基础极限承载力有限元模型,利用温度作为虚拟变量以反映非均质黏性土抗剪强度随深度变化的关系,采用生死单元法进行地应力平衡,并比较有限元得到的水平荷载下单桩基础承载力变化结果与离心机试验结果,以验证其准确性。结合刚性桩与刚柔性桩水平极限荷载下土体失效模式,分析不同长径比、土体弹性模量系数、桩土摩擦因数等参数对单桩基础水平极限承载力影响。结果表明:桩体预埋深度增加后,桩体从刚性桩向刚柔性桩转变,土体破坏模式从楔形、旋转破坏转变为楔形、满流和旋转破坏。土体弹性模量系数对单桩基础水平极限承载力影响较小,长径比和桩土摩擦系数对单桩基础水平极限承载力有较大影响。

考虑局部冲刷的海上风电单桩基础侧向承载特性

在当前海上风电单桩基础设计中,通常会忽略局部冲刷坑形态并直接简化为整体冲刷,造成桩基设计偏于保守。针对这一问题,文章采用适用于大直径单桩的双曲线型p-y曲线构建桩-土相互作用模型,引入等效深度的概念,并基于土工离心机试验数据对其进行修正,建立了考虑冲刷坑形态的单桩基础一维简化分析模型。通过与试验结果的对比,验证了模型的合理性。进一步对比分析其它修正模型,探讨了各模型对冲刷条件下单桩基础侧向响应的预测效果,结果表明:局部冲刷主要导致浅层海床的桩侧土反力减小,故合理修正浅层土的p-y曲线是分析受冲刷单桩侧向响应的关键。现有模型由于低估了局部冲刷后浅层海床土的竖向有效应力,导致桩基侧向响应预测结果更接近于整体冲刷模型。

软弱地基中海上风电大直径缩径单桩基础结构设计研究

基于真实设计参数和环境荷载,通过PLAXIS Monopile Designer和SACS软件实现某风场机位的缩径单桩优化设计,并进行结构极限强度、结构变形、自振频率和疲劳分析计算。相比于相同上部尺寸的常规单桩基础,缩径单桩具有较大的泥面转角和水平位移,较低的竖向位移和自振频率,计算结果验证了缩径单桩基础方案的可行性,并可实现节省10.9%的用钢量。

海上风电单桩基础及风机施工安装概述

本文论述了海上风电单桩基础及风机施工安装的相关问题,对海上风电单桩基础的设计与施工进行了分析,总结了海上风电单桩基础的设计要点和施工技术要求。概述了海上风机施工安装的流程与方法,对风机吊装、塔筒安装、叶片安装、海底电缆敷设等关键工序进行了介绍和分析,为海上风电项目的设计和施工提供了参考和借鉴。

海上风电单桩基础生产设施规划设计

海上风电迅速发展,推动了海上风电产业走向规模化、集群化发展,在风电平价时代,企业如何快速响应市场需求,进行风电产业布局,提升企业市场竞争力成为了关键问题之一。开展海上风机单桩基础的制作工艺分析,对不同阶段生产车间工艺设备配置进行研究,完成年产40套长130m,直径为15m的单桩基础生产车间设计。对国内外海上风电上游制造企业提升竞争力,快速进行产业布局,海上风电装备产业基地的规划有借鉴意义。

砂性土中海上风电单桩基础水平极限承载力确定方法对比

总结已有的3类单桩基础的水平极限承载力确定方法,分别为极限平衡法、p-y曲线法和定性方法,并结合试验实例研究采用不同方法计算得到的水平极限承载力之间的差异性。结果表明:不同方法求得的结果差异性较大,最大差距可达38.84%。鉴于无统一的方法,以及采用不同方法得到的结果差异性较大,单桩基础的水平极限承载力确定还需要进一步研究。

海上风电单桩基础拆除可行性分析

研究中国海上风电单桩基础拆除的技术可行性和经济适用性。基于API RP 2GEO规范计算了不同条件下单桩所需的拆除荷载;参考日本建机调查株式会社经验公式,计算了采用震动锤方案后对侧摩阻力的折减。以工程实例为依托根据中国现有的设备和技术对海上风电单桩基础拆除方案进行了受力计算和经济评估。结果表明,中国现有设备能够完成对海上风电单桩基础的拆除,采用局部拆除方案经济上优于整体拆除方案。研究成果可为中国未来海上风电单桩基础拆除方案制定提供参考,为海上风场退役规划提供依据。

考虑外平台影响下海上风机单桩基础结构地震动力响应分析

随着海上风机单桩基础的广泛应用,分析单桩基础及其附属结构在地震荷载作用下的动力响应具有重要意义。为此,采用ABAQUS有限元分析软件建立了单桩-外平台整体结构模型,采用粘弹性边界法模拟地震荷载施加,分析了地震作用下整体结构的动力响应情况,并探究了外平台对单桩自振特性及响应的影响。研究结果表明:地震荷载作用下,单桩-外平台整体结构的应力最大值出现在工作平台和支撑杆连接处,水平位移最大值出现在顶部工作平台上,牛腿应力和位移相对较小;外平台对单桩的自振频率具有减缓增大的作用,可降低基频,且会小幅度增大单桩基础应力,对单桩基础的稳定工作不会产生较大影响。

大直径单桩基础稳桩平台结构强度分析

针对自升式海上风电安装船/平台自带的抱桩器纠偏载荷较小、传统稳桩平台作业水深有限、均无法满足大直径单桩基础沉桩作业需求等问题,设计一款可适用于大直径单桩基础施工的新型稳桩平台。考虑稳桩平台底部有支撑和无支撑两种情况,采用SESAM软件对其整体结构强度进行计算分析;基于DNV规范,分别采用手工计算校核和ANSYS Workbench软件模拟两种方式,对其主吊耳局部结构强度进行评估。结果表明,新型稳桩平台整体结构强度和主吊耳局部结构强度均满足要求,主吊耳有限元计算应力值较手工校核应力值更大。

海上风电大直径单桩基础水平向承载特性研究

本文针对海上风电大直径单桩基础的水平受力性能进行研究。首先,建立土的动态强化数学模型,其次,分析单桩基础水平向承载力影响因素,最后,对考虑土体弱化的海上风电大直径单桩基础水平向承载特性进行分析。研究发现,大直径单桩基础的水平向承载能力主要受桩径、桩长等因素影响。在循环荷载作用下,基础的刚度衰减呈现一定的规律性,随着循环次数增加,刚度逐渐衰减。

采用固化土防护技术的海上风机单桩基础防冲刷效果数值分析

海上风机基础桩周易发生局部冲刷。固化土防护技术在路基处理、桥墩防护等领域中有广泛应用,并逐步在海上风机工程中开展试点研究。针对江苏省东部某沙脊群海域的海上风电工程项目,使用Flow-3D软件建立恒定流作用下单桩式风机模型。模拟结果与经典试验和经验公式对比,发现无固化土防护的单桩模型能较准确地模拟流场形态并预测最大冲刷深度。此外,固化土防护下的模拟结果与工程现场地形扫测图对比,发现有较好的吻合性。通过对比固化土的保留率和最大冲刷深度,发现固化土的最佳防护半径为2倍桩径。在流速超过4 m/s的流域,固化土防护效果较差,验证了实际工程中通常将固化土的抗冲刷能力设定为能够承受4 m/s的水流冲刷。

海上风电单桩基础冲刷护圈防护性能的数值模拟研究

海上风电桩基普遍存在的地基冲刷问题严重影响风电基础结构的安全,因此有必要对海上风电桩基的防护措施进行深入研究。采用数值模拟的方法,对单向流条件下单桩基础冲刷护圈的防护性能展开研究,在FLOW-3D软件中建立了水流-桩基-海床相互作用数值模型,分析了护圈直径和安装高度两个参数对于冲刷的影响,并根据数值模拟计算结果,给出了安装在护圈防护下冲刷深度的预测公式。研究发现:相同直径的护圈距离床面越近防护效率越高,安装高度为0.04 m时冲刷深度减少50%,安装高度为0 m时的防护效率最高,护圈防护存在失效区域,当护圈距离床面过高时,护圈基本失去防护功能。对于紧贴床面安装的护圈,直径越大,护圈的防护效率越好,护圈直径为0.30 m和0.35 m时,冲刷深度减少均大于50%,但超过一定限度后,随着护圈直径的增加,达到冲刷平衡的时间也相应的增加,但护圈的防护效果几乎没有变化。