海上風電筒型基礎工程

《海上風電筒型基礎工程》是一本2021年出版的圖書，由上海科學技術出版社出版。

基本介紹

• 書名：海上風電筒型基礎工程
• 作者：練繼建,劉潤,王海軍
• 類別：工業技術
• 出版社：上海科學技術出版社
• 出版時間：2021年
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝-膠訂
• ISBN：9787547852613

內容簡介

本書是在總結作者及研究團隊近10餘年來在海上風電筒型基礎研究方面取得的具有實用價值和創新研究成果的基礎上撰寫而成的。全書共8章，主要包括海上風電開發概況、海上風電筒型基礎結構、海上風電筒型基礎的地基穩定性、海上風電筒型基礎-塔筒-風機的整體浮運、海上風電筒型基礎沉放與精細調平、海上風電筒型基礎沖刷與防護、海上風電筒型基礎結構安全監測系統、海上風電筒型基礎-塔筒-風機耦合動力安全等內容。本書展示了海上風電筒型基礎結構的重大研究進展與發展前景，有助於海上風電領域設計與施工水平的提升，可供海上風電工程設計人員、施工人員、研究人員和管理人員參考、借鑑。

圖書目錄

第1章海上風電開發概況1

1.1風力發電發展歷程/2

1.2歐洲海上風電開發進程與趨勢/7

1.2.1歐洲海上風電發展進程與現狀/7

1.2.2歐洲海上風電發展趨勢與特點/10

1.3我國海上風電發展與挑戰/12

1.3.1我國海上風電的開發潛力/12

1.3.2我國海上風電的發展與挑戰/14

1.4海上風電基礎型式/16

1.4.1重力式基礎/17

1.4.2單樁基礎/20

1.4.3多樁承台基礎/21

1.4.4導管架基礎/22

1.4.5多腳架基礎/22

1.4.6筒型基礎/22

1.4.7浮式基礎/24

1.5海上風電筒型基礎創新發展與方向/27

第2章海上風電筒型基礎結構31

2.1海上風電新型筒型基礎結構型式/32

2.1.1單筒多艙基礎結構/32

2.1.2多筒基礎結構/34

2.1.3樁筒複合基礎結構/34

2.2筒型基礎結構荷載分析/35

2.2.1風浪條件確定方法及荷載組合方法/35

2.2.2風荷載/42

2.2.3浪流荷載/47

2.3單筒多艙基礎結構分析/50

2.3.1單筒多艙基礎結構的傳力體系/50

2.3.2鋼混組合筒型基礎結構的受力分析/51

2.3.3全鋼筒型基礎結構的受力分析/54

2.4多筒基礎結構分析/56

2.4.1多筒基礎結構的傳力體系/56

2.4.2三筒導管架基礎結構的受力分析/57

2.5樁筒複合基礎結構分析/59

2.5.1單樁筒複合基礎結構的受力分析/59

2.5.2多樁筒複合基礎結構的受力分析/63

2.6建造期筒型基礎屈曲分析/66

第3章海上風電筒型基礎的地基穩定性69

3.1單筒多艙筒型基礎的豎向承載力/70

3.1.1承載模式/70

3.1.2頂蓋承載模式的承載力驗算/71

3.1.3筒壁承載模式的承載力驗算/73

3.1.4豎向極限承載力的上限解研究/75

3.2單筒多艙筒型基礎的抗傾覆能力/81

3.2.1抗傾承載力的簡化算法/81

3.2.2筒土分離對抗傾覆承載力的影響/84

3.2.3改進算法的提出/86

3.2.4傾覆荷載下筒型基礎的旋轉中心/95

3.2.5抗傾覆極限承載力的上限解研究/98

3.3單筒多艙筒型基礎的水平向承載力/102

3.3.1水平向承載力的簡化算法/102

3.3.2水平向荷載作用下的地基破壞模式/103

3.3.3筒土分離對水平向承載力的影響/104

3.4單筒多艙筒型基礎的承載力包絡面/108

3.4.1承載力包絡面方法概述/108

3.4.2複合載入條件下筒型基礎的承載力包絡面/110

3.4.3基於筒型基礎旋轉中心承載力包絡面/115

3.4.4筒型基礎和墩式基礎承載力包絡面的差異/121

3.5多筒基礎的地基穩定性/126

3.5.1海上風電多筒基礎的套用/126

3.5.2多筒基礎的單向承載力與荷載分擔機制/127

3.5.3多筒基礎的複合承載力/133

3.6單樁筒型基礎的地基穩定性/136

3.6.1樁筒共同承載機制/136

3.6.2單樁筒型基礎的單向承載力/140

3.6.3黏土中單樁筒型基礎的承載力包絡線/143

3.6.4無黏性土中單樁筒型基礎的地基承載力

包絡線/148

3.6.5單樁摩擦盤基礎的地基承載特性/150

目錄3.7地震作用下新型筒型基礎的穩定性/154

3.7.1地震作用下軟黏土強度弱化規律/154

3.7.2黏土地基上新型筒型基礎的地震回響/157

3.7.3砂土地基上新型筒型基礎的地震回響/164

3.8沖刷深度對新型筒型基礎穩定性的影響/171

3.8.1沖刷工況下筒型基礎豎向極限承載力/171

3.8.2沖刷工況下新型筒型基礎水平向極限承載力/176

3.8.3沖刷工況下新型筒型基礎抗傾極限承載力/178

3.8.4沖刷深度對新型筒型基礎承載力包絡線的影響/180

3.9預挖法提高新型筒型基礎的承載力/184

3.9.1工程概況/184

3.9.2預挖提高筒型基礎承載力的理論分析/185

3.9.3預挖法提高筒型基礎承載力的數值模擬/185

3.10新型筒型基礎地基穩定性分析實例/188

3.10.1工程概況/188

3.10.2地基承載力驗算/189

3.10.3地基承載力驗算結果/193

第4章海上風電筒型基礎塔筒風機的整體浮運197

4.1筒型基礎浮穩性與分艙最佳化/198

4.1.1筒型基礎結構的浮穩性原理與靜態穩性分析/198

4.1.2筒型基礎結構的分艙最佳化方法/203

4.1.3筒型基礎結構的動態穩性分析/205

4.2海上風電筒型基礎專用運輸安裝船舶/210

4.2.1專用安裝船舶簡介/210

4.2.2設計特點、用途/212

4.2.3主要參數/212

4.2.4作業水域及環境條件/213

4.2.5風電基礎安裝相關係統/213

4.3筒型基礎塔筒風機與船舶靜態穩性分析/213

4.3.1筒型基礎塔筒風機體系靜態穩性分析/214

4.3.2筒型基礎塔筒風機與船舶體系靜態穩性分析/215

4.4筒型基礎塔筒風機與船舶多體耦合安全性/216

4.4.1筒型基礎塔筒風機與船舶多體耦合作用/216

4.4.2海上風電整體浮運性態數值分析與模型試驗/222

4.4.3多體耦合動力安全的影響因素分析/241

4.5筒型基礎塔筒風機整體浮運過程的現場測控

分析/247

4.5.1拖航分析/247

4.5.2浮運過程的船舶性態與水封安全性/249

4.5.3浮運過程的風機振動/251

4.5.4浮運/254

第5章海上風電筒型基礎沉放與精細調平257

5.1筒型基礎水中沉放/258

5.1.1模型試驗/258

5.1.2水中沉放過程吊索受力/259

5.1.3水中沉放過程筒型基礎風機的加速度/260

5.1.4水中沉放過程筒型基礎風機的縱搖角度/261

5.1.5波流對沉放姿態的影響/262

5.2筒型基礎的土中沉放/264

5.2.1自重沉放階段的阻力計算/264

5.2.2筒型基礎負壓沉放階段的滲流減阻/274

5.2.3負壓沉放阻力計算方法討論/282

5.2.4筒型基礎的減阻措施/290

5.3沉放過程屈曲控制/293

5.3.1筒內外壓差作用/293

5.3.2分艙壓差作用/294

5.4沉放精細調平控制/295

5.4.1薄壁筒型基礎壓差精細調平控制方法/295

5.4.2厚壁筒型基礎的沉放與調平/297

5.5筒型基礎的整機沉放過程實例/299

5.5.1工程概況/299

5.5.2整機沉放施工/300

5.6筒型基礎的頂升與回收/303

第6章海上風電筒型基礎沖刷與防護309

6.1海上風電筒型基礎的沖刷特性/310

6.1.1複合筒型基礎繞流水流特徵/310

6.1.2複合筒型基礎局部沖刷試驗研究/311

6.1.3筒型基礎局部沖刷試驗結果/318

6.1.4筒型基礎局部沖刷數值模擬研究/327

6.1.5筒型基礎局部沖刷計算經驗公式比較/329

6.2海上風電筒型基礎沖刷防護/336

6.2.1環翼式防護/336

6.2.2拋石防護/337

6.2.3仿生水草防護/337

6.2.4蜂巢防護/338

6.2.5淤泥固化/338

第7章海上風電筒型基礎結構安全監測系統343

7.1海上風電筒型基礎結構整機環境要素監測/344

7.1.1海上風電筒型基礎整機環境要素監測方案/344

7.1.2海上風電筒型基礎整機風、浪、流監測/344

7.1.3海上風電筒型基礎整機溫度、濕度監測/348

7.1.4海上風電場紊流度監測/348

7.1.5海上風電筒型基礎沖刷監測/349

7.2海上風電筒型基礎整機沉放過程安全監測/349

7.2.1監測方案/349

7.2.2艙壓與傾角監測分析/350

7.2.3動力監測分析/352

7.3海上風電筒型基礎結構服役期地基監測/353

7.3.1監測方案/353

7.3.2整機沉降變形監測分析/356

7.3.3地基土壓力監測分析/357

7.3.4地基孔隙水壓力監測分析/357

7.4海上風電筒型基礎結構整機服役期靜力監測/360

7.4.1海上風電筒型基礎結構整機傾斜度監測/360

7.4.2海上風電筒型基礎整機應力監測/365

7.4.3海上風電筒型基礎結構內力監測/367

7.5海上風電筒型基礎結構整機服役期動力監測/371

7.5.1海上風電筒型基礎結構整機動力監測布置/371

7.5.2海上風電筒型基礎結構整機動力監測實例/373

7.6海上風電筒型基礎整機服役期安全監測系統

搭建與實施/377

第8章海上風電筒型基礎塔筒風機耦合動力安全381

8.1海上風電筒型基礎整機振動現場監測分析/382

8.1.1停機工況振動位移分析/382

8.1.2運行工況下振動位移分析/383

8.1.3停機工況振動加速度分析/385

8.1.4運行工況下振動加速度分析/387

8.2海上風電筒型基礎整機工作模態識別/388

8.2.1海上風電筒型基礎整機振動頻域特性/388

8.2.2考慮諧波影響的結構工作模態識別方法/390

8.2.3全功率範圍內海上風電結構工作模態識別/395

8.3海上風電筒型基礎整機振源識別/400

8.3.1海上風電結構振源特性/400

8.3.2振源識別方法/401

8.3.3振源識別方法工程驗證/405

8.3.4海上風電結構振源識別及其影響/407

8.4海上風電筒型基礎整機動力安全評估與運行控制

策略最佳化/413

8.4.1海上風電筒型基礎整機動力安全評估/413

8.4.2筒型基礎和單樁基礎風機動態振動對比/415

8.4.3海上風電筒型基礎整機運行控制策略最佳化/421

8.5海上風電筒型基礎結構振動疲勞損傷特性/432

8.5.1疲勞研究對象/432

8.5.2風浪聯合分布/433

8.5.3氣動荷載和水動荷載模擬/434

8.5.4基礎結構振動疲勞損傷特性研究/438

8.6海上風電筒型基礎結構被動減振控制/453

8.6.1阻尼器減振控制原理/453

8.6.2海上風電結構振動控制計算方法/460

8.6.3海上風電筒型基礎結構被動阻尼器減振效果/464

作者簡介

練繼建 天津大學教授、博士生導師。現任天津大學前沿技術研究院院長，河北工程大學校黨委副書記、主持工作副校長。兼任中國水力發電工程學會常務理事、中國水利學會常務理事、中國水力發電工程學會水工水力學專委會副主任、中國水利學會水力學專業委員會副主任、中國鋼結構協會風電結構分會副理事長等。國家“萬人計畫”科技創新領軍人才、教育部“長江學者”特聘教授、首批天津市傑出人才、國家傑出青年基金獲得者、科技部和教育部創新團隊帶頭人、百千萬人才工程人選，享受國務院特殊津貼。長期從事水利水電工程和海上風電工程研究，主持和重大工程科研項目70餘項。獲國家科技進步二等獎3項(2項排、1項排第二)，省部級科技進步特等獎和一等獎15項(7項排)；獲國家教學成果二等獎1項；授權發明專利134項；主編國家和行業標準4部；出版學術專著5部；發表SCI/EI檢索論文320餘篇。

劉潤 天津大學教授、博士生導師。現任天津大學岩土力學與工程學科負責人，天津大學岩土工程研究所所長。國家“萬人計畫”科技創新領軍人才、國家傑出青年基金獲得者、教育部新世紀優秀人才、天津市高層次創新創業團隊負責人、天津市“131計畫”層次人才等。長期從事海洋結構與地基耦合作用方面的教學科研工作，主持國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展計畫（973計畫）、國家高技術研究發展計畫（863計畫）、國家重大科技專項子課題及重大工程科研項目30 餘項。獲省部級科技進步一等獎6項（2項排名、2項排名第二），天津市發明特等獎1項（排名第三）。授權專利75項，其中發明專利32項、軟體著作權3項；參編國家標準1部、行業標準3部；出版專著2部；發表論文203篇，其中SCISCI/EI檢索170餘篇。

王海軍 天津大學教授。現任天津大學風能工程學科負責人，天津大學水利水電工程系副系主任，兼任中國海洋工程諮詢協會海上風電分會副秘書長等。長期從事水利水電工程和海上風電工程研究，主持、參與和重大工程科研項目30餘項。獲省部級特等獎1項、一等獎3項、二等獎2項；授權發明專利28項；參編國家標準1部、行業標準3部；出版學術專著1部；發表論文80餘篇，其中SCI/EI檢索50餘篇。