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图10 钢制筒型基础吸力下沉屈曲案例及多筒或多舱型基础调平控制技术
4 结论
对于海上风电工程,当筒型基础下沉到位后应用过程的核心问题是如何最有效抵抗大弯矩承载力和沉降控制问题。筒型基础吸力下沉后,由于吸力扰动或土体表层平坦度低等原因,安装结束后筒内土塞表层土和筒顶之间存在难以避免的不均匀水膜空隙,故承载力设计通常只考虑筒裙摩擦力和裙端抗力。由于应用于海上风电机组大型化趋势,如何利用筒顶承载势必大幅提高筒基的承载能力和竞争优势。灌浆筒型基础(Grouted Caisson)是一种技术尝试,通过灌浆水膜替换空隙实现基础顶盖和土体产生均匀度接触压力(Hjelde等,Cotter),基础的刚度及承载力和沉降都得到相应改善。单筒多舱复合筒型基础,通过宽浅结构型式、与预应力混凝土过渡段合为一体的高自重(2 000~4 000 t)水平、多种形式的筒壁减阻环或内刃脚设计、多舱体优化设计和筒内土体快速加固等综合手段力争实现筒顶联合筒裙承载模式,最大程度提高筒型基础适用性和降低后期沉降水平。但归根到底,海上风电筒型基础功能性的实现还要取决于有效的安装贯入施工。如何规避单筒型、多筒型和单筒多舱型筒型基础吸力下沉过程中的施工风险分析,系统分析筒型基础施工过程可能发生的不稳定性态发生机理,提出施工安全边界条件,完善多筒/多舱型筒型基础下沉阻力计算公式,提出下沉调平吸力施加和结构变形/屈曲控制方法,是海上风电筒型基础规模化应用中需要控制的关键问题。
参考文献略,详见《南方能源建设》2018年第5卷第4期原文。
第一作者、通讯作者:
张浦阳,1978-,男,河南濮阳人,天津大学建筑工程学院副教授,建筑工程技术与管理专业博士学位,一直从事海上风电工程和施工管理创新等方面的研究工作。承担及参与国家级863子课题、国家自然基金、省部级等科研项目近20项。面向海上风电工程和施工管理创新等领域,发表SCI/EI论文20余篇,发明专利15项,多项技术已在相关领域得到转化并推广应用。
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