风力发电工程技术丛书 海上风电灌浆技术PDF电子书下载

第1章 灌浆的应用与发展 1

1.1 海上风机基础型式 1

1.1.1 桩式基础 2

1.1.2 重力式基础 7

1.1.3 吸力式筒形基础 8

1.1.4 浮式基础 9

1.2 灌浆材料 10

1.3 灌浆的工程应用 11

1.3.1 海上风电场的灌浆 11

1.3.2 海洋石油平台的灌浆 22

1.3.3 灌浆的其他应用 23

1.4 展望 25

参考文献 25

第2章 高强灌浆材料的物理力学性能 29

2.1 灌浆材料的强度 29

2.1.1 立方体抗压强度 29

2.1.2 圆柱体抗压强度 31

2.1.3 轴心抗拉强度 32

2.1.4 抗折强度 32

2.1.5 复合应力状态下的灌浆材料强度 33

2.2 灌浆材料的变形 34

2.2.1 应力-应变曲线 34

2.2.2 疲劳性能 35

2.2.3 弹性模量与泊松比 37

2.2.4 收缩与徐变 38

2.3 灌浆材料的其他性能 40

2.3.1 流动度 40

2.3.2 抗裂性 41

2.3.3 耐久性 42

参考文献 43

第3章 灌浆连接段类型 44

3.1 单桩基础灌浆连接段 44

3.1.1 圆柱形灌浆连接段 45

3.1.2 圆锥形灌浆连接段 46

3.2 导管架基础灌浆连接段 47

3.2.1 先桩法导管架基础灌浆连接段 48

3.2.2 后桩法导管架基础灌浆连接段 49

3.3 其他连接段类型 51

参考文献 51

第4章 灌浆连接段轴压静力承载力 53

4.1 灌浆连接段轴压承载力机理 53

4.1.1 概述 53

4.1.2 无剪力键灌浆连接段受静力轴压机理 54

4.1.3 带剪力键灌浆连接段受静力轴压机理 55

4.2 影响灌浆连接段轴压承载力的参数 56

4.2.1 概述 56

4.2.2 灌浆连接段的径向刚度 56

4.2.3 灌浆连接段的剪力键参数 58

4.2.4 灌浆连接段的长度系数 61

4.2.5 灌浆材料的力学性能参数 62

4.2.6 接触面不规则和粗糙程度 65

4.3 灌浆连接段轴向承载力的规范公式 65

4.3.1 概述 65

4.3.2 DNV-OS-J101 （2014） 66

4.3.3 NORSOK （2013）规范 68

4.3.4 API RP2A （2007）规范 70

4.3.5 DOE和HSE （2002）规范 70

4.4 API RP2A （2007）规范公式推导 71

4.5 有限元分析模型的建立 74

4.5.1 材料的本构关系模型 74

4.5.2 单元选择和网格划分 76

4.5.3 钢管与灌浆材料的界面模型 76

参考文献 77

第5章 灌浆连接段抗弯静力承载力 79

5.1 灌浆连接段抗弯静力承载力机理 79

5.1.1 无剪力键灌浆连接段抗弯机理 79

5.1.2 带剪力键灌浆连接段抗弯机理 80

5.2 灌浆连接段抗弯静力试验研究 80

5.2.1 Aalborg大学试验 81

5.2.2 Hannover Leibniz大学试验 84

5.2.3 同济大学试验 87

5.3 灌浆连接段抗弯承载力的规范公式 97

5.3.1 DNV-OS-J101 （2014）规范公式 97

5.3.2 NORSOK （2013）规范公式 102

5.4 DNV-OS-J101 （2014）规范公式的推导 103

5.4.1 无剪力键单桩基础灌浆连接段的抗弯承载力 103

5.4.2 无剪力键单桩基础灌浆连接段变形计算 105

5.4.3 带剪力键单桩基础灌浆连接段抗弯承载力 106

5.5 导管架基础灌浆连接段受力形式 110

5.5.1 导管架灌浆连接段等效径向刚度 111

5.5.2 导管架灌浆连接段接触压力计算 113

5.6 灌浆连接段的有限元模拟 114

5.6.1 概述 114

5.6.2 模型尺寸 117

5.6.3 有限元建模过程 117

5.6.4 数值模拟结果 119

5.6.5 参数分析 120

5.6.6 参数影响探讨 123

参考文献 124

第6章 灌浆连接段的疲劳性能 126

6.1 灌浆连接段疲劳性能概述 126

6.2 疲劳试验研究 128

6.2.1 轴压疲劳试验 129

6.2.2 弯曲疲劳试验 130

6.3 疲劳性能分析 137

6.3.1 钢结构的疲劳性能 137

6.3.2 灌浆材料的疲劳性能 139

6.3.3 灌浆连接段的整体疲劳性能 143

6.3.4 灌浆连接段疲劳性能算例 144

6.3.5 疲劳设计中的有关结论 152

参考文献 152

第7章 辅助与附属构件 154

7.1 灌浆密封圈 154

7.1.1 主动式灌浆密封圈 154

7.1.2 被动式灌浆密封圈 155

7.1.3 灌浆密封圈的设计 157

7.1.4 灌浆密封圈性能测试 158

7.2 灌浆管线与接头 159

7.2.1 灌浆管线 159

7.2.2 灌浆接头 161

参考文献 163

第8章 海上风电灌浆施工及验收 164

8.1 灌浆施工程序 164

8.1.1 单桩基础灌浆施工程序 164

8.1.2 导管架基础灌浆施工程序 166

8.1.3 灌浆施工的前期准备 167

8.2 施工主要设备 168

8.2.1 灌浆系统布置 168

8.2.2 灌浆设备 170

8.3 灌浆材料的供应与储存 174

8.3.1 灌浆材料的供应 174

8.3.2 灌浆材料的储存 175

8.4 施工前期准备及灌浆实施 175

8.4.1 预灌浆准备 175

8.4.2 准备工作 176

8.4.3 灌浆施工实施 179

8.4.4 灌浆结束后清理工作 181

8.4.5 其他工作 182

8.5 人员组织安排 182

8.6 灌浆现场检测、监测及验收 183

8.6.1 浆料的取样及测试 183

8.6.2 浆料过程的监测 185

8.6.3 浆料过程的记录 186

8.6.4 验收 186

8.7 灌浆实施注意事项 186

8.7.1 灌浆实施限制性要求 186

8.7.2 灌浆材料及设备的限制性要求 188

8.8 灌浆施工常遇问题的分析及处理 188

8.8.1 缺乏浆料返回 188

8.8.2 灌浆过程中密封失效 189

8.8.3 灌浆过程中的设备故障 189

8.8.4 注浆管堵塞 189

8.8.5 炎热气候下的灌浆 189

8.8.6 寒冷气候下的灌浆 191

参考文献 192

第9章 既有灌浆连接段的病害及监测 193

9.1 既有灌浆连接段病害的原因 193

9.2 既有灌浆连接段病害的处理方法 193

9.2.1 连接段底部措施 194

9.2.2 连接段顶部措施 194

9.3 灌浆连接段的监测 195

9.3.1 灌浆连接段钢结构腐蚀 195

9.3.2 灌浆连接段的位移 195

9.3.3 灌浆连接段应变的测量 196

9.3.4 桩的位置 196

9.3.5 螺栓力的测量 197

9.3.6 监测数据的采集 197

参考文献 197