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第1篇 海上测风 3

第1章 海上测风选址 3

1.1 海上测风要求 3

1.2 海上风资源评估规划 3

1.3 海上测风塔选址 4

第2章 海域工程水文地质 7

2.1 近海海域地理气候环境 7

2.1.1 水下地形 8

2.1.2 气候环境 9

2.2 海况条件 10

2.3 测风塔位置的海况条件 18

2.4 海域工程地质 22

2.4.1 地质演化 22

2.4.2 海岸演变 23

2.4.3 区域地质 23

2.4.4 工程地质 24

2.4.5 地质条件评价 25

2.5 对施工的影响分析 26

第3章 海上测风塔基础及塔架设计 28

3.1 设计荷载和工况 28

3.2 测风塔型式选择 29

3.2.1 可移动式测风塔 30

3.2.2 固定式测风塔 31

3.2.3 方案比选 33

3.3 塔架结构设计 33

3.3.1 海上测风塔的塔架结构特点 33

3.3.2 塔架结构的选型与构造 34

3.3.3 塔架的设计计算 36

3.4 测风塔基础结构设计 39

3.4.1 基础型式的选择 39

3.4.2 四桩基础的设计 40

3.5 塔架防腐设计 43

3.6 助航标志设计 43

第4章 海上测风塔施工 45

4.1 前期准备 45

4.2 基础施工 45

4.3 钢管桩加固围囹 49

4.4 斜支撑焊接 50

4.5 钢承台吊装 50

4.6 桩与承台的连接灌浆 51

4.7 塔架施工 51

第5章 运行与维护 53

5.1 可进入性分析 53

5.2 运行维护内容 55

5.3 运行维护 56

5.3.1 定期维护 56

5.3.2 故障维护 57

5.4 数据管理 57

5.5 设计复核 58

第6章 近海风资源评估 60

6.1 近海风资源评估方法 60

6.1.1 评估方法及内容 60

6.1.2 测风数据基本要求 61

6.1.3 测风数据处理 61

6.1.4 风能资源评估主要参数及依据 63

6.1.5 风电场开发可行性评估 64

6.2 测风塔信息 64

6.3 数据验证 65

6.4 数据统计分析 68

第2篇 海上风电场建设 81

第7章 近海风电场选址与风机选型 81

7.1 近海风电场选址 81

7.1.1 近海风电场的宏观选址 81

7.1.2 近海风电场的微观选址 82

7.2 近海风机选型 83

7.2.1 近海风机的现状 83

7.2.2 近海风机选型的影响因素 83

第8章 近海风电场基础设计 85

8.1 概述 85

8.2 风机基础结构型式 85

8.2.1 海上建筑物基础型式 86

8.2.2 桩基结构型式 90

8.2.3 桩型选择 94

8.3 近海风机基础结构设计 95

8.3.1 地质条件 96

8.3.2 气象与水位条件 97

8.3.3 设计荷载及工况 98

8.3.4 基础结构设计 99

8.3.5 代表机型相适应的风机基础设计方案比较 109

8.4 循环荷载作用下风机基础应力—变形动力分析 111

第9章 基础—塔架结构的动力响应 115

9.1 模型建立与模态分析 115

9.1.1 水平抗力系数的比例系数m 115

9.1.2 模型建立 116

9.1.3 模态分析 117

9.2 现场监测 118

9.2.1 风速监测 118

9.2.2 波浪与流速监测 119

9.2.3 风机振动监测 120

9.3 各种动荷载的时程曲线 122

9.3.1 风荷载 122

9.3.2 波浪荷载 125

9.3.3 地震荷载 127

9.4 单独荷载下的结构体系响应分析 129

9.4.1 风荷载作用下的动力响应 129

3.4.2 波浪荷载作用下的动力响应 130

9.5 风与波浪联合作用下的结构响应分析 131

9.5.1 风与波浪荷载工况选择 131

9.5.2 结构响应分析 131

9.5.3 对比分析 134

9.6 风与波浪及地震联合作用下的响应分析 135

9.6.1 风与波浪及地震荷载组合工况 135

9.6.2 结构动力响应分析 135

第10章 近海风机桩基础施工技术 138

10.1 液压锤击沉桩 138

10.1.1 桩锤的选择 138

10.1.2 液压打桩锤的沉桩工艺 139

10.2 液压振动锤联动沉桩 141

10.2.1 振动沉桩理论计算 141

10.2.2 液压振动锤沉桩工艺 142

10.3 钻孔灌注成桩 144

10.3.1 工艺流程 144

10.3.2 关键技术及工艺 144

10.3.3 施工中容易出现的问题及解决方法 146

第11章 国内近海风机运输安装技术 148

11.1 海上风机运输 148

11.1.1 运输要求 148

11.1.2 陆上运输 149

11.1.3 海上运输 149

11.2 海上风机安装 154

11.2.1 海上风机整体吊装 154

11.2.2 海上风机分体安装 155

11.3 大吨位起重船用于风机安装 157

11.3.1 国内外海上起重船现状 157

11.3.2 国内起重船安装风机方案与船舶改装分析 159

11.3.3 起重船安装的关键技术 161

11.4 海上浮坞用于风机安装 162

11.4.1 国内主要浮坞性能参数及吊装风机流程 162

11.4.2 浅海浮坞坐底作业影响与浮坞起浮分析 163

11.4.3 浮坞安装海上风机实例 165

11.5 海上风电场运行维护 165

11.5.1 海上可进入性分析 167

11.5.2 运行维护策略 169

第12章 海上风机建设实例 170

12.1 工程概况 170

12.1.1 地质条件 170

12.1.2 风机及基础结构 171

12.1.3 荷载参数及荷载组合 172

12.2 基础应力变形分析 173

12.3 桩基抗震性能分析 175

12.4 现场施工 181

12.4.1 施工布置 181

12.4.2 桩基施工 181

12.4.3 桩基高应变检测 183

12.4.4 承台浇筑 184

12.4.5 风机安装 184

12.4.6 海底电缆施工 186

第3篇 海上风电场开发专项技术 189

第13章 近海风资源评估 189

13.1 国内外风资源评估现状 189

13.1.1 国外风资源评估现状 189

13.1.2 国内风资源评估现状 191

13.2 海陆风资料对比分析 192

13.2.1 测风塔信息 192

13.2.2 海陆风资源风速对比 192

13.2.3 风向对比分析 205

13.2.4 相关性分析 208

13.2.5 差异分析 214

13.3 近海风资源特点 214

13.3.1 塔影影响分析 214

13.3.2 风切变指数 217

13.3.3 海上测风塔代表距离 218

13.3.4 海面上测风仪处风速与潮位的对应关系 221

第14章 可移动式测风塔 224

14.1 可移动式测风塔设计 224

14.2 设计计算 228

14.2.1 计算条件 228

14.2.2 结构的抗剪与抗弯验算 228

14.2.3 不同工况下的最大位移计算 231

14.2.4 塔架空间结构分析 231

14.2.5 抗倾覆计算 234

14.2.6 抗震计算 234

14.2.7 计算结果分析 235

第15章 海上风机桩基础与结构的连接技术 236

15.1 海上风机桩基础与结构的连接型式 236

15.1.1 海上风机桩基础与导管架连接型式 236

15.1.2 灌浆连接型式 238

15.2 灌浆材料 239

15.2.1 材料性能影响分析 240

15.2.2 灌浆材料要求 240

15.2.3 灌浆材料比选 240

15.3 连接段结构设计 242

15.3.1 模型力学试验 242

15.3.2 连接段环形空间结构优化 247

15.4 海上风机桩基与导管架灌浆连接方案设计 253

第16章 海上桩基承载力检测分析与评价 259

16.1 概述 259

16.2 打桩引起的最大超静孔隙水压力及其消散过程 259

16.2.1 打桩引起的最大超静孔隙水压力 259

16.2.2 超静孔隙水压力的消散过程分析 261

16.2.3 桩基极限承载力增量与超静孔隙水压力的关系 261

16.3 承载力高应变检测与超静孔隙水压力现场试验 262

16.3.1 试验概况 262

16.3.2 试验桩桩基承载力的动静对比分析 263

16.3.3 桩基承载力与超静孔隙水压力的关系 267

16.4 考虑超静孔隙水压力消散的桩基承载力 270

16.4.1 有限元法计算超静孔隙水压力的理论 270

16.4.2 考虑超静孔隙水压力消散的桩基承载力计算值 272

16.5 海上桩基单桩极限承载力计算实例 275

16.5.1 海上测风塔桩基承载力计算 275

16.5.2 近海试验风机桩基承载力计算 276

第17章 潮间带风机桩基型式与交通运输 278

17.1 工程地质条件 278

17.2 潮间带风机基础施工及交通运输 279

17.3 潮间带可用基础型式 281

17.3.1 分区 281

17.3.2 基础选型 283

17.3.3 基础设计 283

17.4 交通运输方案对比分析 290

17.4.1 交通运输方案 290

17.4.2 不同基础型式运输方案的对比分析 290

17.4.3 基础的适用性及交通运输 294

参考文献 295