風能作為一種清潔的可再生能源,越來越受到世界上國家層面的密切關(guān)注。風力發(fā)電機組正常運轉(zhuǎn)需要穩(wěn)固的基礎(chǔ)。隨著風電機組的裝機容量不斷增大并由陸地發(fā)展到海洋,風電機組基礎(chǔ)面臨海洋環(huán)境更復(fù)雜的荷載工況,故對其進行研究更具有理論意義與工程應(yīng)用價值。系統(tǒng)闡述了中外風電機組基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式及其計算分析方法的研究現(xiàn)狀與最新進展。首先,分別介紹了風電機組基礎(chǔ)在陸地和海上不同類型的結(jié)構(gòu)形式及其適用范圍;其次,對風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系的風機荷載與環(huán)境荷載、靜力學與動力學計算、結(jié)構(gòu)沖刷及腐蝕等相關(guān)問題研究進行了系統(tǒng)分析與歸納;最后,指出風電機組基礎(chǔ)研究和應(yīng)用中存在的問題并提出了研究方向,同時還展望其未來在中國廣闊的發(fā)展前景。 

【文章來源】：科學技術(shù)與工程. 2020,20(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

2000—2015年全球風電裝機容量

陸地風機擴展基礎(chǔ)主要有重力式和梁板式兩種結(jié)構(gòu)形式。目前大多數(shù)陸地風機都采用重力式擴展基礎(chǔ)作為塔架支撐結(jié)構(gòu),其通過基礎(chǔ)環(huán)或螺栓將塔架荷載傳遞到地基,重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示。重力式基礎(chǔ)形狀以圓形和正方形為主,此外還有正六邊形、正八邊形等形狀。重力式基礎(chǔ)具有適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、成本低等優(yōu)點。但隨著風電場向山地、高原、臺風地區(qū)等風能資源更優(yōu)區(qū)域發(fā)展,大容量風機逐漸成為主流,基礎(chǔ)尺寸不斷增大,導(dǎo)致混凝土和鋼筋用量隨之增加[12]。為此,梁板式基礎(chǔ)得以應(yīng)用[13-14], 如圖2(b)所示。以1.5 MW風機為例,采用梁板式風機基礎(chǔ)比重力式基礎(chǔ)可節(jié)約造價35%[10]。1.1.2 樁基礎(chǔ)

無張力灌注樁(Patrick & Henderson,P & H)作為一種新型風機基礎(chǔ),由兩層波紋鋼管組成[17],如圖3所示。通過對高強螺桿施加后張預(yù)應(yīng)力,利用預(yù)應(yīng)力將混凝土與風機塔架連接。P & H樁利用管壁周圍的土體抵御水平力和傾覆力矩,從而減少樁端受力。P & H樁主要用于土質(zhì)地基場地,但在以巖質(zhì)地基為主的場地其應(yīng)用會受到限制。最近,梁板式樁筏基礎(chǔ)[18-19]也被作為風機基礎(chǔ),這類基礎(chǔ)具有在不明顯降低筏板剛度的前提下節(jié)省材料。1.1.3 巖石錨桿基礎(chǔ)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高原山地大容量風機基礎(chǔ)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 黃啟平,吳曉玲,楊競銳.  云南水力發(fā)電. 2016(01)
[2]海上風電樁基局部沖刷試驗研究[J]. 祁一鳴,陸培東,曾成杰,陳可鋒.  水利水運工程學報. 2015(06)
[3]海上風機分段斜壁桶形基礎(chǔ)的水平承載力計算方法[J]. 劉金龍,陳陸望,王吉利,汪東林.  巖土力學. 2015(10)
[4]臺風地區(qū)山地風電場風機基礎(chǔ)選型分析[J]. 吳繼亮,劉超.  工程建設(shè)與設(shè)計. 2015(09)
[5]海上風機大直徑鋼管樁基礎(chǔ)水平承載特性試驗研究[J]. 龔維明,霍少磊,楊超,黃曉暉,過超.  水利學報. 2015(S1)
[6]復(fù)合筒型風電基礎(chǔ)單向流局部沖刷試驗研究[J]. 于通順,練繼建,齊越,王鴻振.  巖土力學. 2015(04)
[7]P&H無張力灌注樁風機基礎(chǔ)承載特性的數(shù)值研究[J]. 吳楚喬,賈敏才,霍宏斌.  佳木斯大學學報(自然科學版). 2015(02)
[8]海上風機單樁基礎(chǔ)受船舶撞擊的數(shù)值研究[J]. 郝二通,柳英洲,柳春光.  振動與沖擊. 2015(03)
[9]水平單調(diào)荷載作用下飽和細砂中裙式吸力基礎(chǔ)土壓力特性分析[J]. 李大勇,郭彥雪,高玉峰,張雨坤.  土木工程學報. 2015(01)
[10]基于流–固耦合的近海風電基礎(chǔ)地震反應(yīng)分析[J]. 田樹剛,張愛軍,任文淵,王婷.  巖石力學與工程學報. 2015(01)

碩士論文
[1]風機塔架巖石錨桿基礎(chǔ)力學特性分析及其試驗研究[D]. 張志平.南昌大學 2017
[2]巖石錨桿基礎(chǔ)在風電基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用與研究[D]. 張文勇.湖南科技大學 2015
[3]海上風機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)波流荷載研究[D]. 管寧.天津大學 2014
[4]海上風機環(huán)境載荷與結(jié)構(gòu)強度分析[D]. 楊光.哈爾濱工程大學 2013
[5]錨桿重力式海上風機基礎(chǔ)的地基承載特性研究[D]. 王爾貝.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3446167