基础结构

本技术涉及到的半潜式平台采用三立柱的布置型式，风电机组位于其中一个立柱之上。立柱为方形且局部倒圆，极大程度地减小平台受到的波浪力和海流力；立柱之间通过甲板连接，立柱与甲板连接区域不倒圆，以方便立柱与甲板之间的连接。这种设计方案巧妙地避免了圆形立柱与方形甲板连接导致的结构受力问题和现场建造组装问题，同时还具备圆形立柱波流力小的优点。

该研究成果解决了当前陆上风电机组基础基础结构设计的重点难点问题，填补了部分设计空白，为《陆上风电场风电机组地基基础设计规范》的编制提供了技术支撑；同时，该研究成果为在编行业标准一一《陆上风电场风电机组地基基础设计规范》的编制提供了有力的技术支持，并已在宁夏、甘肃、青海、陕西、广西、河南、内蒙以及新疆等地戈壁、湿陷性黄土、岩石地基、山区、滩涂等场地条件进行应用，在巴基斯坦大沃风电项目、甘肃酒泉风电基地、新疆哈密风电基地等风电场开发中获得较好效果，实践证明，该研究成果的设计计算方法以及控制指标的优化，在原有设计方法的基础能降低基础工程量10%以上，能在保证工程安全的前提下，提高经济性，具有较高的推广应用价值，有利于陆上风电的良性发展。 该项成果提出并完善了陆上风电机组基础结构的设计计算方法，形成了标准化的基础结构设计流程和示范，有利于在保证结构安全的前提下，降低风电场投资。该研究成果在宁夏、甘肃、青海、陕西、广西、河南、内蒙以及新疆等地戈壁、湿陷性黄土、岩石地基、山区、滩涂等场地条件进行了大量的应用，在巴基斯坦大沃风电项目、甘肃酒泉风电基地、新疆哈密风电基地等风电场开发获得较好的效果，实践证明该成果技术可靠、指导性强，能在保证工程安全的前提下，提高经济性。该项目研究成果为在编行业标准一一《陆上风电场风电机组地基基础设计规范》的编制提供了有力的技术支持，随着规范的编制发布，成果将在行业内全面推广。

依据《建筑结构荷载规范》，基于MATLAB编程软件，实现风电机组塔简结构和海上风电机组基础结构顺风向风荷载自动化数值计算软件的开发，具有很强的实用性。对于指导海上和陆上风电机组的结构设计具有重大的工程应用价值。为今后海上和陆上风电结构风荷载的自动化数值计算奠定基础。在风电结构分析与设计方面，风荷载是重要的组成部分。该项技术具有很强的实用性，国内外处于领先水平。目前，在本公司的所有海上风电场项目基础工程结构设计方面普遍适用。并可将此款实用型软件普遍推广于全行业海上风电场基础工程使用。部分推广于全行业海上和陆上风电场风机塔筒结构使用。为了使海上风电机组产业达到国内及世界领先水平，需要不断的技术创新，建立完整的产业体系，形成成熟的工业链。今后，可进一步开发本软件，包括：高耸结构横风向风荷载的自动化计算，高耸结构扭转向风荷载的自动化计算等，形成一整套的风电机组塔筒结构和海上风电场基础结构风荷载的自动化计算系统。之后可以在全行业内推广使用，取代Bladed软件在风电场项目工程风荷载设计计算方面的应用。

大型电站等基础设施建设中往往会遇到溶洞、溶隙裂缝和地层塌陷等特殊的地质问题，为了避免设备基础出现塌陷、不均匀沉降等危害而设计的密闭空心网格基础，能有效地调整基础的不均匀沉降，满足数万吨大型设备荷载要求，此结构是一种新型的结构形式，在有效降低基础自重的同时节约了混凝土用量。华能莱芜电厂三期2×1000MW机组工程锅炉基础采用密闭空心网格基础设计技术，基础尺寸长54.9m、宽47.3m，高8.5m，共有箱格82个，板墙为梁式配筋形式，箍筋高度8.5m，为国内最大密闭空心网格基础，如何施工梁式封闭箍筋，网格型模板加固、高板墙混凝土浇筑和基础结构和设备螺栓的精确定位等均是重大的技术难题，因此需要研究一种大型密闭空心网格基础施工工艺，采取有效措施，保证基础施工质量与安全。 本项目成果创新点包括锅炉基础板墙箍筋采用“分段法”施工，即将箍筋分段，接头采用机械连接或焊接连接。水平筋采用“编织法”施工，将纵向水平筋分层次吊运至板墙内中间区域，然后纵向钢筋左右穿插施工，缩短钢筋穿插距离，待纵向钢筋穿插绑扎完成后，横向钢筋再由外向内双向同时穿插施工。避免了搭设满堂脚手架悬挂封闭箍筋，简化了施工工序，降低了施工难度，减少了工作量和高空作业，降低了施工成本，工作效率提高近30%，提高了施工安全性。网格型模板采用“井字支撑法”加固，根据网格大小，用脚手管分层搭设井字型或井字型网支撑架，水平脚手管两侧安装顶丝双向支撑模板，使整个基础网格型支撑模板连接成一个整体，提高了模板的整体稳定性，施工安全性显著提高。混凝土浇筑采用“对角线斜面分层法”施工，消除了施工缝隐患，提高了施工质量。同时取消了后浇带的留置，简化了施工工序，基础一次成型，基础抗渗性增强，工作效率提高。运用“微型网测量控制系统”，基础平面上根据结构特点建立微型平面控制网（平面控制点和高程控制点），利用微网进行基础定位和高程控制，保证基础的准确定位和高程控制，精度高，易操作。

为突破输电线路基础机械化施工难题，改变"人力为主，机械为辅"的传统施工方式，进一步降低基础施工风险，提高施工效率，减轻劳动强度，充分考虑塔位地质条件、施工机械参数等，提出环境友好型短桩斜锚基础结构形式，做到不开挖或少开挖基面，减少土石方量，保护自然植被，贯彻绿色发展理念。基于《架空输电下路锚杆基础设计规程》（DL/T 5544—2018）、《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T 5219—2014）以及现场物理试验参数和结果，提出合理的新型短桩斜锚基础数值试验方法，研究多种工况下短桩斜锚基础抗拔承载力特性，建立短桩斜锚基础抗拔承载力设计方法。

本项目属于新能源领域，海上风机基础结构的研究是该领域的重难点。 本项目依托国电舟山普陀6号海上风电场2区工程，针对海上风机基础设计中海洋土物理力学参数的选取、厚游泥地基中大直径桩基桩-土相互作用机理和承载特性、高桩承台基础波浪荷载计算、防撞及高强预应力错栓连接等关键技术问题，开展了系统深入的研究，形成了大涌浪、厚染泥海域风机基础设计成套技术。 本项目通过现场原位试验和室内土工试验等，对海洋软土强度和变形特性进行了全方位评定，建立了适用于海上风机基础设计的海洋土物理力学指标评价体系：基于国内桩长最长海上试桩工程首次系统性地从室内土工试验、离心模型试验、现场试桩、三维数值仿真以及理论分析等方面全方位研究厚游泥质地基中大直径桩基承载特性，提出了厚游泥质地基中大直径桩基承载力分析的修正方法，建立了完整的江浙近海海域典型粘性土循环弱化因子取值体系和相应循环弱化p-y曲线体系采用离心模型试验、三维数值仿真等手段，结合现场试桩，开展海上风机高桩承台基础优化设计，重点研究了波浪荷载、船舶撞击下基础结构的响应以及高强预应力错栓连接，形成了一套较为全面 的海上风机高桩承台基础设计优化理论。

本项目在国家“863”计划、国家自然科学基金等 5 项 课题的支持下，攻克了海洋复杂环境下海床土力学特性和基 础-土体界面力学特性的评价难题，建立了海洋动力贯入桩 基础及吸力贯入桶形基础动力受荷承载弱化效应设计及施 工控制方法，填补了多源多物理场联合模拟装备与动力模型 试验技术的空白，创新了海上风电贯入式基础结构约束边界 评价技术。创新成果经鉴定达到国际领先水平，并应用于龙源江苏 大丰（H12）200MW 海上风电等数个海上风电项目，新增销售 额 49.75 亿元，新增利润约 14.93 亿元；应用的已投产发电 项目累计发电 155 亿 kW·h，相当于北京市 1000 万人 1.5 年 的生活用电量，节省标煤 480 万吨、减少 CO2排放 1291 万吨， 具有潜在的重大社会经济效益和推广应用前景。

近日，国网宁夏超高压公司将750千伏沙湖变电站站内机器人接入WAPI（无线区域网鉴别和保密基础结构）网络，标志着宁夏电网首次实现了WAPI网络在变电站无线终端的使用与接入，为建设数字化变电站奠定了基础。