本書系統(tǒng)講述海上風電機組基礎結構設計及其防腐蝕防護等相關問題。全書共分7章,主要內容包括緒論、海上風電機組基礎結構設計原理及作用效應組合、樁承式基礎、重力式基礎、筒式基礎、漂浮式基礎以及海上風電機組基礎防腐蝕等。
風能是一種綠色清潔的可再生能源,利用風能發(fā)電是碳減排的有效途徑之一,在減緩全球氣候變化、確保能源安全等方面發(fā)揮著重要作用。海上風資源豐富,開發(fā)潛力巨大,海上風電開發(fā)已成為沿海國家風電發(fā)展的主要方向,但同時也面臨諸多的挑戰(zhàn)。歐洲是海上風電發(fā)展的先驅,在世界海上風電已進入大規(guī)模開發(fā)階段的背景下,我國海上風電建設也拉開了序幕。2010年,上海東海大橋102MW海上風電場投產運行,標志著我國首個真正意義上的海上風電場正式建成。截至2013年底,我國海上風電建設技術整體還處于起步階段,既無成熟經驗也無相關的建設標準和規(guī)范,基礎結構設計尚處于邊建設邊探索階段。與此同時,教育部根據(jù)社會經濟發(fā)展的需要,于2010年批準成立了新能源科學與工程本科專業(yè),而涉及風電專業(yè)的核心課程“近海風電場”的教材卻嚴重缺乏。在此背景下,河海大學聯(lián)合國內相關設計單位于2014年編寫出版了《海上風電機組基礎結構》,并得到教育部高等學校水利類專業(yè)教學指導委員會支持和國家出版基金資助,入選了全國水利行業(yè)規(guī)劃教材和國家重點圖書出版規(guī)劃項目。
近年來,隨著我國海上風電開發(fā)的迅猛發(fā)展,海上風電機組基礎結構型式也逐漸從最初的群樁基礎向單樁基礎和導管架基礎發(fā)展,各種基礎結構型式的計算方法及其建設技術也逐步在工程實踐中得到更新和調整。2018年,國家能源局在總結工程實踐經驗的基礎上,參考國內外先進標準,編制發(fā)布了《海上風電場工程風電機組基礎設計規(guī)范》(NB/T 10105-2018),規(guī)范我國海上風電場工程風電機組的基礎結構設計工作。為適應當前海上風電場建設和發(fā)展的需要,讓學生和相關工程設計人員及時了解和掌握當前不斷發(fā)展的海上風電基礎新結構、設計理論和方法,筆者結合現(xiàn)行國家行業(yè)標準,對原教材重新進行了修編并作為第2版正式出版。
第2版前言
第1版前言
第1章 緒論
1.1 風能利用背景及意義
1.1.1 能源與需求
1.1.2 風能資源利用
1.2 海上風電發(fā)展概況
1.2.1 國際海上風電發(fā)展概況
1.2.2 中國海上風電發(fā)展概況
1.3 海上風電機組系統(tǒng)組成
1.4 海上風電機組基礎分類
1.4.1 樁承式基礎
1.4.2 重力式基礎
1.4.3 筒式基礎
1.4.4 漂浮式基礎
思考題
參考文獻
第2章 海上風電機組基礎結構設計原理及作用效應組合
2.1 極限狀態(tài)和設計狀況
2.1.1 極限狀態(tài)
2.1.2 設計狀況
2.1.3 設計安全等級
2.2 作用及其效應組合
2.2.1 作用的分類
2.2.2 作用的代表值
2.2.3 作用效應及其組合
2.2.4 極限狀態(tài)設計表達式
2.3 海上風電機組基礎作用荷載
2.3.1 風電機組荷載
2.3.2 風荷載
2.3.3 波浪荷載
2.3.4 海流荷載
2.3.5 海冰荷載
2.3.6 地震作用
2.3.7 船舶荷載
2.3.8 其他荷載
2.4 設計環(huán)境工況作用效應組合
2.5 荷載的動態(tài)特性
2.5.1 風荷載
2.5.2 氣動荷載
2.5.3 波浪荷載
2.5.4 地震作用
思考題
參考文獻
第3章 樁承式基礎
3.1 樁承式基礎的結構型式及其特點
3.1.1 單樁基礎
3.1.2 三腳架基礎
3.1.3 導管架基礎
3.1.4 高樁承臺基礎
3.2 樁承式基礎的一般構造
3.2.1 樁
3.2.2 導管架(三腳架)
3.2.3 承臺
3.2.4 附屬結構
3.3 樁基布置
3.3.1 導管架(三腳架)基礎樁基布置
3.3.2 高樁承臺基礎樁基布置
3.4 樁承式基礎的計算
3.4.1 樁承式基礎的計算內容
3.4.2 樁基礎軸向承載力
3.4.3 樁基礎豎向變形計算
3.4.4 樁基礎水平承載力及變形計算
3.4.5 樁體結構設計
3.4.6 樁基礎防沖刷設計
……
第4章 重力式基礎
第5章 筒式基礎
第6章 漂浮式基礎
第7章 海上風電機組基礎防腐蝕
參考文獻
附錄 海上風電機組基礎結構設計常用標準規(guī)范清單