東海大橋近海風(fēng)電場工程可研性研究報告交流.ppt

,東海大橋近海風(fēng)電場工程 可研性研究報告交流,上 海 勘 測 設(shè) 計 研 究 院 2009年7月,李 健 英,交流 提 綱,1 建設(shè)背景 2 海洋功能區(qū)劃與海域使用 3. 風(fēng)能資源 工程地質(zhì) 海洋水文條件 6. 風(fēng)力發(fā)電機組選型、布置及發(fā)電量估算 7. 電氣 8. 土建工程 9. 施工組織設(shè)計 10. 工程設(shè)計概算,1 建 設(shè) 背 景,2004年，上海市發(fā)改委、上海市電力公司委托上海市氣象局、上海勘測設(shè)計研究院等單位先后完成了上海市風(fēng)能資源評價報告、上海市10萬千瓦及以上風(fēng)電場選址報告等工作。其中東海大橋海上風(fēng)電場為上海市10萬千瓦及以上風(fēng)電場選址報告推薦場址之一。 2005年，完成東海大橋海上風(fēng)電場預(yù)可行性研究報告和奉賢海上風(fēng)電場預(yù)可行性研究報告，并上報國家發(fā)改委和水規(guī)總院 2006年，完成東海大橋海上風(fēng)電場可行性研究報告，并上報國家發(fā)改委和水規(guī)總院 東海大橋海上風(fēng)電場為國內(nèi)第一座海上風(fēng)電場。為促進該項目的建設(shè)，上海市發(fā)改委向國家發(fā)改委上報關(guān)于開展海上風(fēng)電項目前期工作方案的請示，其后，國家發(fā)改委以國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于開展上海東海大橋海上風(fēng)電項目前期工作的復(fù)函作了批復(fù)提出：“為了促進我國海上風(fēng)電的開發(fā)建設(shè)，探索和積累海上風(fēng)電建設(shè)經(jīng)驗，同意開展上海東海大橋海上風(fēng)電場建設(shè)的前期工作；為了確保海上風(fēng)電建設(shè)的成功，同意按10萬千瓦的規(guī)模開展可行性研究工作；結(jié)合項目實際認真研究借鑒國外海上風(fēng)電建設(shè)的經(jīng)驗，研究制定觀測和勘測工作方案；精心組織、科學(xué)研究，按照有利于培育我國海上風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)和掌握、積累海上風(fēng)電施工技術(shù)和經(jīng)驗的原則，研究確定該項目的技術(shù)方案和建設(shè)方案”。,1 建 設(shè) 背 景,上海市發(fā)展改革委按照國家發(fā)展改革委的要求，進行上海東海大橋100兆瓦海上風(fēng)電場項目的前期工作。相關(guān)單位先后完成了東海大橋海上風(fēng)電場的工程測量、地質(zhì)勘察、環(huán)境影響、接入系統(tǒng)、臺風(fēng)災(zāi)害性論證、通航環(huán)境影響安全評估、海域使用論證等配套專題論證工作。 在以上前期工作的基礎(chǔ)上，上海市發(fā)展和改革委于2006年9月11月組織進行了東海大橋海上風(fēng)電場項目的業(yè)主招標工作。以中國大唐集團公司、上海綠色環(huán)保能源工程有限公司、中廣核能源開發(fā)有限責(zé)任公司、中國電力國際有限公司等四家公司組成的聯(lián)合體中標該項目。這標志著中國第一個海上風(fēng)電示范項目東海大橋100兆瓦海上風(fēng)電場正式啟動。 中國大唐集團公司等四方聯(lián)合體在中標后，成立了東海風(fēng)力發(fā)電有限公司公司，開展東海大橋海上風(fēng)電場建設(shè)準備工作，并對風(fēng)電場風(fēng)機主設(shè)備選擇展開充分調(diào)研和設(shè)備招標及談判等工作。 考慮到風(fēng)機設(shè)備選型過程中遇到的困難和問題、風(fēng)電場建設(shè)條件的變化情況，需對本工程投標可研報告進行修編，重新提出東海大橋海上風(fēng)電場工程可行性研究報告 2007年10月29日2007年10月31日，水電水利規(guī)劃設(shè)計總院和上海市發(fā)改委聯(lián)合對東海大橋可研報告進行審查，并于11月27日下發(fā)了上海東海大橋近海風(fēng)電場工程可行性研究報告審查意見的函。,2 海洋功能區(qū)劃和海域使用功能區(qū)劃,上海市大比例尺海洋功能區(qū)劃:上海市海洋發(fā)展戰(zhàn)略和開發(fā)規(guī)劃制定的依據(jù)，亦作為審批海域使用、協(xié)調(diào)用海關(guān)系、解決用海矛盾、調(diào)整海洋產(chǎn)業(yè)布局的重要依據(jù)，海上風(fēng)電場選址必須依靠此依據(jù)。,上海市海洋功能區(qū)劃（修編）涉及的區(qū)域： （1）港口航運區(qū) （2）漁業(yè)資源利用和養(yǎng)護區(qū) （3）旅游區(qū) （4）海水資源利用區(qū) （5）工程用海區(qū)海底管線、海岸防護工程區(qū) 、跨海橋梁區(qū) （6）其他工程用海區(qū),圖2-2 風(fēng)電場工程周圍海域使用情況圖,2 海洋功能區(qū)劃和海域使用海事要求,東海大橋橋線兩側(cè)各1000m為其保護區(qū) K12輔通航孔（1000t級）、4K6輔通航孔（500t級），有航運要求 風(fēng)機塔架上需做好警示標志 風(fēng)機葉片距海面不低于25m 運輸、施工過程中護航 運行維護船只要求,3 風(fēng) 能 資 源,根據(jù)蘆潮港70m測風(fēng)塔、試樁平臺測風(fēng)塔及洋山港、奉賢氣象站資料，小洋山海洋站、推算場址區(qū)域90m高度多年平均風(fēng)速為8.5m，較陸上沿岸平均風(fēng)速高約20 風(fēng)切變指數(shù)為0.09，小于陸上沿岸風(fēng)切變指數(shù)（0.120.14），有利于降低風(fēng)機安裝高度，減少工程投資 湍流強度小（0.10），可延長風(fēng)機壽命,3 風(fēng)能資源合理性分析,GB計算方法和數(shù)值模擬計算方法，對風(fēng)速、風(fēng)功率密度結(jié)果的影響范圍在13之間。隨著高度的增加，風(fēng)速、風(fēng)功率密度結(jié)果也趨于一致。,實測風(fēng)速驗證結(jié)果,小洋山資料進行訂正,風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法 WASP,氣象數(shù)字模擬 TAPM,風(fēng)電場風(fēng)能資源特征值 及圖表,上海海域風(fēng)速、風(fēng)功率密度等值線,上海海域風(fēng)能資源儲量與可開發(fā)量,3 風(fēng)能資源合理性分析,GB計算方法和氣象數(shù)值模擬計算方法（TAPM)，對風(fēng)速、風(fēng)功率密度結(jié)果的影響范圍在13之間。隨著高度的增加，風(fēng)速、風(fēng)功率密度結(jié)果也趨于一致。,3 風(fēng)力資源風(fēng)資源特征,場址區(qū)90m高度年平均風(fēng)速為8.6m/s，年平均風(fēng)功率密度為694.4W/m2。說明東海大橋風(fēng)電場場址區(qū)風(fēng)能資源很豐富，具有很高的經(jīng)濟可開發(fā)價值 。 場址區(qū)90m高度年有效風(fēng)速小時數(shù)為8454h（3m/s25m/s）、8320h（3.5m/s25m/s），有效風(fēng)時數(shù)較高。 代表年風(fēng)電場場址區(qū)主風(fēng)向基本為NNWNNE和ESSE方向，主風(fēng)向比較穩(wěn)定，主風(fēng)能出現(xiàn)在SSE方向，風(fēng)能分布較為集中。 風(fēng)電場90m高度湍流強度約為0.10，說明湍流相對較小。,3 風(fēng)力資源風(fēng)資源特征,3 風(fēng)力資源風(fēng)資源特征,4 工程地質(zhì),擬建場地區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好，灘面平緩，從勘探及地形圖所知，場地附近無深切溝槽，場地穩(wěn)定性較好。 本場地最大勘探揭露深度為80.15m ,揭露的地基土層按地質(zhì)時代、成因類型、土性的不同和物理力學(xué)性質(zhì)的差異可分為7個大層，其中層、層各分為2個亞層，1層又分為2個次亞層 。 本建筑場地屬類，場區(qū)地震加速度值為0.10g，地震基本烈度為度，所屬設(shè)計地震分組為第一組。本場地為抗震不利地段，本場地不存在地震液化問題。 水深隨季節(jié)和潮汐而有所變化，一般在大潮期水深較深，勘察期間水深一般9.911.9m。本場地海水對混凝土結(jié)構(gòu)有結(jié)晶分解復(fù)合類弱腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋長期浸水為弱腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋在干濕交替時為強腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性 。,4 工程地質(zhì),建議采用第1-2層下部或第2層作為本工程的樁基持力層，且在ZK4孔處的風(fēng)機位置上部飽和軟粘土較厚，樁長宜適當(dāng)加長；選擇合適的打樁設(shè)備，同時應(yīng)注意沉樁工藝。 場區(qū)附近有東海大橋和兩條光纜（中日海底光纜、海軍光纜），施工前應(yīng)確定其具體位置，進行必要的避讓，并作好施工監(jiān)測。施工前應(yīng)對海底沉船、廢棄鐵錨等障礙物進行調(diào)查、探測定位，采取避讓或清理措施。,5 海洋水文,1 水深 ：理論深度基面以下水深為7.68.1m 2 潮位：,5 海洋水文,3波浪,按IEC標準，東海大橋采用50年一遇可能最大波高7.89m（4.241.86）,5 海洋水文,（4）潮流 采用海港水文規(guī)范（JTJ214-98）的相關(guān)規(guī)定計算得到可能最大流速。考慮到水文觀測資料和所采用的準調(diào)和分析方法的局限性，為安全起見，將可能最大流速乘以1.30的安全系數(shù)后作為本工程設(shè)計的設(shè)計流速。,設(shè)計潮流流速,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置選型,國外已建、在建海上風(fēng)電場統(tǒng)計表,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置選型,國外已建、在建海上風(fēng)電場統(tǒng)計表,5 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置選型,（1）機組選型 各單機容量主要特性見表,表5-1,初選風(fēng)機設(shè)備特性表,（1）機組選型,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置選型,通過對各方案的度電成本和綜合因素如所選機型是否滿足項目進度要求、海域使用范圍要求和國內(nèi)離岸風(fēng)機供貨條件；是否有利于促進風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化進程（包括上海風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化進程）；并通過風(fēng)電機組的技術(shù)成熟程度、商業(yè)化水平、運行業(yè)績、調(diào)試水平、售后服務(wù)等比較，選擇華銳風(fēng)電3MW機型 。,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置布置,預(yù)裝輪轂安裝高度 配套的標準塔筒高度為77.5m，考慮到風(fēng)機基礎(chǔ)平臺高程不小于8m，以及風(fēng)機箱式變壓器在基礎(chǔ)平臺上安裝高度和機艙高度等情況，風(fēng)機輪轂安裝高度最小為90m，因此，本報告推薦風(fēng)電場風(fēng)機輪轂安裝高度為90m 。,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置布置,布置原則 （1）風(fēng)機布置在批準的海域范圍； （2）根據(jù)場址區(qū)風(fēng)資源分布特點，充分利用風(fēng)電場盛行風(fēng)向進行布置，合理選擇風(fēng)機間距，盡量減少風(fēng)機間尾流影響； （3）風(fēng)機布置應(yīng)避開場址附近通信、電力、油氣等海底管線的保護范圍； （4）風(fēng)機布置應(yīng)避開航道，盡量減少對船舶航行的影響，對場址內(nèi)東海大橋31000噸通航孔航道兩側(cè)的風(fēng)機間距大于1000m以上； （5）風(fēng)機布置距東海大橋應(yīng)留出1km的大橋保護區(qū)域； （6）風(fēng)機布置方案充分考慮工程施工船舶進場、拋錨、掉頭等對風(fēng)機間距的要求。,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置布置,布置方案 風(fēng)電場風(fēng)機考慮平行于岸線5排布置，風(fēng)機南北向間距（沿東海大橋方向）考慮工程施工船舶進場、拋錨等要求，取1000m；風(fēng)機東西向間距取500m。 其中，東海大橋31000噸級輔通航孔北側(cè)布置2臺風(fēng)機，通航孔南側(cè)布置4排（東西向）風(fēng)機，每排風(fēng)機79臺。,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置布置,6 風(fēng)力發(fā)電機組選型和布置發(fā)電量,本風(fēng)電場34臺風(fēng)機標準狀態(tài)下理論年發(fā)電量為37274.2萬kWh，平均單機理論年發(fā)電量為1096.3萬kWh?？紤]風(fēng)機利用率、氣候影響、空氣密度、功率曲線、風(fēng)機尾流、風(fēng)機葉片腐蝕污染、控制和湍流強度、風(fēng)電場內(nèi)能量損耗等因素的影響，東海大橋海上風(fēng)電場年發(fā)電量的修正系數(shù)為71.8%。據(jù)此推算風(fēng)電場的年上網(wǎng)電量為26762.9萬kWh，平均單機年發(fā)電量為787.1萬kWh，風(fēng)電場年等效負荷小時數(shù)為2624h，容量系數(shù)為0.2995。,7 電氣一次,風(fēng)電場電氣接入電力系統(tǒng)方案 東海大橋海上風(fēng)電場接入系統(tǒng)初步可行性研究報告及電力公司對該報告的審查意見； 上海電網(wǎng)“N-1”原則。 本風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)的接入點為220kV海洋變電站，風(fēng)電場采用兩回110kV線路接入220kV海洋變電站的110kV側(cè)。,7 電氣一次,風(fēng)電場電氣主接線風(fēng)電場集電線路 一機一變 8臺或9臺風(fēng)電機組組合成一個聯(lián)合單元，共4組。 陸上升壓變電所和海上升壓變電所的比較 陸上升壓變電所具有投資少、運行維護方便、建設(shè)周期短的優(yōu)點，相對的電能損耗引起的費用增加并不多，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和一定的經(jīng)濟優(yōu)勢。 從國外已建的近海風(fēng)電場來看，輸電距離小于25公里時均采用陸上升壓變電所方式。 110kV升壓變電所布置在大海大橋引橋東側(cè)的海堤內(nèi)。 電壓等級標準：35kV。,7 電氣一次,地理接線圖,7 電氣一次,電氣主接線圖,6 電氣二次,風(fēng)電場計算機監(jiān)控系統(tǒng)圖,8 土建工程,本風(fēng)電場土建工程設(shè)計主要包括以下三個內(nèi)容: 風(fēng)電機組支撐平臺及地基基礎(chǔ)設(shè)計 風(fēng)電場海纜穿越海堤設(shè)計 陸上變電站土建設(shè)設(shè)計 其中,風(fēng)電機組支撐平臺及地基基礎(chǔ)設(shè)計是海上風(fēng)電場設(shè)計的重點和難點，成為本工程設(shè)計的重大技術(shù)關(guān)鍵之一。,8 土建工程,土建設(shè)計的總體設(shè)計思路和設(shè)計特點 準確把握本工程風(fēng)機基礎(chǔ)的工程特性，進行專題設(shè)計研究； 本工程風(fēng)機基礎(chǔ)為同時具備高聳動力設(shè)備基礎(chǔ)、海洋工程基礎(chǔ)和軟土地基基礎(chǔ)三大工程特性的特殊結(jié)構(gòu)，針對上述工程特性進行專門設(shè)計研究，重點解決風(fēng)機荷載分析、樁基動力承載特性、結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)疲勞、系統(tǒng)頻率分析、結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)流激振動、防撞等問題。 在充分借鑒相關(guān)工程經(jīng)驗和考慮本示范工程實際情況的基礎(chǔ)上，遵循“可行性、安全性、經(jīng)濟性和適用性”的設(shè)計原則； 基礎(chǔ)設(shè)計與海上施工方案的緊密結(jié)合,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù)的技術(shù)規(guī)范 目前，國內(nèi)沒有海上風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計的規(guī)范，本工程設(shè)計主要參考了以下了三類技術(shù)規(guī)定： （1）國外出版的海上風(fēng)機結(jié)構(gòu)物設(shè)計技術(shù)規(guī)定，主要包括： Design of offshore wind turbine structuresDNV-OS-J101: 2004 Wind Turbine Generator Systems -Part1：Safety requirements IEC 61400-1:2005 Wind Turbine Generator Systems Part3：Design requirements for offshore wind turbinesIEC 61400-3:2006 （2）國內(nèi)海洋石油平臺的技術(shù)規(guī)范 （3）國內(nèi)港口工程的技術(shù)規(guī)范 基礎(chǔ)設(shè)計資料： 潮位、波浪、潮流、地勘,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),風(fēng)機荷載 本風(fēng)電場采用華銳風(fēng)電科技有限公司生產(chǎn)的單機容量3.0MW的SL3000離岸型風(fēng)機。根據(jù)廠家提供的資料, 當(dāng)風(fēng)機輪轂中心距離塔架底部80m時，作用在塔架底端的最大風(fēng)機荷載值見下表。,風(fēng)機基礎(chǔ)荷載表,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),設(shè)計工況及荷載組合 設(shè)計荷載 本工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計考慮的荷載主要包括自重、風(fēng)機荷載、波浪力、水流力、風(fēng)荷載、地震力等。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),設(shè)計工況 主要考慮施工工況、正常運行工況、極端風(fēng)況狀態(tài)工況、地震工況等荷載組合工況。經(jīng)分析，設(shè)計控制工況為極限狀態(tài)工況。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),設(shè)計原則和設(shè)計標準 設(shè)計原則 本工程海上風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計進行三種設(shè)計狀態(tài)計算：,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),設(shè)計標準 （1）樁基豎向承載力設(shè)計標準 樁基礎(chǔ)豎向承載力設(shè)計標準采用DNV-OS-J101: 2004，采用的荷載效應(yīng)和抗力效應(yīng)系數(shù)如下表：,荷載分項系數(shù)和抗力系數(shù),8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：設(shè)計依據(jù),設(shè)計標準 （2）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計標準 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計按海上固定平臺規(guī)劃、設(shè)計和推薦作法 工作應(yīng)力設(shè) 計法（SY/T 100302004）標準執(zhí)行，荷載效應(yīng)采用標準值，結(jié)構(gòu)抗力采用容許應(yīng)力。 （3）基礎(chǔ)水平變形設(shè)計標準 基礎(chǔ)等效水平抗推剛度2107N/m。同時，根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗，樁基泥面處水平變形不宜大于25mm。 （4）基礎(chǔ)沉降設(shè)計標準 采用基于mindlin應(yīng)力解的分層總和法進行。參考高聳建筑結(jié)構(gòu)對地基沉降要求，確定本工程風(fēng)機基礎(chǔ)沉降設(shè)計標準為：沉降量400mm，基礎(chǔ)傾斜0.005。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)海上石油平臺、海上燈塔及海上跨海大橋的設(shè)計經(jīng)驗，進行了四種基礎(chǔ)方案設(shè)計： 三角架組合式基礎(chǔ)； 四角架組合式基礎(chǔ)； 高樁承臺群樁基礎(chǔ)； 單根鋼管樁基礎(chǔ)方案； 以上四種風(fēng)機基礎(chǔ)型式方案的立體視圖見下圖。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,三角架組合式基礎(chǔ),8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,四角架組合式基礎(chǔ),8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,高樁承臺群樁基礎(chǔ),8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,單根鋼管樁基礎(chǔ),8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,三角架組合式方案設(shè)計 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計算 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計算與三角架組合式結(jié)構(gòu)類似，不同點在于，將4根鋼管樁穿過鋼套管打入海床中。每根樁直徑為D1500mm（壁厚3020mm），樁底高程為-65.00m。,四角架組合式基礎(chǔ)基礎(chǔ)方案結(jié)構(gòu)計算結(jié)果,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,高樁承臺群樁方案設(shè)計 方案設(shè)計 本方案采用8根D1700mm（壁厚25mm）的鋼管樁作為基樁，樁長為80.00m，其中泥面以上長度為15m，入土深度為65m左右，樁尖進入2層粉細砂層中，8根基樁在承臺底面沿半徑R=5.00m的圓周均勻布置，斜度為6:1。為滿足上部承臺混凝土的水上澆筑，設(shè)定承臺底面高程為2.00m，高于多年平均高潮位（1.86m），并設(shè)鋼底模和側(cè)模，底模以上用厚度0.80m的混凝土進行封底，再現(xiàn)澆C45鋼筋混凝土圓柱型承臺結(jié)構(gòu)，承臺直徑14m，厚度3.0m4.5m，頂高程為6.50m。直徑D450cm的風(fēng)機塔筒連接鋼管位于承臺中心，底端埋進入承臺混凝土中，參照類似工程塔架預(yù)埋環(huán)埋入深度，鋼管埋入混凝土3.0m，以保證與承臺的固端連接，鋼管頂端設(shè)操作平臺面并通過法蘭與風(fēng)機塔架連接，平臺高程為10.00m。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：方案比選,高樁承臺群樁方案設(shè)計 結(jié)構(gòu)計算 由于群樁結(jié)構(gòu)的水平變位較小，采用m法對本方案進行了極限荷載工況下樁基水平承載計算，計算時的泥面高程按天然泥面沖刷5m后的高程采用，并按規(guī)范規(guī)定進行了豎向承載和結(jié)構(gòu)強度計算。高樁承臺群樁方案結(jié)構(gòu)計算結(jié)果見下表，本設(shè)計方案可以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。,高樁承臺群樁方案結(jié)構(gòu)計算結(jié)果,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：推薦方案深化設(shè)計,動力模態(tài)分析 風(fēng)機塔架基礎(chǔ)地基是一個相互作用的動力系統(tǒng)，通過模態(tài)分析，評價風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計是否滿足海上風(fēng)機結(jié)構(gòu)體系動力特性的設(shè)計要求。為避免系統(tǒng)產(chǎn)生共振，風(fēng)機-塔架-基礎(chǔ)-地基的自振周期需要避開1P和3P（P是葉片轉(zhuǎn)動周期）。將風(fēng)機結(jié)構(gòu)體系簡化為多自由度體系，基礎(chǔ)和塔架采用薄壁管單元模擬，地基采用線性彈簧模擬。根據(jù)廠家提供的風(fēng)機質(zhì)量、剛度和位置，將風(fēng)機簡化為集中質(zhì)點考慮。 計算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)體系第一自振頻率的范圍為0.2160.218Hz，響應(yīng)的周期為4.6294.587s，而SL3000型風(fēng)機葉片的額定轉(zhuǎn)動周期1P=3.82s，3P=11.46s。可見，采用上述基礎(chǔ)的風(fēng)機系統(tǒng)可以滿足系統(tǒng)自振頻率的要求。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：推薦方案深化設(shè)計,防腐設(shè)計 根據(jù)海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)定（JTJ275）和海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)定（JTJ230）的要求，海洋腐蝕環(huán)境一般分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海泥區(qū)五個腐蝕區(qū)帶；浪花飛濺區(qū)是鋼鐵設(shè)施腐蝕最嚴重的區(qū)域，也是最嚴峻的海洋腐蝕環(huán)境；在平均低潮線以下0.51.0m處和在與海水海泥交界處也是腐蝕峰值區(qū)段。 對于鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計，在大氣區(qū)采用防腐涂層方案；在飛濺區(qū)采用防腐涂層和預(yù)留腐蝕裕量的措施；水下區(qū)采用防腐涂層和犧牲陽極保護的措施。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：推薦方案深化設(shè)計,觀測設(shè)計 本工程風(fēng)機基礎(chǔ)共34個，擬選擇2臺基礎(chǔ)進行觀測設(shè)計布置。觀測設(shè)計內(nèi)容包括：鋼管樁樁身應(yīng)力檢測、風(fēng)機基礎(chǔ)沉降觀測、鋼管樁的變形觀測。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：靠船及防撞設(shè)計,風(fēng)機基礎(chǔ)靠船設(shè)施設(shè)計 本工程工作船靠泊設(shè)置采用分離式結(jié)構(gòu)，即靠船設(shè)施與風(fēng)機基礎(chǔ)分離布置，在基礎(chǔ)外單獨設(shè)置靠船樁，樁側(cè)設(shè)置橡膠護舷。 靠船樁結(jié)構(gòu)按200噸（DWT）工作船以1.00m/s速度靠泊設(shè)計，按3.00m/s速度意外撞擊校核。考慮護舷與靠船樁共同作用抵抗撞擊力。 經(jīng)計算，采用直徑2.50m，壁厚5.0mm的鋼管樁作為靠船樁。樁頂高程4.00m，樁長49.00m，進入2層粉細砂層?？看瑯俄敳吭O(shè)置工作廊道與風(fēng)機基礎(chǔ)頂部平臺相連。,8 土建工程風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計：靠船及防撞設(shè)計,風(fēng)機基礎(chǔ)防撞設(shè)計 （1）1000噸級通航孔兩側(cè)防撞 1000噸級通航孔兩側(cè)的九臺風(fēng)機，每臺周圍設(shè)置5根直徑2.50m的防撞鋼管樁，樁周設(shè)置橡膠護舷，每根樁之間以兩道錨鏈相連?？紤]1000噸級船舶以3.0m/s的速度正面撞擊。由于撞擊力很大且船舶撞擊為偶然荷載，從技術(shù)經(jīng)濟角度綜合考慮，本工程防撞樁的設(shè)計原則為撞擊時鋼管樁產(chǎn)生大變形破壞，消耗撞擊能量，而不確保撞擊時候防撞鋼管樁不損壞。發(fā)生撞擊事故后如防撞樁嚴重損壞，應(yīng)及時重新設(shè)置。 （2）風(fēng)電場內(nèi)部防撞 其余風(fēng)機防撞按200噸級船舶考慮。每臺周圍設(shè)置5根直徑1.20m的防撞鋼管樁，樁周設(shè)置橡膠護舷，每根樁之間以兩道錨鏈相連。防撞樁設(shè)計原則與通航孔側(cè)的防撞樁相同。,8 土建工程海纜穿堤設(shè)計,本風(fēng)電場有4回35kV海纜需穿越東海一線海堤后連接到陸上110kV變電站。為減小海纜穿堤對海堤安全的不利影響，穿堤施工采用非開挖的定向鉆工法，設(shè)計要點如下： （1）選擇合適的電纜埋設(shè)深度，并在海堤內(nèi)側(cè)設(shè)置防滲攪拌墻，確保不發(fā)生滲透破壞； （2）出口處電纜工作井內(nèi)的電纜管底部最大高程和工作井頂高程須高于海堤的防洪標準，確保不發(fā)生海水通過電纜保護管倒灌到變電站內(nèi)。海纜穿堤處海堤的防洪水位標準為200年一遇潮位5.