東(dong)(dong)海(hai)(hai)大橋(qiao)海(hai)(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)場是亞洲(zhou)第一(yi)座大型(xing)海(hai)(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)場，位于東(dong)(dong)海(hai)(hai)大橋(qiao)東(dong)(dong)側的海(hai)(hai)域，風(feng)(feng)電(dian)場總裝機(ji)容量100MW，擬布(bu)置20臺單機(ji)容量5MW的風(feng)(feng)電(dian)機(ji)組。在海(hai)(hai)上(shang)修建(jian)風(feng)(feng)電(dian)場,海(hai)(hai)洋(yang)水文(wen)、氣候條(tiao)件和海(hai)(hai)底地質條(tiao)件都非(fei)常復雜，給風(feng)(feng)電(dian)機(ji)組地基(ji)(ji)基(ji)(ji)礎設(she)(she)計(ji)和建(jian)造帶來了(le)困難。風(feng)(feng)機(ji)地基(ji)(ji)基(ji)(ji)礎設(she)(she)計(ji)和建(jian)造，是海(hai)(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)場建(jian)設(she)(she)的難題之一(yi)，對其的經濟性(xing)和適用性(xing)將(jiang)產生重要影(ying)響。在東(dong)(dong)海(hai)(hai)大橋(qiao)海(hai)(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)場設(she)(she)計(ji)中，設(she)(she)計(ji)單位對風(feng)(feng)機(ji)地基(ji)(ji)基(ji)(ji)礎進(jin)行了(le)專(zhuan)題設(she)(she)計(ji)研究(jiu)，對海(hai)(hai)上(shang)風(feng)(feng)電(dian)場風(feng)(feng)機(ji)基(ji)(ji)礎結構選型(xing)、結構計(ji)算分析等進(jin)行了(le)深(shen)入研究(jiu),初步掌握了(le)海(hai)(hai)上(shang)風(feng)(feng)機(ji)地基(ji)(ji)基(ji)(ji)礎特性(xing)及若干(gan)設(she)(she)計(ji)技(ji)術關鍵。
風電場位(wei)于臨港新城至洋山深(shen)水(shui)港的東海大(da)橋兩側1000米以外沿線(xian)(xian)，最北端距(ju)離南匯嘴岸線(xian)(xian)近6公里，最南端距(ju)岸線(xian)(xian)13公里，全部位(wei)于上海市境內。
預計(ji)總(zong)裝機容量(liang)(liang)10萬千瓦，單機容量(liang)(liang)不低于2000千瓦。未(wei)來預計(ji)發電(dian)量(liang)(liang)可達2.6億度(du)，可供上海20多萬戶居(ju)民使用一年。海上風電(dian)場所發電(dian)能將通過海底電(dian)纜輸送回陸地。
東(dong)海(hai)(hai)大橋(qiao)海(hai)(hai)上風(feng)電場(chang)位于東(dong)海(hai)(hai)大橋(qiao)東(dong)側(ce)的東(dong)海(hai)(hai)海(hai)(hai)域，風(feng)電場(chang)北端距(ju)(ju)岸(an)線8km，南端距(ju)(ju)岸(an)線13km，20臺5MW風(feng)機分三排布置，風(feng)機南北向(xiang)間距(ju)(ju)(沿東(dong)海(hai)(hai)大橋(qiao)走向(xiang))750m，東(dong)西間距(ju)(ju)1.2km。工程(cheng)(cheng)海(hai)(hai)域水(shui)深9.9～11.9m，海(hai)(hai)底灘面高程(cheng)(cheng)-10.00～-10.67m。灘地(di)表(biao)層主要為(wei)淤泥。
目前國內還沒有海(hai)上(shang)風機基礎設(she)(she)(she)計(ji)(ji)的規(gui)(gui)(gui)程規(gui)(gui)(gui)范(fan)，本工(gong)程設(she)(she)(she)計(ji)(ji)主要(yao)參考(kao)國內、外相關(guan)規(gui)(gui)(gui)范(fan)。主要(yao)依據的規(gui)(gui)(gui)范(fan)有:《海(hai)港水文(wen)規(gui)(gui)(gui)范(fan)》(JTJ214-98)、《建筑樁基技術規(gui)(gui)(gui)程》(JGJ94-94)、《Design of off-shore wind turbine structures》(DNV-OS-J101:2004)、《海(hai)上(shang)固定平臺規(gui)(gui)(gui)劃、設(she)(she)(she)計(ji)(ji)和推薦作(zuo)法(fa)工(gong)作(zuo)應力設(she)(she)(she)計(ji)(ji)法(fa)》(SY/T10030—2004)和《海(hai)上(shang)鋼結構疲(pi)(pi)勞強度分(fen)析(xi)推薦作(zuo)法(fa)》(SY/T10049—2004)等。根據風機設(she)(she)(she)備商提供的基礎荷載、基礎設(she)(she)(she)計(ji)(ji)要(yao)求分(fen)別進行承載極限(xian)狀態(tai)、疲(pi)(pi)勞極限(xian)狀態(tai)和系統模態(tai)計(ji)(ji)算。
目前國(guo)(guo)外海(hai)(hai)上(shang)風電場(chang)風機(ji)基(ji)礎(chu)(chu)從結構型(xing)式(shi)(shi)(shi)上(shang)主(zhu)要分為(wei)(wei)重力固定式(shi)(shi)(shi)、支柱固定式(shi)(shi)(shi)及浮置式(shi)(shi)(shi)基(ji)礎(chu)(chu)。東海(hai)(hai)大橋(qiao)海(hai)(hai)上(shang)風電場(chang)位(wei)于(yu)海(hai)(hai)上(shang)近岸海(hai)(hai)水(shui)區(qu)，海(hai)(hai)床面以下20m深(shen)度內地基(ji)土以軟(ruan)粘土為(wei)(wei)主(zhu)。根(gen)(gen)據西歐國(guo)(guo)家(jia)現有(you)海(hai)(hai)上(shang)風機(ji)塔(ta)架基(ji)礎(chu)(chu)結構型(xing)式(shi)(shi)(shi),并參(can)考國(guo)(guo)內外海(hai)(hai)上(shang)石油(you)平(ping)臺(tai)、海(hai)(hai)上(shang)燈塔(ta)及海(hai)(hai)上(shang)跨海(hai)(hai)大橋(qiao)的設計(ji)(ji)經驗，認(ren)為(wei)(wei)采用固定式(shi)(shi)(shi)樁柱基(ji)礎(chu)(chu)比較(jiao)合適。為(wei)(wei)此提出4種(zhong)(zhong)基(ji)礎(chu)(chu)型(xing)式(shi)(shi)(shi)進(jin)行結構方(fang)(fang)案設計(ji)(ji)。第1種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案為(wei)(wei)三腳架組(zu)(zu)合式(shi)(shi)(shi)基(ji)礎(chu)(chu)、第2種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案為(wei)(wei)4腳架組(zu)(zu)合式(shi)(shi)(shi)基(ji)礎(chu)(chu),這(zhe)兩種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案均為(wei)(wei)參(can)考海(hai)(hai)上(shang)石油(you)平(ping)臺(tai)、海(hai)(hai)上(shang)燈塔(ta)基(ji)礎(chu)(chu)的結構型(xing)式(shi)(shi)(shi)。第3種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案為(wei)(wei)高樁承臺(tai)群樁基(ji)礎(chu)(chu)。第4種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)案為(wei)(wei)單根(gen)(gen)鋼(gang)管樁基(ji)礎(chu)(chu)方(fang)(fang)案，其(qi)為(wei)(wei)國(guo)(guo)外海(hai)(hai)上(shang)淺海(hai)(hai)風機(ji)基(ji)礎(chu)(chu)的常用結構型(xing)式(shi)(shi)(shi)。
從基(ji)礎(chu)結構特點(dian)、適用(yong)自然(ran)條(tiao)件(jian)、海上施工技術與(yu)經驗以及(ji)經濟性方(fang)(fang)面對上述4種基(ji)礎(chu)結構方(fang)(fang)案進行(xing)了比較(jiao)，最后選擇4角架組合式(shi)基(ji)礎(chu)為推薦(jian)方(fang)(fang)案。
4腳架(jia)組合(he)式基礎結構(gou)型式為：用4根(gen)鋼管樁(zhuang)定位(wei)于(yu)海(hai)底，樁(zhuang)頂(ding)通過與鋼套(tao)管的固接支撐上部4腳架(jia)結構(gou)，構(gou)成組合(he)式基礎。4腳架(jia)承(cheng)受(shou)上部塔架(jia)荷載,并將荷載傳(chuan)遞給4根(gen)鋼樁(zhuang)。施工時(shi)，先(xian)在4個鋼套(tao)管基座位(wei)置在基床拋約2m。
厚(hou)度的(de)(de)(de)高(gao)強土(tu)(tu)工網裝碎石，以(yi)提(ti)高(gao)地基(ji)土(tu)(tu)對4腳桁(heng)架(jia)的(de)(de)(de)承載力，然(ran)后沉放4腳桁(heng)架(jia)的(de)(de)(de)預(yu)制(zhi)鋼構(gou)件，預(yu)制(zhi)鋼構(gou)件沉放定位后,再將(jiang)4根(gen)鋼管直樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)穿過鋼套管打入(ru)海(hai)床(chuang)中，每根(gen)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)直徑為(wei)2.2m，樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)長55m，樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)頂高(gao)程為(wei)-3m，樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)尖高(gao)程為(wei)-58m，樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)尖進入(ru)粉細砂層中,基(ji)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)呈等邊(bian)4邊(bian)形分布，間(jian)距為(wei)16m。鋼套管外壁配帶特制(zhi)固樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)器與基(ji)樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)初(chu)步連(lian)(lian)接,在調整上(shang)部(bu)(bu)結構(gou)水(shui)平度后，再采用高(gao)強灌漿法完成鋼套管與鋼樁(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)固接。上(shang)部(bu)(bu)4腳架(jia)為(wei)預(yu)制(zhi)鋼構(gou)件，其包括12根(gen)直徑2m的(de)(de)(de)水(shui)平和斜向鋼管連(lian)(lian)桿，其分別連(lian)(lian)接4個鋼套管以(yi)及位于中心(xin)的(de)(de)(de)直徑6.5m的(de)(de)(de)上(shang)部(bu)(bu)豎向鋼管。
上(shang)(shang)海(hai)(hai)東海(hai)(hai)大橋10萬(wan)(wan)(wan)千瓦(wa)海(hai)(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)(dian)項目(mu)是(shi)全(quan)球歐洲之外第(di)(di)一(yi)個海(hai)(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)(dian)并網項目(mu)，也是(shi)中國第(di)(di)一(yi)個國家海(hai)(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)(dian)示范項目(mu)。該項目(mu)位于東海(hai)(hai)大橋東側的(de)上(shang)(shang)海(hai)(hai)市(shi)海(hai)(hai)域，距離岸線8-13千米，平均(jun)水深10米，總裝(zhuang)機(ji)容量(liang)(liang)102兆瓦(wa)，全(quan)部采用(yong)(yong)華銳(rui)風(feng)電(dian)(dian)自主研(yan)發(fa)的(de)34臺3兆瓦(wa)海(hai)(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)(dian)機(ji)組。預計(ji)未來(lai)年發(fa)電(dian)(dian)量(liang)(liang)可(ke)達(da)2.6億度，所發(fa)電(dian)(dian)能將通過(guo)海(hai)(hai)底電(dian)(dian)纜(lan)輸送回陸地，可(ke)供上(shang)(shang)海(hai)(hai)20多(duo)萬(wan)(wan)(wan)戶(hu)居民使(shi)用(yong)(yong)一(yi)年，相當于每年節約燃(ran)煤10萬(wan)(wan)(wan)噸，每年減排二氧化碳20萬(wan)(wan)(wan)噸。
東(dong)海大橋海上(shang)風(feng)電場(chang)在我國風(feng)電場(chang)建設史上(shang)創造(zao)了(le)(le)(le)多項“第(di)一”:第(di)一次采(cai)用(yong)自主研發的3兆瓦離岸型(xing)機(ji)組，標志著我國大功率風(feng)電機(ji)組裝備制(zhi)造(zao)業躋(ji)身世界(jie)先進行列；第(di)一次采(cai)用(yong)海上(shang)風(feng)機(ji)整體吊(diao)裝工(gong)(gong)藝，大大縮短了(le)(le)(le)海上(shang)施工(gong)(gong)周期，創造(zao)了(le)(le)(le)一個(ge)月在工(gong)(gong)裝船上(shang)組裝10臺(tai)、海上(shang)吊(diao)裝8臺(tai)的記錄(lu)；在世界(jie)上(shang)第(di)一次使用(yong)高(gao)樁承臺(tai)基礎設計，有(you)效解決(jue)了(le)(le)(le)高(gao)聳風(feng)機(ji)承載、抗拔、水平移位(wei)的技術難題。
巧(qiao)笑倩兮
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