海上風(fēng)機(jī)塔架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)具有ZX高、承受水平力和彎矩較大等受力特點(diǎn)，且與海床地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況、海上風(fēng)和浪的荷載以及海流等諸多因素有關(guān)，同時(shí)海上施工條件復(fù)雜，受安裝、施工設(shè)備能力的影響很大，設(shè)備的使用和調(diào)遣費(fèi)用也非常昂貴。因此，海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)被認(rèn)為是造成海上風(fēng)電成本較高的主要因素之一。合理選擇基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式對(duì)結(jié)構(gòu)安全、施工難易程度及工程造價(jià)具有重要影響。

國(guó)外海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)一般有單樁、重力式、導(dǎo)管架、吸力式、漂浮式等基礎(chǔ)型式。國(guó)內(nèi)多采用混凝土高樁承臺(tái)基礎(chǔ)、混凝土低樁承臺(tái)、導(dǎo)管架及單樁等基礎(chǔ)型式。這幾種基礎(chǔ)形式主要涉及鋼管樁沉樁施工及承臺(tái)施工兩部分。

鋼管樁在施工過(guò)程中，也存在著許多的不確定因素，有可能對(duì)施工安全及承載力控制等造成影響。因此，建議在鋼管樁施工過(guò)程中，使用高應(yīng)變?cè)O(shè)備，對(duì)打樁過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，這樣就可以對(duì)施工過(guò)程中，樁身的應(yīng)力，錘擊能量，實(shí)時(shí)承載力等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)；另外，如果對(duì)同一根樁做過(guò)GRLWEAP打樁模擬分析，還可將高應(yīng)變實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與之進(jìn)行對(duì)比，對(duì)GRLWEAP模擬分析進(jìn)行優(yōu)化，并可指導(dǎo)后續(xù)樁基礎(chǔ)的模擬分析。

相比陸地上的高應(yīng)變測(cè)試，海上高應(yīng)變測(cè)試的操作難度更高，不過(guò)，由于打樁錘的錘擊能量大，錘擊對(duì)中好，所以其實(shí)海上高應(yīng)變測(cè)試總體效果是非常理想的，來(lái)自各地的用戶已經(jīng)充分證明了這一點(diǎn)。另外，海上高應(yīng)變測(cè)試經(jīng)常會(huì)涉及到樁頭位于水面以下的情況，這就會(huì)給測(cè)試帶來(lái)一定的困難，因?yàn)樵谶@種情況下，傳感器要位于水下，深度可能會(huì)達(dá)到幾十米，甚至上百米，這對(duì)傳感器的防水性，以及對(duì)海水的抗腐蝕性能提出了很高的要求；再者，這種情況下，主電纜的長(zhǎng)度往往都超過(guò)100米，有時(shí)甚至需要兩三百米，這又對(duì)由于電纜過(guò)長(zhǎng)造成的電壓損失補(bǔ)償提出了要求，以保證測(cè)試信號(hào)的穩(wěn)定性及可靠性。PDI委托Seacon公司生產(chǎn)的水下傳感器能夠WM勝任這樣的工況，并已經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明其可靠性。只不過(guò)，由于水深較深，傳感器無(wú)法回收，檢測(cè)成本相對(duì)會(huì)比較大，但考慮高應(yīng)變測(cè)試帶來(lái)的巨大作用，還是值得的。

01 高應(yīng)變打樁分析儀PDA-8G

02 水下應(yīng)變和加速度傳感器

承臺(tái)起著承上啟下的作用，上接風(fēng)機(jī)塔筒過(guò)渡段，下接樁基，風(fēng)機(jī)承受的巨大荷載通過(guò)塔筒傳遞給承臺(tái)，還需承受臺(tái)風(fēng)期巨大的波浪力，承臺(tái)受力復(fù)雜且荷載大，承臺(tái)施工質(zhì)量直接關(guān)系到上部風(fēng)機(jī)的安全。

此外承臺(tái)屬于大體積混凝土，容易因水化熱出現(xiàn)溫度裂縫，模板的支立，倉(cāng)面砼澆筑管理、施工冷縫和溫控裂縫等較難控制，并且砼攪拌船海上施工作業(yè)容易受風(fēng)浪影響。

01 無(wú)線混凝土溫度和強(qiáng)度傳感器

02 混凝土傳感器

風(fēng)機(jī)設(shè)備海上安裝是風(fēng)機(jī)安裝工作中Z為重要的內(nèi)容，經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的調(diào)查了解，根據(jù)風(fēng)機(jī)零散設(shè)備的預(yù)拼裝程度與起吊模式，可將風(fēng)機(jī)吊裝方案分為整體組裝與吊裝模式、分體組裝與吊裝模式。

風(fēng)機(jī)塔筒及風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分，其安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。

風(fēng)機(jī)塔筒屬于金屬構(gòu)件，采用的鋼管樁直徑較大，鋼材材質(zhì)為低合金高強(qiáng)度鋼，鋼材的卷制和焊接施工難度較大，縱向焊縫與環(huán)向焊縫又是塔筒的關(guān)鍵部位，焊接質(zhì)量不易控制，因此無(wú)論是在生產(chǎn)過(guò)程中還是安裝后都需要進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè)。

風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生缺陷的原因是多方面的，在生產(chǎn)制造過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)孔隙、分層和夾雜等典型缺陷。此外，葉片在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中，由于葉片本身尺寸和自重較大而且具有一定的彈性。因此，一定要做好保護(hù)葉片的工作，以防產(chǎn)生內(nèi)部損傷。

01 Flaw Detector 100超聲波探傷儀

此外，鋼結(jié)構(gòu)塔架處于海洋大氣環(huán)境中，經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕解決方案是采用長(zhǎng)壽命防腐涂層體系，除對(duì)防腐材料有一定要求外，涂層厚度也是關(guān)系著風(fēng)機(jī)抗腐蝕能力的關(guān)鍵。

02 涂層測(cè)厚計(jì)

主海纜敷設(shè)工藝流程

裝纜運(yùn)輸 → 施工準(zhǔn)備（牽引鋼纜布放、掃海等） → 始端登陸施工 → 海中段電纜敷埋施工 → 終端登升壓平臺(tái)施工 → 海纜沖埋、固定 → 終端電氣安裝 → 測(cè)試驗(yàn)收。

海纜敷設(shè)施工圖

海上風(fēng)電工程的安全監(jiān)測(cè)主要包括風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)與導(dǎo)管架的受力狀態(tài)、變形特征與在環(huán)境荷載（臺(tái)風(fēng)、海浪、地震）作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

• 記錄風(fēng)機(jī)支撐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)載荷特性，確保其穩(wěn)定性。

• 記錄環(huán)境載荷（臺(tái)風(fēng)、海浪、地震）對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的影響并進(jìn)行相應(yīng)的安全性評(píng)估。

• 為近海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和研究提供參考依據(jù)。

根據(jù)實(shí)際施工方法的不同，監(jiān)測(cè)也存在一定的差異，如TML的漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)施監(jiān)測(cè)方案，BDI無(wú)線結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

01 TML漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)施監(jiān)測(cè)方案

02 BDI無(wú)線結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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