海上风电四筒导管架基础下放过程试验研究

摘要

筒型基础结构下水安装过程中,将经历筒裙入水、筒内气-水置换、筒顶完全入水直至入泥到设计深度的复杂施工过程.基础下放通过浪溅区时受到砰击荷载作用,可能出现吊缆过载断裂和松弛失效现象,且下放过程基础与缆绳耦合响应,影响基础稳性.采用筒内主动存储一部分气体的下放方式,不但可以有效控制自重入泥阶段,在水中下放时,可以有效降低缆绳吊力,明显增强筒型基础下放过程中姿态的控制能力.针对海上风电四筒导管架基础下放施工过程中气-水置换关键技术,考虑筒内主动憋气的下放安装施工方法,采用动态下放和稳态响应两种形式,研究波浪环境荷载下不同初始吃水工况下气垫响应机理、基础运动特性和吊缆张力响应规律,明确施工过程中吊缆的安全性能.研究表明:筒型基础憋气下放至顶盖完全淹没前,筒内气垫压力和气垫高度线性增长,不同初始吃水工况下筒内气垫压力增长速率相同;筒型基础顶盖完全淹没前筒内气垫高度线性增长,缆绳张力变化速率大于顶盖完全淹没后的阶段;基础通过浪溅区阶段时受到波浪砰击荷载作用,气垫结构对砰击荷载存在缓冲效应;气垫结构为基础提供浮力较大,且砰击荷载作用下基础受到向上的冲击力,通过分析吊缆动态放大因子和失效因子可知吊缆未出现过载和松弛失效现象.