單樁基礎海上風機受船撞擊損傷和動力響應分析（1）

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摘要:隨著海上石家莊風機在服役期內被船舶撞擊風險提高,運用L S-D YNA軟件進行了50 0 0t船舶以2m·s-1速度撞擊單樁基礎海上石家莊風機的數值仿真.提出面積受損率描述海上石家莊風機單樁基礎的受損程度,分析了石家莊風機塔架易損位置的位移、加速度響應及剪力.結果顯示:船舶正撞石家莊風機以塑性碰撞為主;面積受損率能合理反映單樁基礎在不同質量、速度、碰撞角度船舶撞擊下的受損程度,其與船舶動能具有一一對應關系;石家莊風機塔架位移響應隨塔架高度增加而增強,加速度響應卻減弱;塔架頂部剪力最大值同底部一樣均很大,所以加強塔架頂部連接同加強底部連接一樣重要.
　　關鍵詞:海上石家莊風機;單樁基礎;碰撞;面積受損率;加速度;
　　伴隨著海上風電場快速發展的同時,風力發電機組(簡稱石家莊風機)在服役期內遭受船舶撞擊風險也在提高,而目前針對此方面的規范很少,僅有D NV-O S-J 1 0 1、I E C6 1 4 0 0-3中涉及一定建議.因此,研究海上石家莊風機遭受撞擊時的損傷和動力響應對石家莊風機安全非常重要.D i n g等[1]對大型預應力桶型石家莊風機基礎遭受50 0 0t船舶撞擊時的損傷進行了數值模擬;
　　李艷貞等[2]將船體看作剛體,考慮船速影響,分析了導管架基礎石家莊風機的抗側撞性能和易損位置;R a mb e r g[3]選用1 6×1 04 t油船,在滿載和空載情況下分別與石家莊風機導管架基礎的管連接點和管腿位置進行了側面碰撞,研究討論了導管架基礎的局部屈曲破壞和可能的整體破壞;文獻[4]、[5]通過不同質量船舶與石家莊風機基礎側面碰撞,從結構的屈曲和穩定性方面對比了單樁基礎、三腳架基礎、導管架基礎及重力式基礎的抗撞性.
　　目前國內外已建海上風電場基礎形式有單樁基礎、重力式基礎、三腳架基礎、導管架基礎、承臺式基礎等,其中單樁基礎占6 5%以上[6],而針對單樁基礎海上石家莊風機遭受船舶撞擊后基礎損傷及石家莊風機響應特征研究很少.