Проектирование свай для морских ветротурбин — Основной доклад конференции Piling 2020 — Профессор...

Эта лекция, посвященная проектированию свай для морских ветротурбин, была прочитана 24 марта 2020 года профессором Байроном Бирном (кафедра инженерных наук, Оксфордский университет) на конференции Piling 2020. Веб-сайт конференции: https://www.piling2020.org/ Список основных докладчиков: https://www.piling2020.org/keynote-sp... Аннотация: Морская ветроэнергетика является важной составляющей энергетического баланса Великобритании: почти 2500 морских ветротурбин либо уже введены в эксплуатацию, либо находятся в стадии строительства, и еще больше запланировано на ближайшие несколько десятилетий. Аналогичные амбициозные планы существуют по всей Европе и в других частях мира. Передовые инженерные решения играют решающую роль в снижении капитальных и эксплуатационных затрат и необходимы для того, чтобы ветроэнергетическая отрасль была конкурентоспособной по стоимости и устойчивой. Моноопоры большого диаметра являются предпочтительным типом фундамента для морских ветротурбин и, вероятно, останутся таковыми в среднесрочной перспективе, даже по мере увеличения глубины воды и размеров турбин. При проектировании моноопорного фундамента необходимо учитывать начальную жесткость для расчета собственных частот турбин, а также предельную несущую способность, чтобы гарантировать, что турбины не опрокинутся в течение всего срока службы ветропарка. Проект PISA, завершенный в период с 2013 по 2018 год, решает обе эти задачи проектирования с помощью сочетания численного моделирования, теоретических разработок и полевых экспериментов среднего масштаба. В данной статье будут рассмотрены масштабы и результаты проекта PISA, начиная с проектирования в однородных грунтах и ​​заканчивая применением к реалистичным слоистым грунтовым профилям, встречающимся у берегов Великобритании и Европы. Еще одним фактором, влияющим на проектирование, является воздействие циклических нагрузок, обусловленных ветровой и волновой нагрузкой, а также работой ветротурбины как машины. Проектировщик должен быть уверен, что турбина не будет постепенно наклоняться до неприемлемого уровня из-за совокупного воздействия циклических нагрузок с течением времени, а также не будет наклоняться быстрее во время сильного шторма. В статье будут описаны новые методы проектирования, основанные на гиперпластической модели ускоренного храпового механизма (HARM), которые учитывают циклические нагрузки, а также экспериментальные данные, подтверждающие их разработку и применение. Будет представлен обзор проекта PICASO, целью которого является дальнейшее развитие методов проектирования при циклических нагрузках, основанных на методе проектирования PISA, в частности, с учетом псевдослучайных многонаправленных нагрузок, актуальных для морских ветротурбин. В заключение будет приведено краткое описание проекта ALPACA, посвященного проектированию боковых свай для забивных свай в меловых породах.