[01350541]近海高耸结构基础及防撞系统关键技术与工程应用

我国近海建造的大量超高风电塔、输电线路铁塔等高耸结构普遍采用高承台群桩作为基础。这类工程结构基础在服役期内将承受风、浪、流、船舶撞击等各类自然和人为灾害荷载的作用。这些灾害荷载具有长期性、循环性及突发性的特点，导致近海高耸结构基础时常出现过大变形及船舶撞击破坏。在国家自然科学基金、省部人才基金、企业委托等10余个项目的资助下，通过模型试验、现场监测及理论分析，取得了如下创新成果：　　（1）通过对风荷载和近海海域波浪荷载的频谱特性及其与高耸结构相互作用分析，提出了近海风机上部结构和基础的风荷载、浪荷载以及风浪循环效应引起的塔架和基础疲劳荷载的计算方法，建立了基于风机基础设计的疲劳荷载的计算公式。　　（2）提出了考虑水平循环、推扭耦合荷载的桩筏基础设计方法，较系统地解决了推扭荷载、水平循环荷载下桩基设计难题，填补了我国规范的空白。　　（3）建立了考虑水平大变形的高桩基础撞击分析模型，较全面地揭示了高桩结构的防撞机理，提出了基于撞击能量控制的防撞设计新方法，研发了新型柔性护墩桩式防撞系统。撞击模型试验表明其单位造价防撞能力较传统单桩及单排桩防撞系统高一倍以上。　　（4）建立了海上高潮差条件下大直径钢管桩施工稳定性分析模型及控制技术。　　该成果极大丰富了土力学与基础工程理论，提高我国近海结构的防灾减灾水平。成果已成功应用于舟山与大陆联网大跨越输电线路海中铁塔、玉环变－乐清变500kV双回路输电线路海中铁塔、温州飞云江海中输电线路铁塔、河北乐亭风电场、江苏东台风电场等国家重点工程，取得了显著的社会和经济效益。随着我国风电场、超高压输电铁塔、大型跨海桥梁和大型码头等近海工程的大规模建设，该成果具有广泛的应用前景。