在我國“碳達峰、碳（tàn）中和”目標（biāo）背（bèi）景下，風（fēng）電等綠（lǜ）色可（kě）再生能源開發與利用顯得尤為重要。
海上風電裝機，葉輪直徑最大達172米，是空客A380翼展長度的2倍多。如此龐大（dà）的結構物，它是如何矗立在海上的？是漂浮在海上，還是錨固在海底？
在水深小於60米的近海區域，主（zhǔ）要采用底部固（gù）定式基礎支撐；固定式支撐有重力沉箱基礎、樁基（jī）礎、三腳架基礎等方式。
重力沉箱（xiāng）基礎，依靠沉箱自身質量使風機矗立在海麵上，主要適用於水深小於10米區域。
樁基（jī）礎，由一根或多根大直徑鋼管樁構成，鋼管樁直（zhí）徑在3~5米左右、樁基（jī）埋深18~25米；主要適用於水深小於25米區域。
三腳架基礎，是吸取海上油氣工業中（zhōng）的一些經驗，采用質量輕、價格低（dī）的三腳鋼（gāng）套管（guǎn），並埋置（zhì）於海床以下10～20米區域。
近年來，隨著飄浮式海上風機研發（fā）並網（wǎng）成功，飄浮式海（hǎi）上風機的商業化進程進一步加速，將有力推動深（shēn）遠海風電的發展。
漂浮（fú）式結構成為在深遠海（hǎi）域海上風（fēng）電場基礎結構型式的（de）首選，按照基礎的類型漂浮式風電可（kě）分（fèn）為半潛式（Semi-Sub）、立柱式（Spar）、張（zhāng）力腿式（TLP）三種類型，三種形（xíng）式在國外（wài）均有示範項目建成或在建（jiàn）。
從（cóng）風機的製造技術、示範項目水深等方麵綜合考（kǎo）慮，張力腿式（shì）（TLP）是目前最適合我國漂（piāo）浮式風電發展的一種漂（piāo）浮式風電形式。TLP是一種垂直係泊的順應式平台，由若幹條（tiáo）張力腿與海底錨固基礎相連接。
它通過自身的結構形式，產生遠大於結構自重（chóng）的浮（fú）力，浮力除了抵（dǐ）消自重之外，剩餘部分與張力腿產生的預張力相平衡。當它在環（huán）境載荷作用下偏離中心位置時，則依靠張力腿產生的側向力使其固定在原本位置上，而側向力取決於張力腿的（de）拉力。
TLP最（zuì）重要的特點是平台的豎向運動很小，水平方向的運（yùn）動是順應式的，結構（gòu）慣性力主要是水平方向的回彈力。TLP具有結構剛度高、耐波性好，是理想的漂浮式風機基礎。
一、樁基
樁基適應（yīng）多種條件地質，深海平台樁基設計方法與淺海相應結構的設（shè）計方法基本相同。
通（tōng）常情況下，打入樁的（de）造價會隨著水深的增加會大幅提高，這（zhè）是樁（zhuāng）基在在深遠海漂浮式（shì）風電（diàn）應用中（zhōng）所存在的主要問題之（zhī）一。
此外，不同於深海石油平台，海上風電機（jī）組（zǔ）結構柔度大，自振周期長，樁基的剛度計算必（bì）須考慮循環荷載作用（yòng）下剛度折減效應。同時海上風電機組常采用大直徑樁基（jī），大尺寸樁（zhuāng）基的側向剛度（dù）問（wèn）題也必須考慮進來。
技術成熟度來看，目前樁基設計技術已經比（bǐ）較成熟，國內外都（dōu）有關於樁基設（shè）計的相應規範，在深水油氣平台中應用（yòng）也較廣泛（fàn）。
樁基作為最常見的水工基礎型式，在國內擁（yōng）有豐富的施工經驗，一般以鋼管樁為主，鋼管樁的突出優點是製作方便、重量輕（qīng）、施工速度快（kuài）、以（yǐ）及在循（xún）環荷載下具有較強的抗疲勞特（tè）性（xìng），並且對於鋼結構的防腐蝕（shí）技術（shù）也（yě）已經較為成熟。
但是海上打樁施工通常需設置臨（lín）時施工平台和打設鋼套筒，施工時間較長，施工受限因（yīn）素（sù）較多。
導管架插（chā）樁水（shuǐ）下沉樁工程
二、吸力錨
根據調研的國外TLP吸力（lì）錨基礎應用情況，吸力錨基礎在淤泥質軟黏土中具有良好的（de）工作性能。目前，吸力錨已經（jīng）被成（chéng）功地應用於多種海工結構（gòu），如海上石油（yóu）平台、海底保護結構、軍艦海上係泊和補給等。
吸（xī）力（lì）錨特別適合（hé）於軟黏土海底地基，在經濟技術性能上具有幾個顯著特（tè）點：材料和製造成本低、海上安裝工期（qī）短、不需要打樁設備、抗拔（bá）性能卓越、就位準確等。
國內沒有吸力錨基礎的設計的規（guī）範可以遵循，挪威船級社（DNV）規範（fàn）的規定較為粗略，相當一（yī）部分關鍵參數（shù）的選擇上缺乏（fá）參（cān）照（zhào），因此吸力錨基礎國內的技術成熟度不足（zú），還應開展更（gèng）加深入的研究。
在吸力錨應用中，主要有兩個關鍵問題需要解決：
一是吸力錨的可沉入性研究，主要解決基礎（chǔ）能否沉入（rù）預定的設計（jì）深度；
二是吸力錨的承載性能，對於TLP錨泊係統，由於荷（hé）載角度（dù）與水平向夾角（jiǎo）較大，吸力錨的承載力計算一般以豎向抗拔承載力作為控製標準。
三、重力式基礎（chǔ）
重力式基礎通常為淺基礎，主（zhǔ）要應用於混凝土平台。其（qí）最大特點是（shì）材料（liào）成本（běn）相（xiàng）對較低，尺寸和規模較大，能夠依靠自身（shēn）重量抵抗工作期間所遇到的環境荷（hé）載，適用於較硬的粘土或較密（mì）實的砂土，並且一般常應用於（yú）水深在100～200 m範圍內的海域（yù）。
在現階（jiē）段的深海石油平台（tái）中，重力式基礎在不設樁基的條（tiáo）件下，可依靠自身重量承擔上部平台的抗拔力，並維持體係穩定，體現了其較好的穩定性和高效性。
在深厚（hòu）軟土層中，采用重力式基礎很難解決滑移和（hé）傾斜問題。但在相關（guān）前期調查中發現（xiàn）規（guī）劃中風（fēng）電場鄰近海域的某（mǒu）一地質鑽孔表層土為粉細砂，在這種（zhǒng）地質條件下，重（chóng）力式基礎具有較好的經濟性和適（shì）用性。
四、筋鍵相關研究
TLP漂浮式平台結（jié）構中筋腱就成了重中之重，難中之難。
國內目前沒有任何這方麵（miàn）的研究（jiū），關鍵技（jì）術全都掌握在國外少數幾（jǐ）家公司手裏。若要使用，掌（zhǎng）握其關（guān）鍵（jiàn）技術，並形成自主知識產權（quán），擺脫國外的技術封鎖和專利壁壘（lěi），隻有深入開展研究，尋求解決方案。基於筋腱的重點性，我院成立專題研（yán）究小組，針對筋（jīn）腱和筋腱（jiàn）材料選型開展重（chóng）點研究。
來源：海上風電設備（bèi）
