海上测风塔基础设计结构布置原则

海上测风塔基础结构的布置包括工作平台的布置、过渡段结构布置、位于海水中基础结构布置和桩基布置等4项主要内容。相关各项布设相互关联，应结合使用要求、海洋环境条件和地质特性条件等综合考虑来布设。基础结构的布置原则很大程度上决定了基础的受力与变形特性，合理的布置措施可使得基础结构满足承载力、强度与稳定性前提下基础的工程量更节省，可从整体上控制基础结构设计的合理性和经济性，因此基础结构设计时必须予以重视。

总体而言，基础结构布置时应力求传力路径明确，构件综合利用性好，材料利用率高。针对具体结构单项布置的说明有以下方面：

（1）工作平台的布置。应首先确定对应的平台高程，确定方法按照本节第一部分给出的相关方法来拟定。海上测风塔平台结构多为钢结构型式，当采用钢筋混凝土承台基础时，承台顶面作为工作平台。工作平台的平面尺寸应首先满足检修人员通行的需要，当有设备布放要求时，还应结合堆放设备的尺寸、高度和重量等综合考虑。工作平台的平面形状一般宜与基础结构型式相匹配，常用的形式包括三角形、四边形以及圆形。工作平台设计时还应考虑与爬梯的结合，平台周边设置水平护栏。

（2）过渡段结构布置。当采用单桩基础型式时，基础结构需要设置过渡段结构，过渡段结构下段与单桩基础相连接，上段与测风塔塔架底部法兰相连接，在平台高程处往往设置由单柱到多支撑点的转换钢构件，通过构件处的法兰与测风塔塔架法兰相连接。此时过渡段结构应结合爬梯和靠船柱来统一布置。

（3）位于海水中的基础结构布置。应尽量使构件在各种受力状态下都能发挥较大作用，构件数量和规格力求少。结构布置时还应针对结构对称性特点，同时考虑常风向和波浪与水流分布的主要方位来统一布设。对于具备轴对称特性的单桩基础而言，可不考虑上述因素，但对于非轴对称的其他结构型式，在验算时应考虑抗弯的强轴向和弱轴向。由于测风塔的水平受力相对较大，基础的桩基和结构主导管可斜向布置，表观斜度宜在（5∶1）～（10∶1），从而有效减小桩基的水平受力。对于飞溅区或浪溅区范围内，应力求杆件数量尽可能的少，仅布设主要传力构件，次要的构件应予以避免。当风电场所处区域冬季有海冰时，应杜绝在海冰出现季节的水位变动范围内布设水平杆件和斜撑杆件，必要时可在主要杆件的海冰出现范围内布设抗冰锥等削弱海冰荷载的结构措施。整个基础结构可结合水位变动范围、腐蚀情况和受力特性来设置不同的壁厚，并预留不同的壁厚裕量。(www.xing528.com)

基础结构杆件的管节点设计应尽可能设计成简单节点型式，各杆件轴线的交汇应满足基本要求。节点处应满足管节点的相关要求，可采用局部加厚或设置加劲箍等措施予以加强，节点处加厚段的分布范围也需要达到相应要求。

基础结构设计时还应统一考虑防冲刷措施的布置，预留冲坑的可能深度等。爬梯与靠船柱的布设应与采用的基础型式相匹配，单桩基础可直接布置在过渡连接段结构上，对于桩基承台结构，可布置在其中一根桩上，对于其他钢结构基础型式可布置在一根主导管上。一般靠船护舷可选钢护舷，靠船护舷的上标高应大于[最高天文潮+安装误差+0.8m（船的干舷）]，下标高不高于（最低天文潮-安装误差-船的吃水深度）[5]。

（4）桩基部分布置。应力求使得群桩的受力均匀。桩间距应符合最小间距的要求，可根据实际需要和布设与打桩的方便性决定是否采用斜桩型式。考虑工程经济性和桩基受力特点，桩基可采用分段变壁厚设计方式。桩基持力层的选择应合理，桩长和桩径的设置满足承载力和强度与稳定性的要求，必要时可采用桩内灌芯的辅助措施予以加强。

在设计时，除了考虑整个基础体系满足使用要求、承载力要求、结构强度与稳定性等各项内容之外，还应考虑在基础结构达到设计使用寿命后方便基础移除的功能要求。