振动法打桩——一种可行的海上风电基础安装方法

2016-01-21 169 0


 
  在蓬勃发展的海上风电行业,新的海边风电场建设方法在降低成本和缩短建设时间方面正起着主要作用。这是为什么一群海上风电场开发商和运行商,即RWE Innogy、Bilfinger Offshore、DONG Energy、EnBW、E.ON 和 Vattenfall会在去年合力实施一个试验项目,测试用另一种安装法下桩的海上风电基础桩的行为。该项目是碳信托海上风力加速器,一个旨在降低海上风能成本的世界领先的研究开发计划的一部分。



 
  该试验包括传统的冲击锤法与振动法钢桩对环境影响的比较。其目的是验证振动打桩法是否能提供更快速和对环境更友好的海上风电场钢基础安装法,并评估该法的稳定性。

  试验结果很好:陆地测试表明振动法产生更低的峰值噪音,打桩速度加快了10倍。以后将根据项目特定要求,测定连续的噪声排放。已经测量的大直径桩侧向承载力数据,容许开发一个预测振动桩承载力的初始方法。
 
  2014年夏,在Cuxhaven附近的一个测试场地,有三根桩用振动锤,另三根桩用传统的冲击锤,打入饱和的沙地。管桩直径为4.3米,为Steelwind Nordenham公司新制,冲击锤由IHC 公司提供,振动锤则由Dieseko 集团提供500M型。Braunschweig 大学负责数据采集,如打桩时间和噪音排放,还有多个其它学院和技术专家协作,还有认证与监管当局官员在场。这些桩在接受静荷载试验之前,被留在土里达4个月;静荷载试验是测定桩在受到海上条件下常见的侧向荷载时的行为表现。RWE Innogy是该项目的领头人,与部分赞助项目的Bilfinger Offshore公司签了合同,执行主要的试验工作。

  Jan Matthiesen是The Carbon Trust的创新主任,他对试验成果的评论是:“寻找创新的方法来降低安装成本,将有助于降低海上风力成本,使其面对传统能源有竞争力。该项目不仅证明了振动法是一种可行的打桩法,而且证实了行业协作能够实现什么。”

  还需要考察项目特别规定基础上的噪音排放,确定其是否明显降低,然而连续的噪声会对水下环境带来影响。在试验期间,我们发现,振动打桩法对桩的侧向承载力有影响。若在打桩过程中控制多种参数,如振动频率或桩的设计,可以获得跟冲击锤桩相同的侧向承载力。团队设计了一种方法,使预测振动桩的承载力成为可能。RWE Innogy公司计划在这些试验的基础上,另外做一个小项目,调查优化这一安装技术[振动法]的方法。

  “在这个项目中,我们已收集了大量的重要数据,能用来进一步开发改技术用于海上风电”,RWE Innogy的Ben Matlock解释说。

  该研究项目的收获对于所有项目成员和Carbon Trust Offshore Wind Accelerator,都是可用的。

  振动锤打桩项目是RWE Innogy公司的众多研究活动之一。该公司每年投资约四百五十万欧元,用于研究能降低海上和海边风电场以及水电厂的建设和运行成本的办法。

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