潮流能發電平臺懸臂式靠泊系統結構設計

廖君

(上海勘測設計研究院有限公司 200335)

引言

海洋潮流能開發是應對全球氣候環境變化的重要舉措，也是我國發展清潔能源的重大戰略方針，意義深遠。目前，有關海上平臺結構承受風、海流、波浪等海洋環境荷載作用的研究成果豐碩，靠泊系統作為海上平臺重要的附屬設施，有關該類結構的研究卻鮮有發表。本文針對某海上潮流能發電平臺靠泊系統，從方案選型、運維船舶撞擊力分析及在波浪荷載作用下的疲勞計算三個方面展開論述，為相關平臺靠泊系統結構設計提供重要參考。

1 工程概況

該潮流能示范工程位于舟山市普陀區普陀山島與葫蘆島之間水域，工程場區海床面高程為-30.50m(85 高程，下同)。本場區地震基本烈度Ⅶ度，場地類別為 I1類，設計地震分組為第一組，場地特征周期0.25s。該發電平臺由水下重力式基礎、單立柱主管(直徑3.50m)、上部平臺(平臺首層梁頂高程13.00m)組成。選定的潮流能發電機組轉輪直徑 19.00m，輪轂安裝高程-14.70m，如圖1所示。機組在離軸位置發生偏航事故時，能在主立柱的任意位置提升和旋轉，以方便維護和檢修。

圖1 潮流能平臺示意Fig.1 Schematic diagram of tidal current energy platform

2 靠泊方案選擇及結構模型建立

考慮到后期潮流能機組的維護與檢修，沿著主立柱側面布置靠泊爬梯方案不適用于本工程。因此考慮在遠離主立柱的地方設置單獨的靠泊系統結構，采用如下三種方案：a.自由懸掛，b.全長到基礎底，c.套管支撐，如圖2所示。

圖2 靠泊管方案Fig.2 Access tube options

進行靠泊結構設計時應著重計算靠泊系統的固有頻率，避免靠泊系統在外界激勵作用下發生共振。……