海上風(fēng)機(jī)共享錨的共享模式與適用性分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU470 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2025）24-0028-08

Abstract：Thesharedmooring anchoragesolutioncan help far-reachingofshore windpowerreducecostsandincrease eficiencyBasedonexistingliteratureandengineeingcases，thispapersystematicallanalyzesthediferencesinfoundation usageandloadmechanismamongvarioussharedmodelsofanchorage foundations，summarizes thesimplifiedcalculationmethod ofthenumberofanchoragefoundationsrequiredbydiferentsharedmodelsandthecalculationmethodoftheresultantforce exertedonthesharedanchorunderthecombinedactionof multipleanchorlineloads，anddiscusestheapplicabilityof dierent anchoragefoundationsassharedanchorsfromtheperspectivesofgeometrictype，loadtype，aplicablewaterdepthand applicablegeologicalconditions.Research showsthatsuctionanchorsandrelatedimprovednewanchorage foundationsarmore suitableassharedanchorsandperformbeterload-bearingperformanceundercomplexmulti-directionalloads.Thisstudycan provide reference for the large-scale application of shared mooring anchorage schemes in offshore wind fields.

Keywords：ofshorefloatingwindpower;sharedanchorage foundation；bearingperformance；suctionanchoragefoundation; applicability

全球能源需求不斷增長(zhǎng)，海上風(fēng)能作為清潔可再生能源，日益受到重視。由于近海海上風(fēng)場(chǎng)已近飽和，海上風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正逐步向深水海域邁進(jìn)。隨著水深增加，固定式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的施工難度和成本隨之增大，漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)（浮式風(fēng)機(jī)）成為有效的替代方案。浮式風(fēng)機(jī)不僅可用于水深超 60m 的海域，還可靈活調(diào)整系泊布局型式，擴(kuò)大錨固基礎(chǔ)的選址范圍，近年已逐漸用于海上風(fēng)場(chǎng)建設(shè)。

成本是浮式風(fēng)機(jī)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。系泊錨固系統(tǒng)（含系泊鏈和錨固基礎(chǔ)）及其相關(guān)的勘察、設(shè)計(jì)和施工費(fèi)用是浮式風(fēng)機(jī)主要成本之一。為提高系泊錨固效率，共享式系泊錨固方案被提出。共享式系泊錨固方案通常包含系泊鏈和共享式錨固基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“共享錨”。傳統(tǒng)獨(dú)立式錨固方案中，每臺(tái)風(fēng)機(jī)至少通過(guò)3個(gè)錨固基礎(chǔ)固定，每個(gè)錨固基礎(chǔ)僅與單臺(tái)風(fēng)機(jī)相連。共享式系泊錨固方案中，單個(gè)錨固基礎(chǔ)與多臺(tái)風(fēng)機(jī)相連，有效減少了錨固基礎(chǔ)的用量和成本。與獨(dú)立式錨固基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“單線錨”相比，共享錨的關(guān)鍵特征之一是基礎(chǔ)所受荷載來(lái)自相連的多臺(tái)風(fēng)機(jī)，而傳統(tǒng)的單線錨僅需承受單臺(tái)風(fēng)機(jī)的荷載。這導(dǎo)致共享錨的受荷機(jī)理更為復(fù)雜，多向荷載的耦合作用使得基礎(chǔ)破壞模式更加復(fù)雜，基礎(chǔ)承載性能評(píng)估更加困難。同時(shí)，相同海況及地質(zhì)條件下，不同系泊布設(shè)方式也會(huì)影響共享錨的受荷機(jī)理及尺寸定型。共享錨的主要優(yōu)勢(shì)是可通過(guò)共享錨點(diǎn)，顯著減少錨固基礎(chǔ)用量，從而減少基礎(chǔ)的建造、運(yùn)輸、勘察、設(shè)計(jì)、安裝及后續(xù)運(yùn)維等費(fèi)用，降低總投資成本4。同時(shí)，高效的共享式系泊錨固布局方式（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“共享模式\"）可有效減少風(fēng)場(chǎng)用海面積，實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)的風(fēng)場(chǎng)開(kāi)發(fā)。

然而，共享錨在工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用中仍面臨一些困難和挑戰(zhàn)。首先，共享錨的選型與單線錨存在差異。常規(guī)錨固基礎(chǔ)主要包括樁錨、吸力錨、重力錨和大抓力錨等，當(dāng)其作為共享錨時(shí)，需承受多向荷載。單向受荷錨（如大抓力錨）的適用性可能存在局限。其次，由于整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的錨固基礎(chǔ)協(xié)同共享，當(dāng)單個(gè)錨點(diǎn)或系泊鏈?zhǔn)r(shí)，風(fēng)機(jī)位置發(fā)生偏移，將導(dǎo)致其他錨點(diǎn)和系泊鏈上的荷載重分布，這對(duì)共享錨的承載性能有更高要求。若以常規(guī)單線錨的方法對(duì)共享錨進(jìn)行設(shè)計(jì)，可能降低風(fēng)場(chǎng)安全性。此外，受到相連多臺(tái)風(fēng)機(jī)的影響，共享錨的真實(shí)受荷情況極為復(fù)雜，目前僅有少量學(xué)者對(duì)共享錨在復(fù)雜海況下的承載性能進(jìn)行探索。

本文重點(diǎn)分析不同共享模式的共享式系泊錨固方案在基礎(chǔ)用量和受荷機(jī)理方面的區(qū)別，總結(jié)共享錨的用量和所受合力的簡(jiǎn)化算法，并從幾何型式等方面評(píng)估了樁錨、吸力錨、大抓力錨、重力錨和螺旋錨等常用錨固基礎(chǔ)，以及翼型錨、環(huán)形錨、復(fù)合錨等新型錨固基礎(chǔ)作為共享錨的適用性，為共享錨在浮式風(fēng)場(chǎng)中的規(guī)模商用提供借鑒和參考。

1共享式系泊錨固

1.1 共享模式

傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)平臺(tái)一般以單浮體、多點(diǎn)系泊錨固型式為主，用海面積較小，平臺(tái)數(shù)量少，錨固基礎(chǔ)用量較少。浮式風(fēng)電場(chǎng)一般以多浮體、多陣列為主，用海面積大，每臺(tái)風(fēng)機(jī)至少與3個(gè)錨固基礎(chǔ)相連，錨固基礎(chǔ)需求數(shù)量多。如圖1（a）所示，共享式系泊錨固方案將多條系泊鏈匯聚到單一錨固基礎(chǔ)，減少基礎(chǔ)數(shù)量，降低成本。圖1（b）至（e）為幾種典型共享模式（‘a(chǎn)-b'共享， a 為與單個(gè)錨固基礎(chǔ)相連的風(fēng)機(jī)數(shù)量，b為與單臺(tái)風(fēng)機(jī)相連的錨固基礎(chǔ)數(shù)量）。由圖1可知，6-3'共享模式可最大化地減少基礎(chǔ)數(shù)量，但當(dāng)某一基礎(chǔ)失效時(shí)，可能導(dǎo)致較多風(fēng)機(jī)發(fā)生偏移失控，因此共享模式也需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理評(píng)估。此外，圖1（f展示了一種系泊鏈共享的特殊模式，即每臺(tái)風(fēng)機(jī)直接與多條系泊鏈相連，僅在風(fēng)場(chǎng)邊緣連接錨固基礎(chǔ)。該模式可顯著降低基礎(chǔ)用量及系泊鏈的數(shù)量和長(zhǎng)度，但任一基礎(chǔ)失效可能導(dǎo)致全場(chǎng)區(qū)所有風(fēng)機(jī)均產(chǎn)生偏移失控，系統(tǒng)安全性過(guò)低，因此這一概念僅在陣列波能轉(zhuǎn)換器

項(xiàng)目中得到一定探索。

目前，已有部分學(xué)者針對(duì)共享式系泊錨固方案的基礎(chǔ)用量進(jìn)行研究。Fontana等發(fā)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)邊緣區(qū)域的布設(shè)型式對(duì)整體錨固基礎(chǔ)數(shù)量具有一定影響，但會(huì)隨著風(fēng)機(jī)總數(shù)量的增加而逐漸減小。當(dāng)風(fēng)機(jī)數(shù)量為10臺(tái)時(shí)，邊緣區(qū)域布置顯著影響錨固基礎(chǔ)用量，而當(dāng)風(fēng)機(jī)數(shù)量達(dá)到1000臺(tái)時(shí)，這種影響變得很小。因此，忽略不屬于共享錨的邊緣部分，錨固基礎(chǔ)用量與風(fēng)機(jī)總數(shù)的關(guān)系可用下式估計(jì)[8]

式中： n_AT 為每臺(tái)風(fēng)機(jī)連接的基礎(chǔ)數(shù)量； n_TA 為每個(gè)基礎(chǔ)連接的風(fēng)機(jī)數(shù)量； n_T 為整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)機(jī)總數(shù)； n_A 為所需錨固基礎(chǔ)的總數(shù)。該表達(dá)式可粗略計(jì)算共享錨的使用數(shù)量，但由于風(fēng)場(chǎng)邊緣處的布設(shè)型式存在差異，基礎(chǔ)數(shù)量也會(huì)不同，因此該式忽略了邊緣效應(yīng)，與真實(shí)數(shù)量存在一定誤差。當(dāng)風(fēng)機(jī)數(shù)量較小時(shí)，誤差較大，當(dāng)風(fēng)機(jī)數(shù)量較多時(shí)，誤差會(huì)隨之降低。以‘3-3'共享模式為例，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)足夠大且忽略邊緣效應(yīng)時(shí)， n_A 等于 n_T ，即風(fēng)電場(chǎng)中的漂浮式海上風(fēng)機(jī)數(shù)量與所需錨固基礎(chǔ)數(shù)量相同。從該計(jì)算式還可看出， n_TA 與 δ_nA 成反比，表明每個(gè)基礎(chǔ)連接的風(fēng)機(jī)數(shù)量越多，錨固基礎(chǔ)的需求數(shù)量就越少。圖2展示了‘3-3'共享模式和‘6-3共享模式所需的基礎(chǔ)數(shù)量及相較于獨(dú)立式系泊錨固方案的減少率。可以看出，當(dāng)風(fēng)機(jī)總數(shù)超過(guò)100臺(tái)時(shí)， ?_3-3， 共享模式下基礎(chǔ)用量可減少 60% ，‘6-3'共享模式下基礎(chǔ)用量可減少 80% 。

此外，F(xiàn)ontana等指出，盡管使用共享式系泊錨固方案可有效減少錨固基礎(chǔ)用量，但對(duì)共享錨的承載性能往往有著更高的要求，對(duì)錨固基礎(chǔ)的選型、尺寸以及在不同場(chǎng)地中不同基礎(chǔ)的適用性需要做出進(jìn)一步考慮。

1.2不同共享模式的共享錨受荷型式

傳統(tǒng)單線錨所受荷載僅源于與之相連的單一系泊鏈，在風(fēng)場(chǎng)主導(dǎo)風(fēng)向的作用下，基礎(chǔ)受荷方向基本為某一固定方向。而對(duì)于共享錨，錨點(diǎn)同時(shí)受到3條或更多系泊鏈的同時(shí)加載。因此，共享錨的受荷情況相較于單線錨更為復(fù)雜。圖3展示了‘3-3'共享模式中共享錨的受力示意圖。圖3中共享錨所受3臺(tái)風(fēng)機(jī)傳遞的荷載大小分別為 T_1?T₂ 和 T₃ ，方向與系泊鏈方向一致。根據(jù)矢量相加法則，共享錨所受合力可由式（2）計(jì)算得出

式中： T_i 為各系泊鏈的張力， kN;n 為單個(gè)共享錨所連接的風(fēng)機(jī)數(shù)量； T_multi 為各系泊鏈的合力， kN 。由于目前海上風(fēng)場(chǎng)的應(yīng)用水深一般不超 200m^[9] ，系泊型式以懸鏈線式為主，錨鏈有較長(zhǎng)的觸底段位于海床上，因此基礎(chǔ)所受系泊鏈荷載在 Z 方向上的分量可設(shè)為0，共享錨所受合力在 XY 平面的大小可簡(jiǎn)化為

式中： T_multi 為各系泊鏈張力沿 X 方向之和（即共享錨所受合力在 X 方向的分量）， kN;T_multiY 為各系泊鏈張力沿 Y 方向之和（即共享錨所受合力在 Y 方向的分量）， kN 。

對(duì)于三線錨固系統(tǒng)（圖3），通常相鄰兩線夾角為120^° ，設(shè) T₂ 為 X 方向，則共享錨所受合力在 X 和 Y 方

向的分量可分別按式（4）和（5）求得

T_multiX=T₂-cos60^°（T₁+T₃）.

T_multiY=sin60^°（T₃-T₁）

對(duì)于六線錨固系統(tǒng)，通常相鄰兩線夾角為 60^° ，設(shè)T₂ 為 X 方向，則共享錨所受合力在 X 和 Y 方向的分量可分別按式（6）和（7）求得

T_multiX=T₂-cos60^°（T₄+T₆-T₁-T₃）-T₅，

T_multiY=sin60^°（T₃+T₄-T₁-T₆），

式中： ：T₁-T₆ 分別為連接各風(fēng)機(jī)的系泊鏈張力， kN 。圖4展示了‘6-3'共享模式下的共享錨在時(shí)域范圍內(nèi)所受合力的方向玫瑰圖[，可以看出即便共享錨受到6根系泊鏈上荷載的共同作用，所受合力仍基本集中在某一特定方向，這為共享錨的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

圖1共享式系泊錨固方案的共享模式

2常用錨固基礎(chǔ)作為共享錨的適用性

共享錨的選型需考慮多個(gè)影響因素，包括應(yīng)用水深、土層條件、定位精度、安裝成本、錨固效率、承載方式和承載性能等。本節(jié)將針對(duì)幾種海洋工程中常用的錨固基礎(chǔ)類(lèi)型，如樁錨、吸力錨、大抓力錨、重力錨和螺旋錨，對(duì)其作為共享錨的適用性進(jìn)行分析。

2.1樁錨

樁錨是海上風(fēng)機(jī)的一種常見(jiàn)基礎(chǔ)型式，如圖5所示，其應(yīng)用水深一般小于 30m^[11] ，可適用多種地質(zhì)條件，但需安裝至堅(jiān)硬持力層。樁錨一般通過(guò)錘擊或震動(dòng)進(jìn)行安裝，定位精度較高，在深度范圍內(nèi)可通過(guò)樁身標(biāo)尺精確判定打樁深度。但浮式風(fēng)電場(chǎng)的水深一般超過(guò) 100m ，此時(shí)樁錨的打樁難度和成本將顯著增加。

樁錨從長(zhǎng)徑比的角度來(lái)看一般定義為深基礎(chǔ)，錨固力需求較大時(shí)，樁錨可通過(guò)更大的長(zhǎng)徑比深入海床，以激發(fā)更深層的土體來(lái)提供更優(yōu)的承載性能，為風(fēng)機(jī)提供更強(qiáng)大的錨固力。從幾何結(jié)構(gòu)來(lái)看，樁錨為軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，能承受多個(gè)方向的荷載，可通過(guò)在樁身周?chē)鲈O(shè)多個(gè)錨眼來(lái)與多臺(tái)風(fēng)機(jī)相連。此外，樁錨具有良好的擴(kuò)展性，可通過(guò)在樁頭處增設(shè)翼板結(jié)構(gòu)來(lái)提高承載性能，同時(shí)有效減小樁頭的水平位移[2]。因此，克服施工難度和成本后，樁錨適合作為共享錨。

圖4‘6-3'共享模式中共享錨所受合力的方向玫瑰圖

圖5樁錨

2.2 吸力錨

吸力錨也是海上風(fēng)機(jī)的一種常用基礎(chǔ)型式（圖6，通常適用水深 200m 內(nèi)。吸力錨的安裝首先通過(guò)基礎(chǔ)自重進(jìn)行部分貫入，隨后通過(guò)頂蓋由內(nèi)側(cè)向外側(cè)抽水進(jìn)行負(fù)壓安裝，吸力錨在均質(zhì)黏土和砂土中的安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，安裝難度和成本受水深影響較小。相較于樁錨，吸力錨的適用水深范圍大，施工噪音小，定位精度較高，安裝成本較低。

與樁錨相似，吸力錨也是軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可承受多個(gè)方向的荷載。需要注意的是，吸力錨的極限承載性能受錨眼位置影響較大，最優(yōu)錨眼位置一般位于錨身長(zhǎng)度的 60%～70% 處，此時(shí)承載力為將錨眼設(shè)在泥面處的4～5倍[13]。此外，吸力錨同樣具有良好的擴(kuò)展性，可在其外壁增設(shè)翼板結(jié)構(gòu)來(lái)增加基礎(chǔ)的極限承載性能[4]。因此，吸力錨適合作為共享錨。

圖6吸力錨

2.3 大抓力錨

大抓力錨是一類(lèi)廣泛用于船舶、海上平臺(tái)及浮式風(fēng)機(jī)的錨固基礎(chǔ)[15]，適用水深 50～1000m_? 。大抓力錨的結(jié)構(gòu)一般包括錨爪、錨板、錨桿和錨鏈，如圖7所示。大抓力錨主要通過(guò)錨爪或錨板嵌入海床，利用牽引力實(shí)現(xiàn)錨固，提供抗拉拔力和抗水平力[。大抓力錨在軟土層、砂土層或中等硬度土層均能提供高效的錨固性能。然而，大抓力錨不適用于繃緊式系泊方式，并且安裝時(shí)需通過(guò)牽引力嵌入海床，牽引過(guò)程存在自然偏移，錨的真實(shí)牽引軌跡難以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，定位精度相對(duì)較差。作為共享錨時(shí)應(yīng)綜合考慮其他基礎(chǔ)和風(fēng)機(jī)的布設(shè)方案，對(duì)拖錨進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。此外，大抓力錨為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，無(wú)法承受多向荷載，作為共享錨時(shí)無(wú)法直接與多臺(tái)風(fēng)機(jī)相連，需借助連接環(huán)等受力轉(zhuǎn)換構(gòu)件實(shí)現(xiàn)共享（圖8）。因此，大抓力錨借助連接環(huán)等受力轉(zhuǎn)換構(gòu)件后可作為共享錨。

2.4 重力錨

重力錨通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，利用自重提供錨固力，一般在岸上澆筑后拖運(yùn)至目標(biāo)位置進(jìn)行沉放安裝，對(duì)吊裝設(shè)備噸位要求較高。重力錨一般直接坐落于海床上，適用中等或硬質(zhì)土海床，通常用于 30m 內(nèi)的水深范圍，具有定位精度高，現(xiàn)場(chǎng)施工成本低的優(yōu)勢(shì)。

重力錨可承受多向荷載，但其主要依靠自重提供豎向錨固力，依靠與海床之間的橫向摩擦提供水平向錨固力，水平向錨固力相對(duì)較低，對(duì)常用的懸鏈線式系泊系統(tǒng)的適用性較差。此外，重力錨通常要求海床為地形平緩、承載力高、沖刷不嚴(yán)重的巖石或堅(jiān)硬土層，應(yīng)用范圍受限。因此，重力錨相對(duì)不適合作為共享錨。

圖7大抓力錨

圖8共享式系泊錨固系統(tǒng)中的大抓力錨

2.5 螺旋錨

螺旋錨的結(jié)構(gòu)主要包括一根螺旋樁桿和多個(gè)螺旋葉片，利用葉片與土體間的摩擦提供錨固力，通過(guò)旋轉(zhuǎn)嵌入海床，如圖9所示。螺旋錨適用于軟土和中等硬度土，定位精度較高，安裝時(shí)無(wú)需大型打樁設(shè)備，可降低施工成本。

螺旋錨在幾何結(jié)構(gòu)上呈對(duì)稱(chēng)性，可承受多個(gè)方向的荷載，系泊鏈一般與錨桿頂部或上部相連，從受力特性的角度來(lái)看可考慮作為共享錨，但目前螺旋錨在海上風(fēng)電場(chǎng)的研究和應(yīng)用案例相對(duì)較少，僅在BorkumRiffgrund2期浮式風(fēng)機(jī)項(xiàng)目中獲得應(yīng)用[18]。目前國(guó)內(nèi)螺旋錨施工安裝設(shè)備的工作環(huán)境以陸地為主，海上施工較難實(shí)現(xiàn)。因此，螺旋錨相對(duì)不適合作

為共享錨。

圖9螺旋錨

3新型錨固基礎(chǔ)及其作為共享錨的適用性

樁錨、吸力錨等常用錨固基礎(chǔ)擁有各自的結(jié)構(gòu)特征和適用范圍，面對(duì)更加復(fù)雜的多向受力工況時(shí)可能存在承載特性方面的局限性。比如吸力錨作為共享錨時(shí)，若錨點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，在風(fēng)、浪、流等荷載聯(lián)合作用下會(huì)產(chǎn)生較大扭矩，可能降低其極限承載力。為提高錨固基礎(chǔ)作為共享錨的承載特性，已有學(xué)者基于吸力錨等常用錨固基礎(chǔ)提出翼型錨、環(huán)形錨、復(fù)合錨等新型錨固基礎(chǔ)。本節(jié)將分析這些新型錨固基礎(chǔ)作為共享錨的適用性。

3.1 翼型錨

在長(zhǎng)期循環(huán)荷載作用下，共享錨將承受較大扭轉(zhuǎn)荷載， Fu 等[19在吸力錨的基礎(chǔ)外壁增設(shè)翼板結(jié)構(gòu)，提出了承載性能更加優(yōu)越的翼型錨，如圖10所示。作為吸力錨的改進(jìn)型，翼型錨同樣具備適用水深范圍大、定位精度高、可多向受荷等優(yōu)點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)吸力錨，翼型錨可提供更強(qiáng)的抗拉拔和抗扭承載性能，多向受荷能力更強(qiáng)，同時(shí)翼板的增加會(huì)顯著增大結(jié)構(gòu)與土體的接觸面積，帶來(lái)更大的貫入阻力。因此，翼型錨適合作為共享錨，但應(yīng)用時(shí)需綜合考慮承載性能和貫入阻力。

圖10翼型錨

3.2 環(huán)形錨

常規(guī)單向受荷錨安裝時(shí)會(huì)在土中進(jìn)行一段位移。由于海床土體的不均勻性，錨在土中的運(yùn)動(dòng)軌跡難以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，導(dǎo)致其定位精度較差。因此，Lee等提出了一種可多向受荷的環(huán)形錨，如圖11所示，環(huán)形錨具有與吸力錨相似的軸對(duì)稱(chēng)筒壁，但無(wú)頂蓋結(jié)構(gòu)，在側(cè)壁設(shè)有多個(gè)可與浮體相連的錨眼。環(huán)形錨的安裝深度可通過(guò)吸力錨的貫入深度準(zhǔn)確計(jì)算，具有較高的定位精度。然而，相較于吸力錨，環(huán)形錨服役期滿(mǎn)后的回收難度較高，可能會(huì)存在生態(tài)環(huán)保問(wèn)題。因此，環(huán)形錨適合作為共享錨，但使用時(shí)需注意環(huán)保問(wèn)題。

圖11環(huán)形錨及其安裝過(guò)程

3.3 復(fù)合錨

Rui等[2在傳統(tǒng)吸力錨頂部銜接重力錨，并在重力錨側(cè)壁設(shè)置多個(gè)錨眼，提出了一種重力式-吸力式復(fù)合錨固基礎(chǔ)（復(fù)合錨），如圖12所示。由于包含吸力錨并且整體軸對(duì)稱(chēng)，復(fù)合錨定位精度高，可多向受荷。相較于傳統(tǒng)吸力錨，復(fù)合錨的自重貫入深度更大，后續(xù)需要的負(fù)壓吸力更小，有助于降低施工費(fèi)用。相較于重力錨，復(fù)合錨不僅可利用自重提供錨固力，還可利用筒壁激發(fā)更多深層土體來(lái)提供更高的錨固力。因此，復(fù)合錨適合作為共享錨。

圖12復(fù)合錨

4結(jié)束語(yǔ)

共享式系泊錨固方案可通過(guò)共享錨固基礎(chǔ)，優(yōu)化資源利用，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文分析了不同共享模式的共享式系泊錨固方案在基礎(chǔ)用量和受荷機(jī)理上的差異，總結(jié)了共享錨用量和受力的計(jì)算方法，多角度分析評(píng)估了不同錨固基礎(chǔ)作為共享錨的適用性。研究表明，吸力錨及相關(guān)改進(jìn)型式在復(fù)雜多向荷載作用下的承載性能更加出色，更適合作為共享錨。本研究可為共享式系泊錨固方案在海上風(fēng)場(chǎng)中的規(guī)模商用提供借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]WANG T，CAI C，LIUJ，et al.Wake characteristics and vortex structure evolution offloating offshore wind turbine under surge motion[J].Energy，2024，302：131788.

[2]徐航，沈侃敏，芮圣潔.漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)共享系泊系統(tǒng)研究 綜述[J].船舶工程，2024，46（4）：142-152.

[3]張浩，劉亞平，謝凌俊，等.浮式風(fēng)機(jī)共享錨點(diǎn)系泊系統(tǒng)動(dòng)力 響應(yīng)分析與成本評(píng)估[J].中國(guó)海洋平臺(tái)，2023，38（4）：1-8，17.

[4] LEE J，AUBENY C P. Multiline ring anchor system for floatingoffshorewindturbines[J].JournalofPhysics： Conference Series，2020，1452：012036.

[5]嚴(yán)新榮，張寧寧，馬奎超，等.我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 綜述[J].發(fā)電技術(shù)，2024，45（1）：1-12.

[6]FONTANA M C，HALLOWELL T S，ARWADE R S，et al.Multiline anchor force dynamicsinfloatingoffshore wind turbines[J]. Wind Energy，2018，21（11）：1177-1190.

[7] ZOU S，ROBERTSON B，ROACH A，et al. Wave energy converter arrays：A methodology to assessperformance considering the disturbed wave field [J].Renewable Energy， 2024，229：120719.

[8] FONTANA M C，ARWADE R S，DEGROOT D J，et al. Efficient multiline anchor systems for floating offshore wind turbines [C]//Proceedings of the International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering-OMAE，2016，3： 54476.

[9]劉小燕，韓旭亮，秦夢(mèng)飛.漂浮式風(fēng)電技術(shù)現(xiàn)狀及中國(guó)深遠(yuǎn)海 風(fēng)電開(kāi)發(fā)前景展望[J].中國(guó)海上油氣，2024，36（2）：233-242.

[10] FONTANA M C， HALLOWELL T S，ARWADE R S，et al. Spatial coherence of ocean waves in multiline anchor systems forfloating offshore wind turbines [J].Ocean Engineering， 2019，184：59-73.

[11]葉邦全.海洋工程用錨類(lèi)型及其發(fā)展綜述[J].船舶與海洋工 程，2012（3）：1-7.

[12]劉靖.循環(huán)荷載下海上風(fēng)電加翼樁基礎(chǔ)水平承載性能分析 [D].保定：河北大學(xué)，2022.

[13]于本水，李曉升，孫金麗，等.2024.深水吸力錨關(guān)鍵部件系泊 錨耳組焊技術(shù)[J].石油和化工設(shè)備，2024，27（1）：86-89.

[14]WANG Y，JOSTAD P H，ZHOU Z. Holding capacity of suction anchors under combined loading [J].IOPConference Series：Earth and Environmental Science，2O24，1：1337.

[15] PENG J， LIU H. Analytical study on comprehensive behaviors of drag anchors in the seabed[J].Applied Ocean Research，2019，90：101855.

[16]MICHIO U.Analysis of holding force limit andprovision againstdragginganchor [J].Journal ofWaterway，Port， Coastal，and Ocean Engineering，2022，1：0148.

[17] YUJ，LIU P，YU Y，et al.Research on bearing characteristics ofgravityanchor in clay[J].Journalof Marine Science and Engineering，2023，11（3）：505-505.

[18]BUREAUV.Bureau veritascertifies orsted'sborkum riffgrund 2offshorewind farm[J].Energy Weekly News，2O19，1：10.

[19]FU D，ZHOU Z，YAN Y，et al.A method to predict the torsional resistance of suction caisson with anti-rotation finsin clay[J]. Marine Structures，2021，75：102866.

[20] RUI S，XU H，TENG L，et al.A framework for mooring andanchor design in sand considering seabed trenches based on floater hydrodynamics [J].Sustainability，2O23，15： 1201.