海上风电：挫曲研究项目确保大型单桩安装安全

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英国碳信托基金近期表示正在进行一项联合项目，以研究单桩体积的增大对结构稳定性的影响。

该项目名为“大型单桩项目中挫曲评估和行为验证”（VERBATIM），总投资300万英镑，是一个联合工业倡议项目，将于2023年初完成。

当前，海上风电机的主要结构是单桩基础。随着风电机的规模不断增大，支撑单桩的尺寸也越来越大，直径可超过10米，长度超过60米。 

碳信托基金指出，由于用于安装的冲击锤和施加在单桩上力的增加，这些大型单桩在海底下方的挫曲风险增加。为缓解这一潜在风险，业界增加了壁厚。

该基金表示：“通过增加对安装过程中单桩性质以及可能降低海上风电资产使用寿命潜在缺陷的了解，壁厚有可能降低，从而设计安全、优化的结构，同时也降低成本。”

研发人员必须确保单桩在打入海床的过程中不产生任何结构缺陷。到目前为止的设计实践确保了单桩的安装成功，而不发生桩尖挫曲或拒绝。

随着单桩规模的增大，越来越需要开发一种强化的设计工艺，提供安全和经济高效的基础。碳信托基金表示，必须将挫曲作为一项重点问题，以经济和高效的方法加以防范。

该项目主要由德国联邦经济能源部出资，由Projektträger Jülich管理，是德国联邦政府第七次能源研究计划的一部分。

该项目参与者还获得了来自碳信托基金的海上风电加速器合作伙伴的技术和资金支持，其中包括：EnWB、挪威国油、RWE、Ørsted, Scottish Power Renewables, 壳牌和Vattenfall。

该项目由德国联邦材料研究所BAM、柏林技术大学和JBO在碳信托基金的支持下进行，汇集了数学建模、规模实验室测试、大规模现场测试和项目管理方面的一系列经验和专门知识。

VERBATIM项目详细研究了在泥线附近埋桩安装过程中潜在的桩尖挫曲和失稳现象。

其目的是对桩挫曲条件进行分析；开发和验证有限元模型和基准研究；制定桩埋和稳定性检查设计工艺；优化桩设计；考虑经济和生态；制定桩的技术设计规范。

BAM项目协调员Matthias Baessler博士表示：“随着风电机规模和水深的增加，单桩基础的尺寸不断增加，我们现在所处理的直径为10米甚至更粗。为了进行安全、经济地安装，需要验证计算模型。因此，在VERBATIM地项目中，我们对桩挫曲条件进行了研究。”

碳信托基金VERBATIM项目经理James Sinfield博士补充道：“VERBATIM项目是海上风电业的重要一步。随着单桩体积越来越大，我们需要确保风电机安装基础的坚固；通过将海上风电加速项目的合作伙伴引入本项目，将确保所取得成果的影响最大化，以及根据新的指导方针和最佳实践进行迅速部署。”

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