一、方案背景

海上風電場由于其不占用土地資源、基本不受地形地貌影響、海上風速高、單機容量大等優(yōu)點，已成為我國風電開發(fā)的重要方向。目前，海上風電單樁基礎是普遍采用的基礎類型，具有結構簡單、施工便利、承載性能好等優(yōu)勢。然而，由于海上風電場地理位置獨特，自然條件復雜，樁基礎的存在改變了原始流場，并在波流共同作用下形成了馬蹄渦和尾渦等渦流系統(tǒng)，會對樁基礎產生沖刷作用，導致基礎埋深減少、懸臂長度增大和持力層深度減少。這不僅會降低基礎的承載能力和結構的剛度，還可能導致基礎振動頻率降低，誘發(fā)結構共振并造成結構損傷，進而威脅風機的安全。為了保證海上風電場建筑物結構長期服役的安全性、完整性、適用性和耐久性，對海上風電工程結構安全的監(jiān)測顯得尤為重要。因此，對海上風電工程結構進行安全監(jiān)測和定期檢測，具有重要的意義。

二、方案概述

對海上風力發(fā)電機組基礎定期檢測，內容包括樁體的基礎沉降、基礎位移、結構應力應變、樁體傾斜、樁體振動、疲勞檢測，和基礎的沖刷檢測。

通過在海上風力發(fā)電機組的樁體上安裝光纖光柵靜力水準傳感器、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵應變傳感器、光纖光柵傾角傳感器、光纖光柵振動傳感器等監(jiān)測設備，監(jiān)測數據上傳到嘉兆監(jiān)測系統(tǒng)云平臺，一旦發(fā)現異常，可通過電子郵件和短信發(fā)送報警信號，從而實現對基礎樁體的基礎沉降、基礎位移、結構應力應變、樁體傾斜、樁體振動監(jiān)測。

采用非破壞性檢測方式中的超聲波無損檢測對樁基進行疲勞檢測，評估其質量和穩(wěn)定性,確保其能夠承受風機塔架和風機葉片的重量，并能夠在惡劣的海洋環(huán)境下保持穩(wěn)定。檢測要求包括樁基的材料、尺寸、質量、施工質量等方面的要求。

本方案利用多波束測深系統(tǒng)為代表的聲吶設備對海上風電場水下結構沖刷狀況開展檢測，評估其水下結構的生命周期。多波束測深系統(tǒng)可以獲取目標區(qū)域高精度的水深數據及點位，生成反映海底地貌特征的三維立體圖像。獲取結果后，通過和上年度測量結果的量化比對，可以準確清晰的檢測到樁基水下地形的變化情況，根據變化量精確的計算出缺陷的危害程度。

三、監(jiān)測方案示意圖

海上風電變形監(jiān)測系統(tǒng)架構

四、方案功能特點

1）高精度、高分辨率、不受電磁干擾；

2）沖刷檢測可實現大掃寬覆蓋及渾水優(yōu)化，測量效率高；

3）監(jiān)測點管理：實現對樁體基礎監(jiān)測點信息與監(jiān)測網絡信息的展示、查詢與統(tǒng)計；

4）監(jiān)測信息實時采集：通過對樁體的基礎沉降量、基礎位移量、結構應力變化量、樁體傾斜程度、樁體振動速率等實時在線監(jiān)測，實時掌握海上風電樁基的結構變化；

5）云平臺數據查詢：設備便捷接入平臺，即時查看設備監(jiān)測數據和運行狀態(tài)，輕松實現設備遠程監(jiān)控管理；實現數據從采集、傳輸、處理、整編、存儲、分析、展現，到數據推送的一系列規(guī)范化數據服務；快速部署上線，彈性可擴展，實現通用化和定制化業(yè)務應用；

6）監(jiān)測信息管理與分析：能按時間、按類型檢索監(jiān)測站點監(jiān)測值，并生成對應的曲線圖、折線圖，可與歷史同期數據進行比較；

7）監(jiān)測點自動預警：可以自定義不同監(jiān)測點的監(jiān)測預警閥值，在監(jiān)測設備監(jiān)測值達到預警閥值后會自動向指定人員發(fā)送預警信息。及時采取措施，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。

五、主要監(jiān)測設備

1）光纖光柵靜力水準傳感器

2）光纖光柵位移傳感器

3）光纖光柵應變傳感器

4）光纖光柵傾角傳感器

5）光纖光柵振動傳感器

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