TCEC2019111海上风力发电机组筒型基础预制技术规范

中国电力企业联合会标准编号：T/CEC20191114备案号：海上风力发电机组筒型基础预制技术规范CodeforConstructionofPrefabricatedBucketFoundationofOffshoreWindTurbine2021-09-25修改稿

I范围本文件规定了海上风电场工程筒型基础钢结构预制、混凝土结构预制、防腐蚀、筒型基础下水、筒型基础水上预制、出厂质量检查等相关技术要求。本文件适用于海上风力发电场筒型基础陆上或海上预制建造施工。本文件应与国家标准GB50300《建筑工程施工质量验收统一标准》配套使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB712船舶及海洋工程用结构钢GB1499钢筋混凝土热轧带肋钢筋GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T3323金属熔化焊焊接接头射线照相GB50205钢结构工程施工质量验收规范GB/T5224预应力混凝土用钢绞线GB/T5313厚度方向性能钢板GB11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T1499.2钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋GB/T20065预应力混凝土用螺纹钢筋GB50010混凝土结构设计规范GB50017钢结构设计标准GB50119混凝土外加剂应用技术规范GB50300建筑工程施工质量验收统一标准GB50666混凝土结构工程施工规范GB50755钢结构工程施工规范JGJ18钢筋焊接及验收规程JGJ104建筑工程冬期施工规程JTS151水运工程混凝土结构设计规范JTS257-2海港工程高性能混凝土质量控制标准JTJ275海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范NB/T31006海上风电场钢结构防腐蚀技术标准术语和定义下列术语和定义适用于本规范。筒型基础bucketfoundation顶部封闭，底部开口的筒型结构型式，以筒壁嵌入地基中来抵抗风力发电机组荷载的基础型式。顶盖bucketlid顶盖为筒型基础顶端封闭结构，可为钢、钢筋混凝土或钢-混凝土组合结构。过渡段transitionpiece过渡段为筒型基础顶盖与风机塔筒连接结构，可为钢、钢筋混凝土或钢-混凝土组合结构。分舱板bulkhead分舱板为筒型基础内的分隔板，可为钢、钢筋混凝土或钢-混凝土组合结构，将筒型基础分成若干个独立的隔舱。筒型基础下水launching筒型基础整体结构或筒裙结构吊装或滚装入水过程。筒型基础水上预制prefabricationonthesea筒型基础筒裙结构坐底，在水面上预制筒型基础顶盖和上部结构。气密性检验airtightnesstest通过筒型基础内正压试验，检验筒裙、顶盖、分舱板及其相互连接部位的气密性。缺陷imperfection质量不符合规定要求的检验项或检验点，按其程度可分为严重缺陷或一般缺陷。一般缺陷generaldefect对结构受力、运输及安装无重要影响的缺陷。严重缺陷seriousdefect对结构受力、运输及安装有重要影响的缺陷。钢结构预制4.1一般规定钢结构工程应按照《钢结构工程施工规范》GB50755相关要求施工。筒型基础结构用钢应满足《船舶及海洋工程用结构钢》GB712的相关规定。从事焊接作业的人员应具备相应的焊接作业资格。焊接设备的性能应可靠、稳定，配置的仪表应在校验有效期内。4.2原材料筒型基础主体结构应采用船舶及海洋工程结构用钢或低合金高强度结构用钢，次要结构可采用低合金高强度结构用钢或碳素结构钢，钢结构设计应满足《钢结构设计标准》GB5017相关规定。结构受力集中区域所用钢材不应低于Q355标准要求，钢材强度取值应依据《低合金高强度结构钢》GB/T1591相关规定。主体结构中承受高约束、板厚方向承受收缩变形和连续拉力荷载的部位，应采用具有抗层状撕裂性能的钢材，钢材性能应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的相关规定。钢材等级应根据构件类别、构件厚度和设计温度选用。大气区及浪溅区的结构设计温度应取作业区域近10年内最冷月份平均气温，全浸区的结构设计温度应取0℃。钢板的长度、宽度和厚度允许偏差均应符合现行国家标准《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709的有关规定。4.3钢结构加工钢板的下料及切割应按照设计图纸进行，确定适当的切割余量，满足设计要求。钢板的压制成型，应按设计的曲率和成型工艺进行。大面积钢板的吊运和拼装过程中，应严格按起重吊装作业规程，并有防止板材变形和保证其稳固性的措施。焊接作业前应结合实际情况，进行焊接工艺评定，合理选择焊接材料、焊接辅助材料及焊接参数，施工时应严格按认可的焊接工艺进行。应对钢结构制造过程中的钢板屈曲进行受力检算，筒型基础自重作用下筒壁屈曲可根据附录A计算。钢结构验收应根据《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205相关规定进行。钢结构焊接接头验收应根据《金属熔化焊焊接接头射线照相》GB/T3323相关规定进行。钢结构局部手工焊缝验收应根据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345相关规定进行。混凝土结构预制5.1一般规定筒型基础用混凝土应符合下列规定：——基础结构宜采用海工高性能混凝土，混凝土结构设计时应满足《水运工程混凝土结构设计规范》JTS151的相关规定；——混凝土材料的选用应满足强度性能、疲劳性能、防腐蚀性能和耐久性等方面的要求，其性能应符合现行行业标准《海港工程高性能混凝土质量控制标准》JTS257-2的相关规定；——非预应力部位可使用地质聚合物混凝土代替常规混凝土。普通钢筋性能应符合国家现行标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB/T1499.2的相关规定。预应力混凝土用螺纹钢筋性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用螺纹钢筋》GB/T20065的相关规定。钢绞线性能应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224的相关规定。混凝土施工应按照《混凝土结构工程施工规范》GB50666的相关规定执行。筒型基础建造场地应满足筒型基础构件吊装、整体浇筑、便于整体浮运出港的要求。5.2原材料材料的检验应遵循可追溯的原则，所有原料的批次检验文件及使用位置应进行登记确认。混凝土强度等级应由按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值。混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值和设计值及弹性模量应按照现行国家规范《混凝土结构设计规范》GB50010相关规定取值。符合国家标准的生活饮用水可用于拌和与养护混凝土。未经处理的工业污水和生活污水不应用于拌和与养护混凝土。地表水和地下水经检验合格后方可用于拌和与养护混凝土。海水不应用于钢筋混凝土和预应力混凝土及有饰面要求的混凝土。混凝土中添加的外加剂应符合现行国家规范《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的相关规定。钢筋强度标准值不应小于95%的保证率。普通钢筋的强度标准值、设计值和弹性模量等按照现行国家规范《混凝土结构设计规范》GB50010相关规定取值。5.3模板检验模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性。购置的模板到场安装后应进行检查验收，符合要求后可进行试生产。模板吊运时若受到重击或严重碰撞，应立即对受创模板进行检测。在浇筑混凝土之前，应对模板进行检验。合模和浇筑混凝土时，应对模板进行观察和维护，发生异常情况时，应及时处理。模板内表面应全部均布脱模剂，模板夹角处不得漏涂。钢筋笼、预埋件严禁接触脱模剂。合模应满足下列要求：——模板的接缝不应漏浆；——模板内侧的浮锈应清除干净；——模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷脱模剂，宜选用质量稳定、适于喷涂、脱模效果好的乳液类脱模剂；——组模前应认真清理模板，清理后模板内表面的任何部位不应有残留杂物。合模后上螺杆时应认真检查螺栓孔预埋件和模板接触面的密封状况。每片模板每生产一个基础结构，应进行系统检验。脱模时应保证混凝土表面及棱角不受损伤。可采用充气模板代替常规钢质或木质模板。5.4钢筋检验在浇筑混凝土之前，应进行钢筋隐蔽工程验收，其内容包括：——纵向受力钢筋的品种、规格、数量、位置等；——钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率等；——钢筋的品种、规格、数量、间距等；——预理件的规格、数量、位置等。钢筋的连接应采用设计要求的接头型式。钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》GB1499的相关规定抽取试样作力学性能检验。纵向受力钢筋的强度应满足设计要求；当设计无具体要求时，检验所得的强度实测值应符合下列规定。——钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；——钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。钢筋应平直、无损伤，表面不应有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。受力钢筋的弯钩和弯折应符合下列规定：——当设计要求HPR235级钢筋末端作180度弯钩时，其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2.5倍，弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的3倍；——当设计要求钢筋末端需作135度弯钩时，HRB335级纲筋的弯弧内直径不应小于钢筋直径的4倍，弯钩的弯后平直部分长度应符合设计要求；——钢筋制作不大于90度的弯折时，弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍。除焊接封闭环式箍筋外，箍筋的末端应作弯钩，弯钩形式应符合设计要求。钢筋调直宜采用机械方法，也可采用冷拉方法。当采用机械设备调直时，调直设备不应具有延伸功能。当采用冷拉方法调直时，HPB300光圆钢筋的冷拉伸长率不宜大于4%；HRB335、HRB400、HRB500、HRBF335、HRBF400、HRBF500及RRB400带肋钢筋的冷拉伸长率，不宜大于1%。钢筋调直过程中不应损伤带肋钢筋的横肋。调直后的钢筋应平直，不应有局部弯折。钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求，其偏差应符合表1的规定。表1钢筋加工的允许偏差项目允许偏差（mm）受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸±10弯起钢筋的弯折位置±20箍筋内净尺寸±5钢筋接头的位置应符合设计和施工方案要求。应按现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18的规定抽取钢筋机械连接接头、焊接接头的外观进行检查，其质量应符合相关标准的规定。当纵向受力钢筋采用机械连接接头、焊接接头或搭接接头时，钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合现行国家规范《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。5.5混凝土检验混凝土的冬期施工应符合国家现行规程《建筑工程冬期施工规程》JGJ104的相关规定。混凝土拌制前，应测定砂、石含水率并根据测试结果调整材料用量，提出施工配合比。首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，其原材料、强度、凝结时间、稠度应满足设计配合比的要求。工程有要求时，尚应检查混凝土耐久性能等要求。混凝土的强度等级应符合设计要求，用于检查结构构件混凝土强度的标准养护试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取，试件取样与留置应符合下列规定：——每拌制100盘且不超过100m3的同一配合比混凝土，取样不应少于一次；——每工作班拌制的同一配合比混凝土不足100盘时，取样不应少于一次；——每次连续浇筑超过1000m3时，同一配合比的混凝土每200m3取样不应少于一次。——取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。混凝土抗渗试件应在浇筑地点随机取样。同一配合比的混凝土，每100m3留置抗渗试件一组，试验结果应符合设计要求。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。施工中在混凝土表面出现的裂缝应及时进行处理。5.6预应力检验与张拉预应力筋进场时，应进行外观检查，并应符合下列规定：——有粘结预应力筋的表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等；——无粘结预应力钢绞线护套应光滑、无裂缝，无明显褶皱。浇筑混凝土之前，应进行预应力隐蔽工程验收，其内容应包括：——预应力筋的品种、级别、规格、数量和位置；——成孔管道的规格、数量、位置、形状、连接以及灌浆孔、排气兼泌水孔；——局部加强钢筋的牌号、规格、数量和位置；——预应力筋锚具和连接器及锚垫板的品种、规格、数量和位置。预应力筋张拉或放张时，应对构件混凝土强度进行检验。同条件养护的混凝土立方体抗压强度应符合设计要求，设计无要求时应符合下列规定：——不应低于设计的混凝土强度等级值的75％；——对采用消除应力钢丝或钢绞线作为预应力筋的先张法构件，不应低于30MPa。张拉操作人员应按规定经过培训，并取得相应资格。张拉机具应经过具备检测资格的单位进行检验和校定。应按设计图纸制定相应的张拉工艺，严格按照张拉顺序进行张拉施工。预应力筋的张拉顺序应符合设计规定；当设计未规定时，宜采用分批、分阶段的方式对称张拉。后张预应力筋的张拉程序应符合设计规定；设计未规定时，可按表2规定进行。表2后张法预应力筋张拉程序锚具和预应力筋类别张拉程序夹片式等具有自锚性能锚具钢绞线束、钢丝束低松弛力筋：0→初应力→σcon（持荷5min锚固）其他锚具钢绞线束0→初应力→1.05σcon（持荷5min）→σcon（锚固）钢丝束0→初应力→1.05σcon（持荷5min）→0→σcon（锚固）螺母锚固锚具螺纹钢筋0→初应力→σcon（持荷5min）→0→σcon（锚固）注：表中为张拉时的控制应力，包括预应力损失值。防腐蚀6.1一般规定钢结构的防腐蚀应按照《海上风电场钢结构防腐蚀技术标准》NB/T31006的相关要求进行。混凝土结构的防腐蚀按照《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275的规定进行。6.2钢结构防腐蚀海上风电场钢结构应采取有效的防腐蚀措施。海上风电场钢结构可采用但不限于增加腐蚀裕量、涂料保护、热喷涂金属涂层保护、阴极保护，以及阴极保护与涂层联合保护等防腐蚀措施。牺牲阳极的阴极保护，应按设计选取阳极材料，并按设计要求安装。实施涂料保护和热喷涂金属保护前应进行表面处理。表面处理内容包括预处理、除油、除盐分、除锈和除尘。6.3混凝土防腐蚀混凝土的施工缝不宜设在浪溅区、水位变动区以及混凝土发生较大拉应力的部位。预应力混凝土构件和位于大气区、浪溅区、水位变动区的钢筋混凝土构件不应使用海水养护。混凝土构件拆模后，其表面不应留有螺栓、拉杆、铁钉等铁件，因设计要求设置的金属预埋件，其裸露面应进行防腐蚀处理，其范围为：从深入混凝土内100mm处至漏出混凝土外的所有表面。6.4预埋构件防腐蚀预埋件应采用热镀锌加涂层联合防腐蚀措施。热镀锌前应进行钢结构表面预处理，钢材表面应无可见的氧化皮、铁锈、涂层和附着物。涂层应采用封闭活性底漆一道，中间漆二道，可采用环氧云铁漆、环氧树脂漆、聚胺酯漆，不宜采用富锌漆，面漆宜采用聚胺酯漆二道。涂层厚度应满足防腐蚀设计使用年限的要求，且不应小于150μm。筒型基础下水7.1筒型基础整体结构或筒裙结构可采用门式起重机、履带吊等起重设备吊装入水，应对吊点进行专项设计，计算吊装过程中结构整体及局部受力。7.2筒型基础整体结构或筒裙结构也可采用滑道、半潜驳滚装入水。7.3筒型基础整体结构或筒裙结构入水后，采用充气起浮，拖带移位至下一步做业位置。筒型基础水上预制8.1筒型基础整体结构总重量超过吊装或滚装入水设备能力时，可采用水上预制方式。8.2筒型基础水上预制应在陆上或特制预制平台上完成筒裙部分的制作和入水。8.3筒型基础筒裙结构坐底前应在海床面上安装好混凝土或钢质沉垫，防止筒裙入泥，筒型基础筒裙结构坐底后，应满足高潮位时筒裙顶部不没水；应验算地基承载力和沉垫结构受力，沉垫安装完成的水平度宜小于8‰。8.4沉垫与筒裙结构间应设置排进水通道，沉垫结构应设计可移位的吊点。8.5应计算潮位变化引起的筒型基础筒裙各舱压力变化，顶盖和上部结构的施工应考虑涨落潮各舱压力变化产生的附加应力。附加应力过大时，应及时向各舱排气或补气。8.6筒型基础水上预制应校核台风工况下筒型基础的整体稳定性和越浪情况。质量检查9.1筒型基础外表应光滑平整，无明显突出物。9.2筒型基础外观各色区内应颜色一致，各色区间衔接应清晰平顺。9.3筒型基础应进行各舱室气密性检查。9.4筒型基础应对爬梯、靠船、平台等附属结构进行检查。9.5筒型基础应对排/进水气管路、泵阀系统、沉放及姿态控制系统、监测仪器设备等进行检查及调试。9.6采用高压水刀法、绳锯法等方式进行厚壁筒型基础辅助沉放时，出厂前应对高压水管、回水管、电机等辅助破土装置进行检查。

附录A自重作用下筒壁屈曲计算筒型基础钢质筒壁在制造过程中，在自重作用下，筒体受轴向力作用，筒壁屈曲校核可简化为圆柱壳体按如下方式计算，并结合数值模拟与试验综合确定。A.1筒壁屈曲允许应力计算a）弹性屈曲应力（A.1）式中：Lr为筒体悬空高度；t为筒壁厚度；E为筒体材料弹性模量；D为筒体直径；R为筒体半径；ν为泊松比；屈曲系数Cxl可以用几何曲率参数Mx，径厚比D\t和缺陷因子αxL表示：（A.2）（A.3）（A.4）b）非弹性屈曲轴向应力（A.5）（A.6）c）屈曲允许应力（A.7）式中：Fa为屈曲允许轴向应；FS为安全系数。（A.8）筒型基础受自重时，筒壁产生的轴向应力fa计算如下：（A.9）筒壁屈曲验算，需满足fa<Fa。目次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 24 钢结构预制 24.1一般规定 24.2原材料 34.3钢结构加工 35 混凝土结构预制 45.1一般规定 45.2原材料 45.3模板检验 55.4钢筋检验 55.5混凝土检验 65.6预应力检验与张拉 76 防腐蚀 86.1一般规定 86.2钢结构防腐蚀 86.3混凝土防腐蚀 86.4预埋构件防腐蚀 87 筒型基础下水 88 筒型基础水上预制 99 质量检查 9附录A自重作用下筒壁屈曲计算 10

前言本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出并归口。本文件起草单位：天津大学前沿技术研究院、长江勘测规