考虑冲刷情况下海上风电单桩基础优化设计研究

冲刷是海上风电单桩基础设计中需要经常面对的问题,工程中一般采用冲刷保护装置或增加桩长来抵抗冲刷。但简单增加桩长是否经济合理,目前缺乏足够的研究分析。鉴于此,文中建立了考虑冲刷情况下海上风电单桩基础的优化设计模型,其中桩周土冲刷深度和范围以及桩-土相互作用根据DNV规范的公式进行计算。在优化过程中,以单桩基础最小重量为优化目标,以桩身强度和桩端转角为约束条件,以桩径、壁厚和桩长为优化参数,采用ANSYS APDL中OPTYPE的FIRST优化算法。并针对一实际工程案例,完成考虑冲刷和不考虑冲刷情况的优化设计。研究结果表明考虑冲刷发生情况下,适当增加桩径和壁厚比直接增加桩长更经济合理。