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风机基础是|海上风机机组的重要组成部分,其作为永久性建筑长|期伫立在苛刻的海洋腐蚀环境中,防腐蚀设|计关系到风机|结构基础|的安全使用。在风机基础设计使用年限内只进行结构可靠性分析,却不考虑因|腐蚀引起|结构承载能|力的变化是非常危险的。迄今为止,海上风机钢管桩基础防腐问题一直没有得到很好的解决。鉴于此,本文以教育部博士点基金项目(20125522110004)和重庆市自然科学基金重点项目(cstc2013jjB3002)为依托,以上海东海大桥海上风电场项目为工程背景,在前人研究的基础上,采用理论分析及数值模拟等手段,对海上风机钢管桩基础耐腐蚀性进行了研究。主要研究内容及成果如下:(1)以东海大桥海上风电场为工程背景,分析了海上风机基础主要环境荷载计算方法及荷载组合,并对3MW级海上风机钢管桩基础进行了正常运行工况及极限荷载工况下荷载计算。从桩-土相互作用机理出发,采用P-y曲线法模拟桩土接触的非线性行为,并利用地层资料进行了计算,得到了风机钢管桩地基土体的P-y曲线数据,为腐蚀影响下风机钢管桩强度及稳定性的折减分析提供荷载数据和边界数据。(2)通过对海洋环境下钢结构的腐蚀类型及腐蚀机理进行分析,得出海上风机钢管桩基础腐蚀裂纹扩展是阳极溶解和表面膜破裂共同作用的结果,为研究海上风机钢管桩腐蚀速率发展规律及腐蚀对桩基结构强度和稳定性的影响奠定理论基础。(3)通过对现有海工钢结构腐蚀数学模型的分析,确定了符合海上风机钢管桩基础的均匀腐蚀数学模型为考虑防腐系统与腐蚀环境共同作用的非线性腐蚀模型。在此基础上,通过对土体材料及风机钢管桩本构模型的分析,建立了腐蚀条件下海上风机钢管桩基础的三维有限元模型,并分别对风机钢管桩的均匀腐蚀和局部腐蚀进行有限元模拟计算,得到了不同腐蚀形态下风机钢管桩强度及稳定性的折减规律。(4)综合模拟腐蚀分析结果,对照海上风机钢管桩的常规防腐设计思路和防腐措施,提出了针对海上风机钢管桩结构工程特性的防腐优化设计方案,并对东海大桥海上风电场3MW风机钢管桩进行了优化方案详细设计,为海上风机钢管桩基础防腐设计提供参考依据。