JP2006046013A - 風力発電施設のモノパイル式基礎構造 - Google Patents
風力発電施設のモノパイル式基礎構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006046013A JP2006046013A JP2004231850A JP2004231850A JP2006046013A JP 2006046013 A JP2006046013 A JP 2006046013A JP 2004231850 A JP2004231850 A JP 2004231850A JP 2004231850 A JP2004231850 A JP 2004231850A JP 2006046013 A JP2006046013 A JP 2006046013A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- monopile
- ground
- power generation
- wind power
- equation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
【解決手段】 地盤が支持層上に軟弱層が堆積している場合に、軟弱層はモノパイルが根入れされる部位の周辺領域を、水平方向に一定の範囲まで、深さ方向には軟弱層の高さ全域の範囲で地盤改良して、モノパイルの支持に必要とされる水平方向への支持力が確保されている。改良地盤の略中央部に、モノパイルが改良地盤の範囲内に、又は地盤の支持層に一部到達する深さまで根入れされている。モノパイルは風力発電施設の荷重、風等の外力に十分耐え得る直径及び肉厚で形成されている。
【選択図】 図1
Description
風力発電施設を支持するモノパイルが地盤に根入れされて成る基礎構造において、
地盤が支持層上に軟弱層が堆積している場合に、前記軟弱層はモノパイルが根入れされる部位の周辺領域を、水平方向に一定の範囲まで、深さ方向には前記軟弱層の高さ全域の範囲で地盤改良して、モノパイルの支持に必要とされる水平方向への支持力が確保されており、前記改良地盤の略中央部に、モノパイルが前記改良地盤の範囲内に、又は地盤の支持層に一部到達する深さまで根入れされていること、
前記モノパイルは風力発電施設の荷重、風等の外力に十分耐え得る直径及び肉厚で形成されていることを特徴とする。
風力発電施設を支持するモノパイルが海底地盤に根入れされて成る基礎構造において、
海底地盤が支持層上に軟弱層が堆積している場合に、前記軟弱層はモノパイルが根入れされる部位の周辺領域を、水平方向に一定の範囲まで、深さ方向には前記軟弱層の高さ全域の範囲で地盤改良して、モノパイルの支持に必要とされる水平方向への支持力が確保されており、前記改良地盤の略中央部に、モノパイルが前記改良地盤の範囲内に、又は海底地盤の支持層に一部到達する深さまで根入れされていること、
前記モノパイルは風力発電施設の荷重、風や波等の外力に十分耐え得る直径及び肉厚で形成されていることを特徴とする。
(イ)軟弱層の地盤改良に必要とされる水平方向の範囲は、予め設定された改良地盤の滑動抵抗力、抵抗モーメント、支持力、端し圧を満たし、
(I)改良地盤の滑動抵抗力は、以下の[数1]によって求められること、
[数1] H<R/Fs
但し、Fs:安全率、H:改良地盤に作用する水平力、R:改良地盤の滑動抵抗力
(II)改良地盤の抵抗モーメントは、以下の[数2]によって求められること、
[数2] M<MR/Fs
但し、Fs:安全率、M:改良地盤に作用する転倒モーメント、MR:改良地盤の抵抗モーメント
(III)改良地盤の支持力は、以下の[数3]によって求められること、
[数3] t<q/Fs
但し、Fs:安全率、t:支持層の地盤反力、q:改良地盤の支持力
(IV)改良地盤の端し圧は、以下の[数4]によって求められること、
[数4] t<qu/Fs
但し、Fs:安全率、t:改良地盤の端し圧、qu:改良地盤の設計基準強度
(ロ)モノパイルの直径、肉厚は、予め設定された応力度、支持力、根入れ長さを満たし、
(V)モノパイルの応力度は、以下の[数5]によって求められること、
[数5] σ=P/A+Mp/Z<σa
但し、P:モノパイルに作用する鉛直力、A:モノパイルの断面積、Mp:モノパイルに作用する最大モーメント、Z:モノパイルの断面係数、σa:許容応力度
(VI)モノパイルの支持力は、以下の[数6]によって求められること、
[数6] P<Ru/Fs
但し、Fs:安全率、P:モノパイルに作用する鉛直力、Ru:モノパイルの支持力
(VII)モノパイルの根入れ長さは、以下の[数7]によって求められること、
[数7] L>3/β
但し、L:モノパイルの根入れ長さ、β:仮想固定点
を特徴とする。
地盤改良は、セメント又はセメント系固化材を攪拌混合する深層混合処理工法、又は同深層混合処理工法に石炭灰を安定剤として添加する深層混合処理工法を用いて実施されることを特徴とする。
[数1] H<R/Fs
Fs:安全率、H:改良地盤10に作用する水平力
ここで、改良地盤10の滑動抵抗力Rは、R=(Wupper+Wpile+Wdm)×tanφ+Ppで定義される。また、改良地盤10に作用する水平力Hは、暴風時がH=Fwind+Fwave+Pa、地震時がH=Eupper+Epile+Paで定義され、算出された両値を満たすように設定される。安全率Fsは、一例として暴風時が1.2、地震時が1.0に設定され、両値を満たすように設定される。
Wupper:風力発電施設2の自重、Wpile:モノパイル6の自重、Wdm:改良地盤10の自重、φ:内部摩擦角、Fwind:風荷重、Fwave:波荷重、Pa:主働土圧、Eupper:風力発電施設2に作用する地震荷重、Epile:モノパイル6に作用する地震荷重
[数2] M<MR/Fs
M:改良地盤10に作用する転倒モーメント
ここで、改良地盤10の抵抗モーメントMRは、MR=(Wupper+Wpile+Wdm)×r+Pa×y7で定義される。また、改良地盤10の転倒モーメントMは、暴風時がM=Fwind×y1+Fwave×y2+Pa×y3、地震時がM=Eupper×y4+Epile×y5+Edm×y6+Pa×y3で定義され、算出された両値を満たすように求められる。安全率Fsは、一例として暴風時が1.2、地震時が1.1に設定され、両値を満たすように求められる。
Edm:改良地盤10に作用する地震荷重、y1:海底地盤7の軟弱層9底面から風荷重Fwindの作用点までの高さ、y2:海底地盤7の軟弱層9底面から波荷重Fwaveの作用点までの高さ、y3:海底地盤7の軟弱層9底面から主働土圧Paの作用点までの高さ、y4:海底地盤7の軟弱層9底面から風力発電施設2に作用する地震荷重Eupperの作用点までの高さ、y5:海底地盤7の軟弱層9底面からモノパイル6に作用する地震荷重Epileの作用点までの高さ、y6:海底地盤7の軟弱層9底面から改良地盤10に作用する地震荷重Edmの作用点までの高さ
[数3] t<q/Fs
t:支持層の地盤反力
安全率Fsは、一例として暴風時が2.5、地震時が1.5に設定され、両値を満たすように求められる。
[数4] t<qu/Fs
qu:改良地盤の設計基準強度
安全率Fsは、一例として暴風時が3.0、地震時が2.0に設定され、両値を満たすように求められる。
[数5] σ=P/A+Mp/Z<σa
P:モノパイル6に作用する鉛直力、A:モノパイル6の断面積、Mp:モノパイル6に作用する最大モーメント、Z:モノパイル6の断面係数、σa:許容応力度
ここで、モノパイル6に作用する鉛直力Pは、P=Wupper+Wpileで定義される。また、許容応力度σaは、一例として暴風時が190N/mm2、地震時が285N/mm2に設定され、両値を満たすように求められる。
[数6] P<Ru/Fs
ここで、モノパイル6の支持力Ruは、Ru=c×Asc+2N×Assで定義される。
c:軟弱層9の粘着力(c=qu/2で定義される。)、Asc:モノパイル6の改良地盤10内の全表面積、Ass:モノパイル6の支持層8内の全表面積
[数7] L>3/β
β:仮想固定点(β={Es/(4EI)}1/4で定義される。)、Es:改良地盤10の弾性係数、E:モノパイル6の弾性係数、I:モノパイル6の断面二次モーメント
2 風力発電施設
6 モノパイル
7 海底地盤
8 支持層
9 軟弱層
10 改良地盤
Claims (4)
- 風力発電施設を支持するモノパイルが地盤に根入れされて成る基礎構造において、
地盤が支持層上に軟弱層が堆積している場合に、前記軟弱層はモノパイルが根入れされる部位の周辺領域を、水平方向に一定の範囲まで、深さ方向には前記軟弱層の高さ全域の範囲で地盤改良して、モノパイルの支持に必要とされる水平方向への支持力が確保されており、前記改良地盤の略中央部に、モノパイルが前記改良地盤の範囲内に、又は地盤の支持層に一部到達する深さまで根入れされていること、
前記モノパイルは風力発電施設の荷重、風等の外力に十分耐え得る直径及び肉厚で形成されていることを特徴とする、風力発電施設のモノパイル式基礎構造。 - 風力発電施設を支持するモノパイルが海底地盤に根入れされて成る基礎構造において、
海底地盤が支持層上に軟弱層が堆積している場合に、前記軟弱層はモノパイルが根入れされる部位の周辺領域を、水平方向に一定の範囲まで、深さ方向には前記軟弱層の高さ全域の範囲で地盤改良して、モノパイルの支持に必要とされる水平方向への支持力が確保されており、前記改良地盤の略中央部に、モノパイルが前記改良地盤の範囲内に、又は海底地盤の支持層に一部到達する深さまで根入れされていること、
前記モノパイルは風力発電施設の荷重、風や波等の外力に十分耐え得る直径及び肉厚で形成されていることを特徴とする、風力発電施設のモノパイル式基礎構造。 - (イ)軟弱層の地盤改良に必要とされる水平方向の範囲は、予め設定された改良地盤の滑動抵抗力、抵抗モーメント、支持力、端し圧を満たし、
(I)改良地盤の滑動抵抗力は、以下の[数1]によって求められること、
[数1] H<R/Fs
但し、Fs:安全率、H:改良地盤に作用する水平力、R:改良地盤の滑動抵抗力
(II)改良地盤の抵抗モーメントは、以下の[数2]によって求められること、
[数2] M<MR/Fs
但し、Fs:安全率、M:改良地盤に作用する転倒モーメント、MR:改良地盤の抵抗モーメント
(III)改良地盤の支持力は、以下の[数3]によって求められること、
[数3] t<q/Fs
但し、Fs:安全率、t:支持層の地盤反力、q:改良地盤の支持力
(IV)改良地盤の端し圧は、以下の[数4]によって求められること、
[数4] t<qu/Fs
但し、Fs:安全率、t:改良地盤の端し圧、qu:改良地盤の設計基準強度
(ロ)モノパイルの直径、肉厚は、予め設定された応力度、支持力、根入れ長さを満たし、
(V)モノパイルの応力度は、以下の[数5]によって求められること、
[数5] σ=P/A+Mp/Z<σa
但し、P:モノパイルに作用する鉛直力、A:モノパイルの断面積、Mp:モノパイルに作用する最大モーメント、Z:モノパイルの断面係数、σa:許容応力度
(VI)モノパイルの支持力は、以下の[数6]によって求められること、
[数6] P<Ru/Fs
但し、Fs:安全率、P:モノパイルに作用する鉛直力、Ru:モノパイルの支持力
(VII)モノパイルの根入れ長さは、以下の[数7]によって求められること、
[数7] L>3/β
但し、L:モノパイルの根入れ長さ、β:仮想固定点
を特徴とする、請求項1又は2に記載した風力発電施設のモノパイル式基礎構造。 - 地盤改良は、セメント又はセメント系固化材を攪拌混合する深層混合処理工法、又は同深層混合処理工法に石炭灰を安定剤として添加する深層混合処理工法を用いて実施されることを特徴とする、請求項1〜3にいずれか一に記載した風力発電施設のモノパイル式基礎構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004231850A JP4606086B2 (ja) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | 風力発電施設のモノパイル式基礎構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004231850A JP4606086B2 (ja) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | 風力発電施設のモノパイル式基礎構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006046013A true JP2006046013A (ja) | 2006-02-16 |
JP4606086B2 JP4606086B2 (ja) | 2011-01-05 |
Family
ID=36024909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004231850A Expired - Fee Related JP4606086B2 (ja) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | 風力発電施設のモノパイル式基礎構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4606086B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006083603A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Takenaka Doboku Co Ltd | モノパイル式基礎の構築方法 |
JP2010229747A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Penta Ocean Construction Co Ltd | 洋上構造物用水底基礎構造及びその構築方法 |
JP2012219616A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Evonik Degussa Gmbh | 海上構造物のためのポリアミドで覆われた構築鋼管 |
JP2020128672A (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-27 | 鹿島建設株式会社 | 洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102444140A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-05-09 | 天津大学 | 一种海上风电机组地基组合基础 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5628942A (en) * | 1979-08-18 | 1981-03-23 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Foundation structure of stationary crane |
JPS6019804A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-02-01 | 渡辺 嗣彦 | ポ−ル設置用コンクリ−ト体の造成方法 |
JPS62148714A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 海底軟弱地盤改良方法 |
JPH07259104A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-10-09 | Nippon Chikou Kk | 重合管体による強化柱体基礎及びその構築方法 |
JP2001207948A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-08-03 | Pc Bridge Co Ltd | 海上設置型風力発電用複合基礎構造及びその構築方法 |
JP2002097651A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-02 | Kajima Corp | 構造物基礎 |
JP2003105747A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Daiwa House Ind Co Ltd | 鋼管杭を用いた柱状地盤改良体の構築方法 |
JP2003293938A (ja) * | 2002-04-02 | 2003-10-15 | Tetra Co Ltd | 風力発電装置の施工方法 |
-
2004
- 2004-08-09 JP JP2004231850A patent/JP4606086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5628942A (en) * | 1979-08-18 | 1981-03-23 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Foundation structure of stationary crane |
JPS6019804A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-02-01 | 渡辺 嗣彦 | ポ−ル設置用コンクリ−ト体の造成方法 |
JPS62148714A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 海底軟弱地盤改良方法 |
JPH07259104A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-10-09 | Nippon Chikou Kk | 重合管体による強化柱体基礎及びその構築方法 |
JP2001207948A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-08-03 | Pc Bridge Co Ltd | 海上設置型風力発電用複合基礎構造及びその構築方法 |
JP2002097651A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-02 | Kajima Corp | 構造物基礎 |
JP2003105747A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Daiwa House Ind Co Ltd | 鋼管杭を用いた柱状地盤改良体の構築方法 |
JP2003293938A (ja) * | 2002-04-02 | 2003-10-15 | Tetra Co Ltd | 風力発電装置の施工方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006083603A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Takenaka Doboku Co Ltd | モノパイル式基礎の構築方法 |
JP4664636B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2011-04-06 | 株式会社竹中土木 | モノパイル式基礎の構築方法 |
JP2010229747A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Penta Ocean Construction Co Ltd | 洋上構造物用水底基礎構造及びその構築方法 |
JP2012219616A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Evonik Degussa Gmbh | 海上構造物のためのポリアミドで覆われた構築鋼管 |
US9982410B2 (en) | 2011-04-11 | 2018-05-29 | Evonik Degussa Gmbh | Polyamide-sheathed structural steel tubes for offshore structures |
JP2020128672A (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-27 | 鹿島建設株式会社 | 洋上風力発電用のモノパイル基礎の施工方法および洋上風力発電用のモノパイル基礎 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4606086B2 (ja) | 2011-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101384165B1 (ko) | 해상풍력 기초의 세굴방지용 캡 | |
KR101459649B1 (ko) | 해상 지지구조물 설치를 위한 이중 부유구조체 및 이를 이용한 해상 지지구조물 시공 방법 | |
JP2007092406A (ja) | 水上構造物の基礎構造 | |
Malhotra | Design and construction considerations for offshore wind turbine foundations in North America | |
NO329946B2 (no) | Fundament for en vindturbingenerator til havs samt fremgangsmåte for bygging og installasjon av fundamentet | |
KR101044752B1 (ko) | 해상 풍력 발전 시설물 설치시 기울기 보정 장치 | |
CN101545462B (zh) | 一种钢-混凝土组合重力式海上风电机组基础结构 | |
EP2443342A1 (en) | Wind turbine foundation for variable water depth | |
Bhattacharya et al. | Civil engineering challenges associated with design of offshore wind turbines with special reference to China | |
KR101509507B1 (ko) | 다양한 직경의 멀티 실린더를 구비한 해상 풍력발전 지지구조물 및 그 시공 방법 | |
US20150056020A1 (en) | Structures for offshore installations | |
Zaaijer | Comparison of monopile, tripod, suction bucket and gravity base design for a 6 MW turbine | |
CN106013204A (zh) | 在软土海床海域海上风电工程中应用重力式基础的方法 | |
KR20120001384A (ko) | 풍력발전기용 해상 모노파일 시공방법 | |
JP4664636B2 (ja) | モノパイル式基礎の構築方法 | |
JP4606086B2 (ja) | 風力発電施設のモノパイル式基礎構造 | |
JP2015503060A (ja) | 風力タービンを支持するプレキャストしたコンクリート製構造物 | |
KR101384167B1 (ko) | 단일복합하이브리드기초형 해상풍력타워 | |
KR101383159B1 (ko) | 암반 설치용 중력식 해상풍력 기초 슬래브 | |
CN202298644U (zh) | 一种用于海上风电的沉井式重力基础 | |
CN201746848U (zh) | 滩涂风电场风机基础结构 | |
CN204803913U (zh) | 一种带筏板复合式海上风电风机单桩基础 | |
KR101304934B1 (ko) | 멀티복합하이브리드기초형 해상풍력타워 | |
KR101384168B1 (ko) | 위치센서를 이용한 해상풍력 발전기의 기초슬래브 설치 방법 | |
JP2016084660A (ja) | 洋上風力発電装置の基礎構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070720 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100622 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100914 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101005 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |