“樁腿樁靴能不能差異化設計，實現平臺減重？”

“應該按照傳統方法設計樁腿樁靴，畢竟有經驗有數據……”

“差異化設計，沒有先例，需要大量試驗來論證，耗時很長還不一定成功。”

這是中交海峰2500噸自航自升式海上風電安裝平臺項目內部討論會上的一幕，項目設計團隊正在針對樁腿樁靴是否差異化設計展開討論。

近年來，海上風機深水化、大型化發展趨勢顯著，在增加海上風電施工難度的同時，也對風電安裝平臺提出了更高要求。2500噸自航自升式海上風電安裝平臺具備運輸、打樁、吊裝等多種功能，能夠滿足未來深遠海大容量風機一體化的施工作業要求，由振華重工設計建造，且主起重機、升降系統等核心配套設備均為振華重工自主研制。該項目標志著振華重工正式開啟大吊重深水桁架繞樁式風電平臺設計的新篇章，具有里程碑式的意義。

“平臺綜合性能在國內處于領先地位，是我國海上風電作業從近海走向深遠海的關鍵利器。”項目總體設計工程師晁世方表示。平臺能進行無限區航行，并可同時運載2套15兆瓦風機機組設備；同時具備高超的起重能力，可以滿足150米輪轂高度、15兆瓦級大功率海洋風機的安裝需求；樁腿為三角桁架式，總長120米，最大作業水深達70米。

樁腿承載著風電安裝平臺的自重、作業載荷和環境載荷，是平臺最重要的承載結構之一。樁靴設置在樁腿底部，具有大尺寸、高承載等特點，能夠提高風電安裝平臺的地質適應性和穩定性。傳統設計中，為了保證樁腿樁靴結構的安全，會留取較大的結構冗余度，但過強的結構設計往往帶來成本和施工難度的提升，尤其自升式風電平臺的重量控制要求極為苛刻。為此，一些團隊成員提出樁腿樁靴差異化設計，但隨著設計深入，逐漸發現差異化設計會降低樁腿能力，不利于平臺舉升和某些特殊作業模式。

一時間，差異化設計理念再次受到大家質疑。“樁腿不能動，但穿的靴子還可以試著變一變，創新的過程要膽大心細，不能因為有所顧慮就停滯不前。”項目核心團隊逐漸達成共識。工程師們重拾信心，開始研究樁靴差異化設計方案。

樁靴設計的決定工況之一就是平臺站立吊重作業時，樁靴受到的垂直載荷達到極值。經過初步計算，平臺在站立工作情況下，主吊機所在的樁靴最大垂直載荷相比其他樁靴明顯增加。能不能在滿足實際能力需要的情況下，進行差異化設計，并且保證相同的設計安全余量呢？一場頭腦風暴又開始了。

“給樁腿穿‘靴子’難度不大，但要為樁腿定制合適的‘靴子’就要花很多心思了。”項目結構計算工程師金晶坦言。

“僅僅考慮平臺站位情況下樁靴受到的載荷是不夠全面的，我們這個平臺采用對角壓樁，還需要考慮壓樁的時候，和主吊機對角的樁靴載荷。”“要考慮地基不平有傾斜的情況下，樁腿樁靴也能保證安全。”“樁腿下放的時候船體晃動，會導致樁靴快要接觸泥面的時候產生沖擊載荷，這個也要考慮。”大家你一言我一語地討論著。最后，大家一致認為要拿數據說話，哪怕優化10%的重量也是成效。最終通過詳細的計算分析，差異化設計方案可行，樁靴減重效果十分可觀。

樁靴差異化設計完成后，樁靴回收孔外板的設計形式成了新的難題。“2500噸風電安裝平臺設計航速不小于9節，原先的設計在船舶航行時會產生很大阻力。”晁世方說道。項目團隊聯合外部單位通過流體力學模型分析，認為可以將圍井處樁靴回收孔的外板進行封閉優化，來消除臺階和減小開孔面積，盡可能保持圍井“死水區”狀態，從而有效降低船體阻力，達到目標航速。

樁靴回收孔外板設計優化方案確定后，確保其安全性和可行性成為關鍵。項目團隊馬上通過船模試驗進行驗證。“從船模試驗的結果來看，優化設計后，船體阻力可明顯減少，達到預期目標。”晁世方興奮地說。

“我們設計團隊每次調整方案和優化設計，都是從用戶和公司整體利益角度考慮，寧可設計人員辛苦一點，也要認真對待每一個細節，精益求精。”項目詳細設計技術經理張家齊說道。

如今，為2500噸自航自升式海上風電安裝平臺樁腿私人定制的“靴子”已完成建造安裝，待平臺交付使用后將大顯身手。