T/CPIA 0120-2025 海上光伏用管式浮体锚固系统设计规范

　　团 体 标 准

　　T/CP IA 0120—2025

　　海上光伏用管式浮体锚固系统设计规范

　　Design specifications for tubular floating anchorage systems for

　　offshore photovoltaics

　　2025 - 06 - 10 发布 2025 - 06 - 15 实施

　　中国光伏行业协会 发 布

　　目 次

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—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》的规定起草。

　　本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：一道新能源科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、中国电子信息产业发展研究院、一道新能源科技(忻州)有限公司、浙江巨合新能源有限公司、南京航天航空大学、武汉理工大学、衢州市标准化研究院、衢州市计量质量检验研究院。

　　本文件主要起草人：潘浙锋、陈丽萍、江华、王赶强、何春涛、胥星星、崔玉慧、柯世堂、陈明胜、黄增阳、童良怀。

　　海上光伏用管式浮体锚固系统设计规范

　　1 范围

　　本文件规定了海上光伏用管式浮体锚固系统的一般设计要求、设计校核方法、荷载分析与评估方法和锚固基础。

　　本文件适用于海上的漂浮式光伏电站建设中的设计应用。

　　2 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/T 549—2017 电焊锚链

　　GB/T 33364—2016 海洋工程系泊用钢丝绳

　　GB 50009 建筑结构荷载规范

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　有义波高 significant wave height

　　在观察时间内，通过静止观察点所观察到的占波高总数1/3的最高波浪的平均波高。

　　注：也称为三一平均波高或1/3大波平均波高，是海洋波浪研究中的一个重要参数。

　　3.2

　　谱峰周期 wave peak period

　　海浪谱中最大谱值所对应的周期。

　　注：这一参数反映了海浪能量在不同频率上的分布情况，是描述海浪特性的关键参数之一。

　　3.3

　　承载能力极限工况 ultimate limit state;ULS

　　工况考虑系统承受极端荷载作用下的失效情况。

　　3.4

　　偶然工况 accidental limit state;ALS

　　工况考虑受损的系统应对非常规荷载或极限荷载时的存活能力。

　　3.5

　　疲劳工况 fatigue limit state;FLS

　　工况考虑系统节点在循环荷载作用下的失效情况。

　　3.6

　　最小破断载荷 minimum breaking load;MBL

　　承重构件在拉伸至断裂时所最小需要承受的载荷。

　　注：承载构件通常包括钢丝绳、链条和绳索等，它是评估这些构件强度和安全性能的重要指标。

　　3.7

　　蠕变 creep

　　固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。

　　3.8

　　时间-张力-温度耐久性 time-tension-temperature endurance

　　材料或结构在长时间、持续应力(或张力) 以及特定温度环境下的耐久性能。

　　3.9

　　连接点 connection point

　　系泊系统通过系泊线上特殊构件(如卸扣)与浮体上的眼环或横档相连,实现荷载在浮体和系泊间的相互传递的点。

　　3.10

　　弹性部件 elastic component

　　能够将系泊线中的张力保持在一定范围内，以避免系泊松弛并控制峰值载荷，并具有一定弹性的部件。

　　注：如弹性橡胶缆绳。

　　3.11

　　平均特征张力分量 characteristic mean tension

　　系泊线在长时间内承受的平均张力。

　　注：通常与系统的静态平衡状态有关。该值根据系统的几何形状、重量分布以及环境载荷(如风、浪、流等)的静态分量来计算。

　　3.12

　　动态特征张力分量 characteristic dynamic tension

　　系泊线在动态条件下(如波浪、海流等引起的振动和冲击)所承受的额外张力。

　　注：该值是通过分析系统的动态响应来确定，需要考虑系统的固有频率、阻尼比以及环境载荷的动态分量。

　　3.13

　　关键系泊区域 critical mooring area

　　漂浮系统边缘可能经历较高张力、更易于出现失效或对整个系统稳定性影响较大的区域。

　　3.14

　　管式 Tubular

　　为适应各种海洋环境中的波浪、风力和潮汐等自然条件，提供浮力并提高浮动平台的稳定性的一种用于海洋工程的浮动结构。

　　注：通常由多个管状或圆柱形的元素组成。

　　4 一般设计要求

　　4.1 设计原则

　　锚固系统包含系泊系统和锚固基础，系泊系统定义为系泊缆上除锚外的所有部件。锚固系统的设计包括其配置、排列以及关键部件的数量和选型，锚固系统应能保持漂浮阵列的水平偏移在可接受范围内。锚固系统局部的失效不应导致多处的连续失效。

　　4.2 锚链

　　在系泊系统中，锚链应单独使用，也可以与其他绳索材料组合使用。在选择锚链等级时，应结合所需的强度、重量、耐腐蚀性等因素。

　　在设计过程中，应考虑链条及其连接部件在寿命期内可能产生的腐蚀及磨损，链条达到使用寿命时应满足最小断裂负荷(MBL)要求，可参考实际项目场地的腐蚀速率数据。

　　对于锚链设计的其他要求，按照国家标准GB/T 549—2017 要求执行。

　　4.3 钢丝绳

　　在设计时对钢丝绳有以下要求：

　　a) 漂浮式光伏采用钢丝绳系泊属于长期系泊，具体要求按照GB/T 33364—2016 执行。

　　b) 钢丝绳可单独使用，也可与其他绳索材料组合使用。

　　c) 钢丝绳应增加护套或涂层， 以增加耐腐蚀性。

　　d) 钢丝绳易受海底摩擦磨损，应考虑提高耐磨性的设计措施。

　　4.4 纤维缆绳

　　4.4.1 常见纤维缆绳特性

　　纤维缆绳不宜单独使用，漂浮系统的一些常见类型的纤维缆绳及其特性见表 1。

　　表 1 纤维绳材料特性

　　4.4.2 设计影响

　　在应用纤维绳索时，应考虑以下设计影响：

　　a) 应避免扭转，两种类型绳索之间对张力的扭矩响应差异可能导致扭转;

　　b) 不宜单独使用;

　　c) 应避免磨损点;

　　d) 在荷载和响应评估中，应正确考虑纤维绳索的伸长和刚度特性;

　　e) 当纤维绳索暴露在水中时，其材料和结构特定的强度和重量变化应予以考虑;

　　f) 应限制或避免直接触底：应限制或避免纤维绳索与海床或岸边的直接接触，因为这可能带来以下风险：

　　1) 外部磨损导致的内部磨损;

　　2) 土壤侵入并导致内部腐蚀或损坏。

　　可使用绳索涂层或外部护套提高耐磨性和耐热性。

　　关于纤维缆绳的其他要求可参考ISO 10325:2018。

　　4.5 连接件

　　连接件设计要求如下：

　　a) 连接部件应足够承受计算出的最大系泊载荷。连接点部件的抗循环载荷(疲劳)能力应通过测试验证;

　　b) 在设计连接件时，应考虑浮体的浮力和系泊缆的垂直角度。同时应采取措施以改善浮体上载荷的分布;

　　c) 设计中应确保连接件能够承受由环境和系泊操作引起的各种作用，包括但不限于张力、剪切力、弯矩和扭转力;

　　d) 连接件设计应考虑到安装、维护和更换的便捷性。

　　4.6 弹性部件

　　弹性部件的设计应确保张力在弹性部件的工作伸长范围内。弹性部件可与高刚度的绳索结合使用。应从部件制造商处获取弹性部件的材料成分、重量、弹性、蠕变和滞后效应等特性，并在设计中予以考虑。制造商应提供关于循环载荷承载能力的报告，作为疲劳分析的输入。

　　应考虑弹性部件的耐久性、维护和更换的便捷性， 以及它们对整体系泊系统动态性能的影响。

　　4.7 其它部件

　　浮力配件的结构设计应确保其不会干扰浮体及其他结构。浮力配件的丢失不应导致系泊系统失效。配重块的位置应避免与海床发生干涉，可以考虑使用较重的链条替代配重块。

　　应要考虑其它部件维护和更换的便捷性，以及对整体系泊系统动态性能的影响。应对这些部件进行定期检查和维护，从而保障系泊系统的安全性和可靠性。

　　5 设计校核方法

　　5.1 通则

　　在设计锚固系统时，必须同时考虑ULS和ALS两种工况的要求。设计者应充分理解和评估系统可能面临的各种极端环境载荷，包括但不限于强风、巨浪、海流、潮汐和地震等，以及这些载荷对系统的影响和可能的失效模式。设计者应考虑系统的安全冗余度和储备，确保在部分系统受损的情况下，整体系统仍能维持必要的稳定性和功能。

　　5.2 设计标准

　　对于锚固系统的设计，单个系泊缆上的载荷以设计张力Td表示，其值不应超过系统部件的抗力，以特征值Rc 表示。设计上应符合公式(1)要求：

　　Rc ≥ Td ······················································(1)

　　式中：

　　Rc——抗力特征值，单位为千牛(kN);

　　Td——设计张力，单位为千牛(kN)。

　　5.3 特征值

　　在系泊系统设计中，强度特征值Rc 应取为每个系泊部件中的最小破断载荷(MBL)。

　　对于纤维绳索，选取其强度特征值时，必须考虑3-T(时间-张力-温度)的影响;对于金属构件的强度特征值应考虑腐蚀的影响。

　　5.4 设计张力

　　设计张力Td 由平均特征张力分量 Tc,mean 和动态特征张力分量 Tc,dyn 的加权和构成，其中，设计张力Td 应按公式(2)计算：

　　Td = ymean . Tc,mean + ydyn . (TMPM __ Tc,mean) ······························ (2)

　　式中：

　　Td ——设计张力，千牛(kN)，漂浮系统阵列在承载能力极限工况ULS和意外工况ALS下时其系

　　泊系统受到的最大系泊张力;

　　ymean ——平均特征荷载因子，应按表2选取;

　　ydyn ——动态特征荷载因子，应按表2选取;

　　Tc, mean ——平均特征张力分量，千牛(kN)，通常可由时域仿真或模型试验得到系泊线张力的时间序列，为时间序列中的张力平均值，如图1所示;

　　TMPM ——时间序列中张力最可能的最大值，千牛(kN)，如图1所示，通常可使用Weibull分布模型来获得;

　　图 1 系泊线张力时间序列示意图

　　5.5 荷载因子

　　在系泊设计计算中，荷载因子应按表2选取。

　　表 2 荷载因子取值

　　5.6 最大偏移量

　　最大偏移量是漂浮系统阵列在受到环境载荷作用时可能产生的最大水平漂移距离。最大允许偏移量应结合项目具体情况确定。

　　5.7 荷载工况

　　荷载工况可参考表3设计校核工况。

　　表 3 设计校核工况

　　5.8 疲劳校核

　　考虑系泊缆的设计寿命超过5年，应进行抗疲劳失效设计。疲劳设计准则用疲劳工况(FLS)来定义，其中，设计累计疲劳损伤应按公式(3)计算:

　　DD = DFF . Dc (3)

　　式中：

　　DD ——设计累积疲劳损伤;

　　Dc ——系泊缆在设计寿命期间应力历史引起的累积疲劳损伤;

　　DFF——设计疲劳因子，应按表4选取。

　　设计累积疲劳损伤DD 不得超过系泊缆的设计寿命。

　　表 4 设计疲劳因子

　　在进行系泊系统设计时，计算累积疲劳损伤Dc 需进行动态时域或频域分析。

　　6 荷载分析与评估方法

　　6.1 模型建立

　　分析模型总体要求如下：

　　a) 应尽可能真实地表示构成完整系统的各个浮体;

　　b) 应包含浮体之间的连接;

　　c) 应包括系泊系统。

　　d) 应对结构进行静态和动态载荷响应评估。评估应包含但不限于以下内容：

　　1) 全局运动(如浮体的六自由度运动);

　　2) 系泊张力;

　　3) 浮体之间的连接，可参考附录B;

　　4) 结构评估所需的输入(如浮体加速度)。

　　6.2 运动特性

　　荷载分析与评估中应考虑浮体结构运动的自由度，包括：

　　a) 纵荡：沿纵轴方向的移动;

　　b) 横荡：沿横轴方向的移动;

　　c) 垂荡：沿垂直轴方向的移动;

　　d) 横摇：绕纵轴的旋转;

　　e) 纵摇：绕横轴的旋转;

　　f) 首摇：绕垂直轴的旋转。

　　可以通过特征值分析来研究模型的模态和固有频率。应通过时域分析研究风和波浪对于模态的激励影响。由于漂浮式光伏面积较大的特点，分析整体方阵的纵荡和横荡运动对于锚固系统校核更为关键，在波浪长度或与方阵尺度相比较大时，系统的垂荡运动需要重点考虑。

　　6.3 静态评估

　　静态载荷评估方法应考虑通过简化方式来评估动态效应，如动态放大因子DAF。当动态效应对结构安全影响较大时，应进行完全动态分析以估算载荷。

　　当静态评估中涉及风荷载时，按照 GB 50009 进行计算。

　　对于静态分析，为了考虑动态载荷(如波浪和风引起的振动和冲击)对系统响应的放大效应，需应用一个动态放大因子(DAF)。

　　6.4 随机响应评估

　　6.4.1 浮体运动

　　短期的环境激励下，应评估浮体系统的以下运动响应：

　　a) 平均位移， 由平均环境载荷引起;

　　b) 低频位移， 由低频风载荷和二阶波浪载荷引起;

　　c) 波频位移， 由一阶波浪载荷引起的;

　　d) 涡激运动， 由细长构件暴露在高流速下时产生的运动引起。

　　6.4.2 动态响应分析

　　动态响应分析采用不规则波作为计算输入，对于对谱峰周期(TP)变化敏感的结构，建议在给定的有义波高HS下考虑一系列谱峰周期， 以确定波浪控制参数组合。

　　6.4.3 准静态响应分析

　　准静态响应分析适用于分析结构整体的波频运动，采用规则波作为计算输入，波高选取目标分析时间序列内的平均最大波高，而对于系泊分析相关的低频运动建议采用动态响应分析。

　　7 锚固基础

　　7.1 锚固基础选型

　　适用于漂浮系统的锚固基础选型的要求、建议和指导见附录A中A.12。

　　在设计和安装锚固系统时，要求如下：

　　a) 锚的理论承载能力应作明确记录;

　　b) 锚的安装位置和允许公差应在设计阶段明确规定，并在安装后进行复查以确保符合设计要求;

　　c) 应开展拉拔测试，证明设计承载力满足要求并在安装后进行承载力检查;

　　d) 应考虑锚体周围的水流冲刷效应风险;

　　e) 在陡坡上设计重力锚时，应评估其承载力是否满足要求，其承载力应基于其浮重进行计算。

　　f) 在设计锚固系统时，可通过以下策略来优化锚点的数量和布局：

　　1) 共享锚点：为了减少锚点数量，可以考虑两条或多条系泊缆使用共享锚点;

　　2) 锚固组合：在某些需要较高锚固承载能力的情况下，如漂浮系统的角落位置，可以应用多种类型的锚固形式组成锚固群。

　　7.2 锚固承载能力

　　在锚固设计过程中，应证明设计环境不会导致锚的受力超过其承载能力。应同时考虑锚所承受的垂直荷载和水平荷载。

　　锚固承载力应符合公式(4)要求：

　　Rd ≥ Td (4)

　　式中：

　　Td——设计张力，单位为千牛 (kN);

　　Rd——锚固承载力，单位为千牛 (kN)。

　　锚固承载力Rd 应按照公式(5)计算：

　　Rd ................................................................................ (5)

　　式中：

　　RCA ——特征锚固承载力，单位为千牛 (kN);

　　Rd ——锚固承载力，单位为千牛 (kN);

　　γm ——材料因子。

　　材料因子(ym)应按表5选取。

　　表 5 锚固材料因子

　　附 录 A

　　(资料性)

　　锚固系统设计要求说明

　　A.1 现场条件因素

　　在设计锚固系统时，需要综合考虑以下多种现场条件因素：

　　a) 地形：包括海底地形的起伏、坡度等，这些因素会影响系泊缆布置和受力情况。

　　b) 岩土条件：海底岩土的类型、强度、稳定性等，直接关系到锚固基础的承载力和系统的整体稳定性。

　　c) 水深：水深会影响系泊系统的设计和选择，如系泊缆的材料和长度。

　　d) 水位变化：由于潮汐、波浪等因素导致的水位波动，需要考虑其对系泊系统稳定性和安全性的影响。

　　e) 环境条件：包括风速、波浪、海流等自然因素，这些都会对系泊系统产生动态载荷，需要在设计中充分考虑。

　　f) 海洋生物生长：长期在海水中，系泊缆上会附着海洋生物，会增加其重量和阻力。

　　除了上述现场条件因素外，还需要考虑漂浮系统的功能和性能要求。

　　锚固系统设计应确保其足以承受极端和周期性环境作用，并留有足够的设计裕量。

　　A.2 锚固系统设计

　　漂浮系统通过来自锚固系统的回复力(和力矩)来实现对方阵运动的控制。回复力取决于系泊缆的几何刚度和轴向刚度特性，这些刚度特性又取决于锚固系统的布置方式和系泊缆配置。锚固系统应均匀地分布在漂浮系统周围。

　　A.3 系泊缆设计

　　系泊缆需均匀分布并考虑以下要点：

　　a) 系泊缆长度和锚的安装位置公差应在安装后进行复测，同时在设计和分析阶段需考虑以上公差;

　　b) 系泊缆应对称布置。如果采用分段式系泊缆(一根主系泊缆连接到锚上，分割成几根线连接到浮体上)，应当合理设置连接角度，确保分段式系泊缆荷载均匀分布;

　　c) 相邻的系泊缆在长度和轴向刚度方面应具有相同的性能，最好来自同一制造商。由于锚的安装公差对缆张力的影响较大，较短系泊缆更容易发生张力变化;

　　d) 应在设计中考虑系泊缆绳蠕变的影响;

　　e) 可采用弹性部件或配重块等重量/浮力配件，使每根系泊缆上的张力分布更均匀;

　　f) 应针对 ULS 工况进行系泊系统敏感性分析， 以记录单根缆张力变化的稳定性;

　　g) 建议对容易出现荷载分布不均匀的锚固系统进行完全动态分析。如果仅进行静态分析，应证明结果的准确性并具备充分的安全裕度;

　　h) 对于浮力有限的浮体，应考虑使用增加浮力配件或系泊缆长度来减少浮体上的垂向系泊荷载;

　　i) 在水位变化较大的地点，系泊系统的布置设计应考虑采取下列措施 :

　　1) 可设计较长的系泊缆，即增加浮体结构与锚点位置之间的水平距离，以适应水位变化，同时减少缆线几何形状的变化;

　　2) 可使用浮力部件，可以减少水位变化对系泊系统产生的影响，同时保持合理的系泊悬链形状，减少海底磨损的风险;

　　3) 可在系泊缆上使用弹性部件，利用其伸长和收缩的特性，在大水位落差变化场景中保证系泊系统回复力;

　　4) 可使用固定桩和滚轮，允许自由垂直运动，限制水平运动。

　　A.4 后果类别

　　锚固系统设计需根据系统失效后果类别选取设计安全系数， 以下定义两种后果类别：

　　a) 系统失效不太可能导致不可接受的后果，如损失生命，与相邻结构的碰撞以及对环境的影响;

　　b) 系统失效很可能导致上述不可接受的后果。

　　除非所设计的漂浮式光伏阵列在失效后会与其他重要结构产生碰撞造成重大损失和破坏，否则一般情况认定为后果类别1。

　　在后果类别1中， 目标年失效概率为10_4 ，后果类别2中为10_5。设定反映了不同后果类别下对系统安全性的不同要求。

　　A.5 系泊缆要求

　　每根系泊缆通常由几个具有不同性能的部件组成， 以下部件可能是系泊缆部件的一部分 :

　　a) 系泊缆：如纤维绳、锚链或钢丝绳;

　　b) 连接件：如卸扣、连杆、连接板等;

　　c) 附件：如弹性部件、浮力部件、配重块等。

　　在选择系泊缆部件时，需评估其强度、刚度、耐久性、老化、安装和维护可行性等因素。

　　在漂浮系统的整个使用寿命期间，应记录并保存整个系泊系统中所有部件的使用情况。建议使用经认证的系泊部件，应由制造商或者第三方检测机构开展测试并保存检测记录，测试中应进行拉伸试验和循环载荷试验。

　　供应商应在产品证书中明确系泊缆部件的关键强度(MBL)，在选取部件时需要考虑由于服役期腐蚀带来的强度损失。

　　应定义系泊缆的设计长度公差要求。

　　系泊缆之间应确保足够的间隙，避免出现以下干涉情况：

　　——避免存在交叉锚点;

　　——避免系泊缆跨越其他结构物或障碍物;

　　——避免存在漂浮系统的系泊部件和其他部件碰撞。

　　如果干涉是不可避免的，应证明该干涉对整体系统不会造成任何损害。

　　应在设计阶段尽量降低系泊缆部件间的摩擦和磨损风险。

　　应评估系泊缆的承载角度，以避免在有限转角的部件上产生面外荷载。对于系泊点的设计，面外荷载分量应至少为主线荷载的5%， 以考虑意想不到的潜在面外外力。

　　A.6 系泊缆载荷

　　在进行设计分析以确定系泊缆的载荷时，需考虑以下因素：

　　a) 海洋附着物生长可能会增加系泊缆重量和直径，在设计中应充分考虑;

　　b) 数值模型应能较好地反映系泊系统各部件的刚度特性和长度变化规律。例如 :非线性力-伸长关系、迟滞效应等。应在模型参数设置中采用保守假设;

　　c) 在设计分析中应考虑缆绳的重量和浮力。在动力学分析中，应考虑系泊缆的惯性力和阻力;

　　d) 在分析中应考虑有关线长、线角和锚点位置的公差影响。

　　A.7 纤维缆绳

　　合成纤维缆与传统锚链、钢缆相比，其轴向刚度与缆绳内所受载荷的平均值和载荷变化幅值和周期有关。纤维材质在载荷循环作用下会产生塑性应变，当循环次数增加后，合成纤维缆在一定载荷作用下的变形随着服役时间的增加而增加。

　　合成纤维缆具有较大的水平恢复力，缆绳重量较轻、刚度大，降低了缆绳拉伸程度，适合用于深水和超深水水面漂浮式光伏方阵的系泊系统。

　　合成纤维缆缺点是轴向刚度随着力的作用时间而变化，并发生偏移，力学分析较为复杂。长期服役的合成纤维缆如有必要需要重新张紧。合成纤维缆不能与水底接触，也不能放置于水底，以免发生破坏，因而只适合作为系泊缆悬挂段。同时对于水深小于30m水域还需还需考虑阳光对合成纤维缆老化作用，在使用前需加装防老化保护套。

　　在使用纤维绳索进行设计时，应基于其湿态特性(强度和刚度特性)来评估。设计过程中还需考虑纤维绳索的3-T(时间-张力-温度)耐久性，这是指绳索材料在受到张力和温度作用下的长期承载能力。每个参数的临界性都取决于其他两个参数。建议通过测试来确定3-T性能特性，并将具体操作经验反馈给优化后的运维程序和设计程序。

　　蠕变(以及其他长度变化性能)的影响应通过测试进行记录，并在设计中予以考虑。蠕变及其相关的松弛应被视为单独的荷载工况，并在包含纤维绳索的系泊系统设计中加以解决。为此，应将蠕变及其相关的松弛与高水位或低水位(以更不利者为准)相结合。为了控制永久长度变化，可对纤维绳索进行预张紧处理稳定纤维及其几何形状。

　　A.8 弹性部件

　　弹性部件可改善系泊系统对载荷的吸收特性，即减少峰值载荷的特性，也可降低系统对不均匀张力分布的敏感性，并适应较大的水位变化。

　　A.9 连接件

　　连接件分为系泊连接件和浮体连接件，系泊连接件用于连接系泊系统部件之间以及系泊缆绳与浮体单元之间，浮体连接件用于连接浮体单元之间。

　　A.10 其它部件

　　适用于锚固系统的一些最常见部件包括：

　　a) 浮力配件：用于减少周边浮体上的垂直载荷，提高与海床或其他障碍物的净空，并减少系泊峰值载荷;

　　b) 配重块：用于增加系泊缆的重量，从而提高回复力。

　　A.11 荷载工况说明

　　在系泊系统设计中，应考虑系泊系统在其生命周期内可能遇到的最不利的条件组合和环境载荷，以确保系泊系统的安全性和可靠性。

　　为了全面评估系泊系统的性能，建议对所有环境方向进行评估，宜以不大于30度的间隔进行。除非有现场数据表明环境载荷具有特定方向性，否则通常假设单个环境作用(风、浪、流)是全向且共线的。

　　对于承载能力极限工况，建议选择50年重现期来代表极端环境条件;对于意外工况，建议选择1年重现期来评估受意外情况影响后系统的安全自存性能。

　　对于ULS的评估首先基于完整的系泊系统进行。在评估过程中，应包含所有环境方向， 以确保全面考虑系泊系统在不同工况下的性能。

　　对于ALS的评估应重点关注系泊系统中最关键的区域，即最易发生缆线失效的区域，例如方阵的角隅区域。

　　建议进行敏感性检查，以评估系泊系统承受不均匀张力分布的能力。可通过在数值分析模型中改变单根系泊缆线的设计预张力实现。

　　分析潜在的不均匀张力分布情况分析可以基于两种主要方法：一是基于大量实测数据;二是建立一个包含多种因素的数值分析模型。对于拥有超过30根系泊缆的系统，评估重点对象应为系泊关键区域内至少5根系泊缆。关键区域的定义包括每条使用最频繁的系泊缆周围相邻的10根系泊缆。

　　对于ALS的分析中，移除漂浮方阵系泊关键区域的系泊缆应优先作为荷载工况进行考虑。对于包含浮力部件的系统，必须考虑浮力的损失情况。

　　在鲁棒性评估中，针对完整的系泊系统采用500年一遇的环境重现期来进行分析。对于发生概率极低但影响重大的特殊事件，如地震以及极端积雪和积冰等，应作为单独的ALS案例进行评估。

　　A.12 常见锚具类型及其特性

　　常见锚具类型及其特性应参考表A.1锚固基础类型。

　　表 A.1 锚固基础类型

　　附 录 B

　　(资料性)

　　浮体之间的连接常见方式及考虑因素

　　B.1 连接方式

　　B.1.1 钢缆连接

　　钢缆连接特性包括：

　　a) 钢缆常用于将多个浮体连接在一起，特别是在需要一定自由度和灵活性的情况下。

　　b) 这种连接方式能够有效地吸收波浪的运动和水流的影响。

　　c) 钢缆连接可以通过锚点固定浮体，广泛应用于浮动风电平台和海上油气平台。

　　B.1.2 链条连接

　　链条连接特性包括：

　　a) 链条是另一种常见的连接方式，特别是在需要抗拉力和抗风浪的场合。链条连接通常用于较重的浮体系统。

　　b) 链条连接通常与海底锚定系统结合使用，为浮体提供稳定的固定支撑。

　　B.1.3 刚性连接

　　刚性连接特性包括：

　　a) 刚性连接采用钢结构或其他材料构成的固定框架来连接浮体。这种方式较为坚固，适用于需要高度稳定性的应用，例如一些大型海洋平台。

　　b) 刚性连接能够有效地限制浮体之间的相对运动，减少震动和摇摆。

　　B.1.4 柔性连接

　　柔性连接特性包括：

　　a) 柔性连接通常采用软管或柔性材料(如弹性材料或聚合物)来连接浮体。这种连接方式可以缓解海洋环境中的一些应力和运动。

　　b) 柔性连接适用于需要较大动态响应和流动性的情况，例如浮动太阳能系统。

　　B.1.5 螺栓或焊接连接

　　在某些情况下，浮体之间会通过螺栓、螺栓固定系统或焊接技术连接。这些连接方式适用于固定安装的场合，确保浮体之间的稳固连接。

　　B.2 连接系统设计考虑因素

　　B.2.1 抗波浪与潮汐的能力

　　浮体之间的连接要求能够承受由海洋环境产生的波浪、潮汐、风力等自然力。设计时需要确保连接系统能够吸收和分散这些力量，避免浮体发生过度的摆动或错位。

　　B.2.2 浮动平台的自由度：

　　浮体之间的连接要求考虑到浮体之间的相对运动。浮体通常会受到水流、风力和波浪的影响，因此连接方式需要保持一定的自由度， 以允许浮体在这些力量下相对运动，同时保证整体结构的稳定性。

　　B.2.3 安全性与冗余设计

　　a) 在连接设计中，安全性是最重要的因素之一。需要设计冗余系统以避免由于连接失效导致的灾难性后果。

　　b) 在极端天气或海洋条件下，确保多个连接点能够分担负载和压力。

　　B.2.4 海底锚定

　　在某些浮体系统中，浮体之间的连接可能需要通过海底锚定来增强稳定性。例如，使用锚链、锚桩或沉入海床的基础系统固定浮体。

　　B.2.5 耐腐蚀性

　　海洋环境中的盐水和其他元素会加速金属腐蚀，因此连接系统中所使用的材料需要具备高耐腐蚀性,通常采用不锈钢、镀锌钢、铝合金或涂层材料来保护连接部件。

　　参 考 文 献

　　[1] DNVGL-RP-0584:2021 漂浮式太阳能光伏系统的设计、开发和运营(Design, development and operation of floating solar photovoltaic systems)

　　[2] API SPECIFICATION 2F:2020 系泊链规范 (Specification for mooring chain)

　　[3] DNVGL-OS-E303:2018 海上纤维绳(Offshore fibre ropes)

　　[4] ISO 10325:2018 纤维绳 高模量聚乙烯 8股编织绳 12股编织绳索和有盖绳(Fibre ropes —High modulus polyethylene—8-strand braided ropes, 12-strand braided ropes and covered ropes)