海上风电场工程结构安全监测建设规范

NBICS27.180NBP61中华人民共和国能源行业标准P NB/TXXXXX-202X海上风电场工程结构安全监测

建设规范（征求意见稿）Constructionspecificationforstructuralsafetymonitoringofoffshorewindfarms202×-××-××发布202×-××-××实施国家能源局发布

前言根据《国家能源局关于下达2019年能源领域行业标准制（修）定计划的通知》（国能综通科技〔2019〕058号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。本规范的主要技术内容是：总则、术语、基本规定、环境监测、变形监测、振动监测、应力应变及渗流监测、腐蚀监测、冲刷监测、监测系统、监测资料整编和分析。本规范由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由能源行业风电标准化技术委员会风电场工程规划设计分技术委员会负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六铺炕北小街2号，邮编：100120）。本规范主编单位：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司水电水利规划设计总院本规范参编单位：浙江华东测绘与工程安全技术有限公司中国三峡新能源有限公司福建永福电力设计股份有限公司中国海洋大学本规范主要起草人员：本规范主要审查人员：目次TOC\o"1-2"\h\z\u1总则 12术语 23基本规定 44环境监测 64.1一般规定 64.2监测设计 64.3监测设施及其安装 65变形监测 75.1一般规定 75.2监测设计 75.3监测设施及其安装 75.4观测 86振动监测 96.1一般规定 96.2监测设计 96.3监测设施及其安装 96.4观测 97应力应变及渗流监测 107.1一般规定 107.2监测设计 107.3监测设施及其安装 107.4观测 118腐蚀监测 138.1一般规定 138.2监测设计 138.3监测设施及其安装 138.4观测 139冲刷监测 149.1一般规定 149.2监测实施 149.3技术要求 159.4数据处理与解析 1510监测系统 1710.1系统信息 1710.2系统功能 1810.3系统主要技术要求 2010.4系统安全性与适应性 2010.5系统运行维护 2011监测资料整编和分析 2111.1一般规定 2111.2资料整理整编 2111.3资料分析 21附录A海上风电场工程结构安全监测项目分类和选择、项目测次、监测精度 23本规范用词说明 26引用标准名录 27条文说明 28制定说明 291总则1.0.1为规范海上风电场建（构）筑物的安全监测工作，做到技术先进、方法可靠、数据准确、评价合理，特制定本规范。1.0.2本规范适用于新建或扩建的海上风电场建（构）筑物安全监测设计、实施、运行及安全评估，包括环境监测、变形监测、振动监测、应力应变及渗流监测、腐蚀监测、冲刷监测、监测系统及监测资料整编和分析等。1.0.3海上风电场建（构）筑物安全监测，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家及行业现行有关标准的规定。

2术语2.0.1单桩基础monopilefoundation采用单根桩支撑风电机组结构体系的基础。2.0.2高桩承台基础highpilecapfoundation由桩、承台以及预埋于承台内的基础环或锚杆组成，通过多根垂直或倾斜的桩固定在海床上，支撑风电机组结构体系的基础。2.0.3导管架基础jacketfoundation由竖向立柱和横向、斜向联接钢管焊接结成的空间结构，与桩基础共同组成支撑风电机组结构体系的基础。2.0.4吸力式基础suctionfoundation主要利用从筒内泵出气/水产生压力差形成吸力（低于一个大气压时也称负压）下沉，支撑风电机组结构体系的基础。2.0.5主风向prevailingwinddirection主风向即为主导风向，指风频最大的风向角的范围，是一年中来风时间累计最长的方向。2.0.6渗透压力pressure桩体内、外壁的海水压力。2.0.7中误差meanerror偶然误差和系统误差的综合值。2.0.8初始值initialvalue仪器设备埋设安装后的首次测值为初值。仪器设备埋设安装后正常稳定工作前的测值为初始值。2.0.9基准值referencevalue作为计算起点的测值为基准值，其中最重要的是风机发电前的基准值。2.0.10监控指标monitoringindex对已建风场的荷载或效应量所规定的界限值。当有足够的监测资料时，经分析求得的允许值（或允许范围）。2.0.11监测仪器monitoringinstrument指风机安全监测系统中所使用和安装埋设的仪器、设备或设施。2.0.12监测系统monitoringsystem包括监测仪器、监测设备、监测设施及用于监测资料整理计算和管理的软件等。2.0.13工作基点workingreferencepoint为直接观测变形点而在现场布设的相对稳定的测量控制点。2.0.14基准点benchmarkreferencepoint为变形测量而布设的稳定的、需长期保存的测量控制点。2.0.15典型机位typicalwindturbinefoundation根据风电场地形地质条件、水文条件和结构型式确定的，覆盖风电场工程各种最不利地质、水文条件的监测机位。

3基本规定3.0.1海上风电场工程的主要建（构）筑物应根据结构型式、海底地形、地质条件和地理环境等因素，设置必要的监测项目，以监测风机和海上升压站等重要建（构）筑物的运行状态，掌握运行规律，指导结构运维、反馈设计和科学研究。3.0.2海上风电场工程的安全监测工作应遵循如下原则：1监测仪器的布置，应紧密结合工程实际，突出重点，兼顾全面，相关监测项目统筹安排，各监测设施应能相互校核，并保证观测作业简单方便。2监测仪器应耐久、可靠、实用、有效、先进。布设在风机塔筒内部和海上升压站上部组块的监测仪器应具有抗电磁干扰性能。3监测仪器的安装和埋设应及时，监测仪器电缆布线应符合电气方面的相关规定，并按设计要求精心施工。4监测仪器应尽量接入自动化数据采集装置，实现自动化观测，结构响应监测量和环境量应同步监测。3.0.3海上风电场风机基础及塔筒结构监测应根据风场地形地质条件、水文条件和结构型式分区块设计。其中典型监测机位应覆盖风电场工程各种最不利地质、水文条件，总量不宜低于风电机组数量的10%。3.0.4不同基础类型的风机、海上升压站及陆上升压站（集控中心）监测项目分类和选择、项目测次、监测精度应满足附录A的要求。3.0.5各监测物理量的正负号应符合下列规定：1对于垂直位移，下沉为正，上抬为负。2对于钢结构应力，拉为正，压为负。3对于钢筋混凝土应力应变，拉为正，压为负。4对于压应力计、渗压计等压力传感器，以压为正。3.0.6工程项目各阶段的监测工作应满足以下要求：1施工阶段应提出施工详图和详细的技术要求；监测实施单位应做好监测仪器的检验、埋设、安装、调试和保护，应绘制竣工图，编写埋设记录和竣工报告；应固定专人进行监测工作，保证监测仪器完好和监测数据连续、可靠、完整；工程竣工验收时，应将监测设施和竣工图、埋设记录和施工期观测记录，以及整理、分析报告等全部电子文档、纸质文件移交管理单位。2运行阶段应进行经常的和特殊情况下的监测工作；定期对监测设施进行检查、维护；定期对监测资料进行整编和分析，对风机结构的运行状态作出评价；建立监测技术档案。3.0.8各类监测仪器设备和电缆，其性能和质量应满足监测项目的需要并能适应海洋环境。在监测仪器安装和埋设前必须做好仪器的标定和连接电缆的电气检查，做好相应的编号、标识。安装和埋设后应及时接入自动化采集模块，并妥为保护。3.0.9各类监测仪器设备安装完成后应根据周围介质特性、仪器的性能及周围环境等，从初期各次合格的观测值中根据一定的计算规则选定计算基准值，宜在48小时内确定。

4环境监测4.1一般规定4.1.1环境监测应主要监测风机运行期间所遭受到的长期海洋环境因子，包括风、波浪、海流、潮汐水位。4.1.2环境监测应根据场址的长期海洋水文资料，选取具有代表性的机位，合理确定监测仪器的安装位置。4.2监测设计4.2.1风测量仪器的布置应符合下列规定：1测风仪器宜布置在外平台栏杆处或机舱顶部，与主风向夹角为90°，支臂应固定良好，不能晃动和抖动。2测风仪器应安装在工程结构扰流影响区之外。3当监测系统能获取风机SCADA厂家数据时，可取消对风测量仪器的布置要求。4.2.2波浪和潮汐水位测量仪器的布置宜遵守下列规定：1波浪监测仪器宜选用非接触式微波雷达技术，监测要素包括波向、波高和波周期。2仪器支架宜固定于风机基础外平台主梁外侧，探头对准波面。4.2.3海流测量仪器的布置应结合具体海流测量原理和技术确定。4.3监测设施及其安装4.3.1风的监测应采用风速计、测风雷达等仪器，底座采用螺栓或焊接的方式与建（构）筑物或其附属构件固定。4.3.2波浪监测仪器应安装在基础平台护栏外侧，仪器底座采用焊接的方式固定。4.3.3海流监测监测仪器安装位置应保证测量的流速剖面不受结构主体及附属构建的影响，安装方式根据测量原理和技术确定。4.3.4潮汐水位监测监测应由波浪监测仪器完成。5变形监测5.1一般规定5.1.1变形监测项目应主要包括风机、海上升压站等海上结建（构）筑物以及陆上升压站（集控中心）等结建（构）筑物基础的沉降监测，风机及海上升压站结构倾斜监测。5.1.2高桩承台结构风机以及海上升压站等海上结建（构）筑物基础应进行不均匀沉降监测，具备条件时宜进行绝对沉降监测。5.1.3陆上升压站（集控中心）应进行绝对沉降监测。5.1.4风机和海上升压站等海上建（构）筑物均应进行倾斜监测。5.2监测设计5.2.1基础沉降测点布置宜符合下列规定：1风机基础的沉降点宜在基础顶部四周以主风向为基准方向每间隔90°布置。2海上升压站，宜在上部组块的底层平台上布置沉降观测点。3陆上升压站（集控中心），宜根据建筑结构，在建筑的四角、大转角处及沿外墙每10m~20m处或每隔2根~3根柱基上布设沉降监测点。5.2.2倾斜测点布置宜符合下列规定：1风机基础倾斜测点宜布置在风机基础顶法兰以下50cm~80cm处；风机塔筒倾斜测点宜布置在风机塔筒顶法兰以下50cm~80cm处。2倾斜测点的安装方向宜以主风向作为基准方向。3海上升压站上部组块宜在顶层平台的主立柱上布置不少于2个倾斜测点；大型电气设备宜根据不同设备正常运行对倾斜敏感度要求布置倾斜监测点。5.3监测设施及其安装5.3.1风机基础与海上升压站平台的倾斜应选择动态双向倾角仪进行监测。5.3.2倾角仪的安装底座宜采用焊接方式安装，安装底座的水平度应小于±0.1°；禁焊区宜采用射钉方式进行固定。5.3.3典型机位和海上升压站，宜采用静力水准法进行不均匀沉降监测。普通机位及陆上升压站（集控中心），可布设水准点，采用精密水准法进行沉降观测。5.3.4安装在不同高程的倾角仪应保持安装方位一致。5.3.5静力水准仪两端安装底座的顶部应等高，安装底座面应水平，安装连通管时，应将水管中气泡全部排除。5.4观测5.4.1精密水准法进行沉降监测时，可按《建筑变形测量规范》JGJ8中三等沉降观测方法及技术要求执行。5.4.2倾角仪、静力水准仪安装完成后应尽快接入自动化采集模块，实现自动化监测。5.4.3每间隔半年应对静力水准仪及附属设施进行一次现场检查，检查内容包括管路有无破损、测点液面高度等。

6振动监测6.1一般规定6.1.1振动监测内容应包括基础、塔筒以及海上升压站上部组块等结构的加速度、频率。6.1.2海上升压站及每台风机均应布置振动测点。6.1.3监测仪器底座及其他附件的焊接宜在钢结构防腐、防火处理前完成。6.1.4安装在室外的振动测点，应采用防腐保护罩进行保护。6.2监测设计6.2.1风机基础振动测点的布置应符合下列规定：1每台风机均应在基础顶法兰以下50cm~80cm处布置至少1个振动测点。2振动测点的安装方向宜以主风向作为基准方向，与倾斜测点的安装方向保持一致。3典型机位宜在塔筒连接法兰的附近各布置1个振动测点。6.2.2海上升压站上部组块振动测点的布置应符合下列规定：1振动测点宜布置在上部组块主立柱上，各测点的安装方向应保持一致。2对于大型的电气设备，可根据需要布置振动监测点。6.3监测设施及其安装6.3.1风机基础与海上升压站平台的振动应选择双向或三向加速度计进行监测。6.3.2监测设施应根据加速度计的尺寸制作配套的安装底座，宜采用焊接方式安装，底座的水平度应小于±0.1°；禁焊区宜采用射钉方式进行固定。6.3.3安装在不同高程的加速度计应保持安装方位一致。6.4观测6.4.1加速度计安装完成后应接入自动化数据采集装置，以实现自动化监测，数据采集装置的内部存储容量对应每采集通道不宜小于1GB。6.4.2风机或升压站在遭受强烈碰撞、台风及地震等特殊工况时应加强观测，并分析特殊工况对结构安全的影响。7应力应变及渗流监测7.1一般规定7.1.1应力、应变及渗流监测项目主要包括钢结构应力，混凝土应力、应变，钢筋应力，压应力、渗透压力等。应力、应变及渗流监测应与变形监测和振动监测项目相结合布置，重要的物理量可布设互相验证的监测仪器。7.2监测设计7.2.1单桩基础风机应在基础顶法兰以下50cm~70cm处布置一个钢结构应力监测断面，每个断面以主导风向为基准方位，沿环向每间隔90°布置一个测点。7.2.2高桩承台基础风机宜对承台混凝土、钢筋、基础环等进行应力、应变监测，测点宜布置在应力应变较大、应力集中的关键或薄弱部位、重点关注部位。7.2.3导管架基础风机应根据结构特点、设计结构计算成果对导管架重要节点部位的应力进行监测。7.2.4嵌岩桩内填芯混凝土基础风机应对嵌岩段钢筋应力进行监测。7.2.5筒型基础风机应根据结构特点、设计结构计算成果对基础顶内壁、平均海平面以下附近内壁、典型撑杆与主筒体节点部位、典型撑杆与钢筒顶板节点部位、基础面以下分舱筒内、外壁受压部位的应力进行监测；应对基础面以下分舱筒内、外壁受压部位的渗透压力进行监测，与压应力监测点结合布置。7.2.6海上升压站基础及上部组块应根据结构特点、设计结构计算成果对基础导管架顶部及底部节点、主要斜撑与主管连接处、水平撑与主管连接处等结构受力较大部位进行应力监测。7.3监测设施及其安装7.3.1混凝土内应力应变仪器埋设时，应取得混凝土的配合比、不同龄期的弹性模量、热膨胀系数等相关资料。必要时，还应取样进行混凝土徐变试验。7.3.2钢筋计、钢板应力计埋设宜采用焊接法。焊接时应采取降温措施，仪器内的温度不应超过60℃。7.3.3钢板应力计应根据设计位置预先将钢板应力计的夹具焊接在被测结构表面，然后将仪器的两端用夹具加紧。安装时应特别注意传感器的读数变化，使其保持在初始读数变化小于50με。7.3.4应变计应使用专用仪器支座、支杆，并在钢筋绑扎后随混凝土浇筑进行。应变计埋设时，根据埋设部位应预调出其测量量程的30%~50%。7.3.5无应力计埋设时，宜使其隔离筒大口向上，隔离筒内的混凝土应采用与仪器周围同样的混凝土。7.3.6钢筋计及其安装埋设应符合下列要求：1钢筋计的直径，应等于或略大于被测钢筋的直径。2钢筋计的焊接可采用对焊、坡口焊或熔槽焊。可在钢筋加工场预焊，亦可在现场截下被测的钢筋就地焊接。7.3.7压应力计及其安装埋设应符合下列要求：1安装表面应平整、光滑，且与仪器承压面密切结合。2应保证仪器的正确位置和方向。7.3.8渗压计安装前应将渗压计在水中浸泡2小时以上，使其达到饱和状态，再在测头上包上装有干净的饱和细砂袋，使仪器进水口通畅。7.3.9监测仪器埋设时，应记录仪器及电缆埋设参数及附近浇筑混凝土和环境条件。安装后，应做好标识和保护。7.4观测7.4.1钢板应力计、混凝土应变计、无应力计、钢筋计、压应力计、渗压计等仪器的测读方法，应根据所选用的仪器类型而定。埋设初期应按确定基准值的要求加密测次。7.4.2仪器埋设后，必须确定基准值。基准值应根据结构特性、仪器的性能及周围的温度等确定。从初期各次合格的观测值中选定，并应符合下列规定：1在混凝土浇筑后，72小时内，每隔4小时测1次；以后每天观测1次，持续1旬；以后每旬观测2次，持续1月；以后按第一次蓄水前规定的测次观测。选取24小时至48小时内测值平稳，有规律的时刻为计算基准时间，其测值为计算基准值。每组应变计组各支仪器（包括相应的无应力计）需取同一基准时刻的测值。2钢筋计安装好后，混凝土浇筑前的读数为计算基准值（独立测读3次，合格后取平均值）。3钢板应力计安装好后的读数为计算基准值（独立测读3次，合格后取平均值）。4压应力计安装好后的读数为计算基准值（独立测读3次，合格后取平均值）。5渗压计安装埋设前在施工现场的读数为计算基准值（独立测读3次，合格后取平均值）。

8腐蚀监测8.1一般规定8.1.1钢结构腐蚀可采用阴极保护电位监测或外加电流阴极保护系统的输出电流监测。8.1.2采用外加电流阴极保护的风机及海上升压站基础，应同时监测阴极保护电位和阴极保护系统的输出电流。8.2监测设计8.2.1阴极保护电位监测，宜在泥面和平均海平面之间布置至少1个腐蚀测点。8.2.2若布置在单桩基础钢管桩外壁上的腐蚀测点与附属构件有冲突时，可将腐蚀测点调整至附属构件相应高程位置处。8.3监测设施及其安装8.3.1钢结构阴极保护电位监测宜采用高纯度锌参比电极和银/氯化银参比电极。8.3.2参比电极的安装埋设应符合下列规定：1参比电极固定支座应在钢管桩或集成式附属构件制作、升压站导管架制作时焊接安装，并采用与桩体结构相同的防腐措施。2仪器接长电缆宜采用钢管保护，并做好防腐措施。8.3.3参比电极安装时应采用橡胶垫等绝缘材料做好传感器与钢结构之间的绝缘处理，并保证其与海水的连通。8.4观测人工观测时，应采用高精度万用表测量参比电极与被测钢结构之间的电位差。

9冲刷监测9.1一般规定9.1.1冲刷监测可分为施工期监测和运行期监测两个阶段，监测对象应包括风电场海缆、风机及海上升压站基础。9.1.2冲刷监测内容应包括周边地形变化、海缆接入端状态和海缆埋设状态核查。9.1.3冲刷监测方法宜选用多波束法、三维声纳法、海洋磁法、浅地层剖面法、电磁管线仪法、单波束法和侧扫声纳探测法。9.1.4开展冲刷监测现场工作之前，应收集和分析项目设计资料、施工资料、场区地质与地层资料、气象水文资料、已有监测成果及与工程建设有关的其他资料，进行现场踏勘，了解工程场区的自然条件和作业条件。9.2监测实施9.2.1多波束法、三维声纳法、海洋磁法、浅地层剖面和侧扫声纳探测法宜采用走航式连续探测方式，并应符合下列规定：1当水下拖曳探头距测量船较远时，宜采用超短基线水下声学定位系统；现场开始工作前应对定位系统进行安装姿态校正。2测量船应沿测线延伸线提前上线、延迟下线；有拖体情况下，延伸线长度不应少于2倍拖缆长度。3工作航速不宜大于5kn；施测过程中不应停船或倒船。4测量船航向应保持稳定，航迹与设计测线偏离距不应大于10m。5测量过程中测量船前后左右摆动不宜过大，当风浪引起测深仪回声线波形起伏较大时、波浪超过0.6m时应暂停作业。9.2.2风机基础冲刷监测范围距桩基中心半径不应小于50m，海缆冲刷监测范围为海缆路由两侧各50m。9.2.3露滩区冲刷监测宜采用人工摄像和人工测量，海缆埋设状态核查宜采用电磁管线仪、人工摄像及其它检测方法。9.2.4浅水区冲刷监测宜采用单波束法和人工测量，海缆埋设状态核查宜采用电磁管线仪。9.2.5深水区冲刷监测宜采用多波束法，海缆接入端核查应采用三维声纳法，海缆埋设状态核查宜采用海洋磁法、浅地层剖面、合成孔径声纳和侧扫声纳探测法。9.2.6冲刷监测成果宜采用水下摄像或探摸方法进行核查。9.3技术要求9.3.1采用多波束及三维声呐法探测时应符合下列规定：1在浅水区和水下地形变化剧烈的地区应做加密测量，加密的程度以完整反映海底地形为原则。2多波束平面分辨率不低于20cm，高程分辨率不低于10cm。三维声纳平面分辨率不低于5cm。数据无杂点，数据分辨率不低于20cm；高程精度不低于1cm。9.3.2采用侧扫声呐法探测时应符合下列规定：1声纳探头入水后，不得使用大舵角修正航向，变换测线转向应使用小舵角大旋回圈。2声纳探头离海底高度应为量程的10%～20%，海底地形起伏较大的水域，可适当加大探头离海底高度。9.3.3浅地层剖面法水平定位精度不大于0.5m，埋深定位精度不大于0.25m。9.3.4电磁管线仪法和海洋磁法水平定位精度不大于0.5m，埋深估算精度不大于0.5m。9.4数据处理与解析9.4.1冲刷监测数据处理与解析内容应包括高程数据、信号数据和图像数据。9.4.2导航数据处理与解析应包括质量检验、数据输出和航迹线图绘制。9.4.3多波束和三维声纳数据应对定位数据中的突变点、罗经数据中的航向异常变化和姿态传感器数据中的船姿跃变等进行编辑、改正处理；应根据坡度、深度、信噪比等对深度数据进行滤波处理；水深应进行水位校正；应绘制三维地形图并进行解释。9.4.4侧扫声纳数据应进行水深和图像比例失调校正、噪声的识别和滤除、图像镶嵌拼接，绘制声纳图像镶嵌图。9.4.5浅地层剖面数据应进行坏道剔除、涌浪滤波、频率滤波、多次波压制、增益控制、动平衡、时深转换等处理，形成可供资料解释的成果剖面数据，识别海缆反射特征，确定海缆位置及深度。9.4.6海洋磁法数据应校正磁场强度值和磁异常计算，根据异常突变趋势及变化情况判断海缆平面位置。9.4.7数据分析时，应根据冲刷监测数值、影像、信号特征确定海底冲刷沟的位置、规模、深度及冲刷沟内底质类型，判断海缆路由的掩埋和悬空情况。宜根据历史资料分析基础和海缆冲刷现象的演变情况。9.4.8冲刷程度及地形起伏评价宜根据每个风机周边50m范围内相对高差的变化量对风机基础周边的冲刷程度和地形起伏情况进行评价。9.4.9防冲刷保护效果评价效果可分别完整、较完整、可识别、不易识别和无防护。9.4.10成果图表应主要包括工作布置图、三维色谱图，平面图、航迹图、出露海缆平面分布图、监测成果表、统计分析表。

10监测系统10.1一般规定10.1.1监测系统宜具有完整的传感、采集、传输、存储、数据处理及控制、预警及状态评估功能。10.1.2监测系统应按规定的方法或流程进行参数设置和调试，并应符合下列规定：1监测前，宜对传感器进行初始状态设置或零平衡处理。2应对干扰信号进行来源检查，并应采取有效措施进行处理。3使用期间的监测系统宜继承施工期间监测的数据，并宜进行对比分析与鉴别。。10.1.3监测系统的采样频率应满足监测要求。10.1.4监测期间，监测结果应与结构分析结果进行适时对比，当监测数据异常时，应及时对监测对象与监测系统进行核查，当监测值超过预警值时应立即报警。10.2系统信息10.2.1系统信息应包括基本信息、监测信息、检测信息、管理信息。10.2.2系统信息应包括风力发电机组、塔筒、海上建（构）筑物及其基础形成的整体结构的信息，应将所有结构视为一体作为监测对象。10.2.3工程基本信息应主要包括以下内容：1《海上风电场工程风电机组基础设计规范》NB∕T10105要求的工程概况和主体建（构）筑物特征参数。2风力发电机组结构主要特征参数以及风机载荷、最大转速、常规振动水平等主要状态特征参数。3工程总平面布置图、主要建（构）筑物剖面图及地质剖面图，工程作业和竣工验收相关资料。4物探、浅剖等地质勘查设计报告（图）。5潮汐、海流、海床演变等海洋水文信息。6气象概况、环境量、结构振动等专项监测设计报告、竣工报告（图）及地震和台风等自然灾害影响报告。10.2.4结构安全监测基本信息应主要包括以下内容：1结构安全监测安装布置图、安全监测智能化系统架构和网络拓扑图。2各阶段结构安全监测设计方案、竣工报告（图），风场运行期结构安全监测技术改造相关报告。3各类仪器设备型号、规格、主要技术参数、生产厂家、仪器使用说明书、检验率等信息以及《风力发电机组振动状态监测导则》NB/T31004和《风力发电机组在线状态监测系统技术规范》NB/T31122要求的监测点基本信息。4与监测相关的数据采集仪表、自动化系统所属模块和其他采集设备信息。5各类监测项目和观测次数记录。10.2.5监测信息应主要包括以下内容：1监测点的类别、监测量安全阈值、原始测值、计算公式及参数、计算中间成果和最终结果。2水位、风速、浪高等环境量监测信息。3振动、倾斜度、应力等海上建（构）筑物结构监测信息。4每日监测日报，监测日报应包含对各监测项的状态评估和处理结果。5监测信息还应包括与监测相关的分析、检查、整编等报告和图表。10.2.6检测项目信息应主要包括以下内容：1结构基础不均匀沉降、腐蚀、冲刷等检测类别信息。2检测制度、计划书、排班表、检测注意事项和检测要求等信息。3检测点布局图、检测相关的仪器仪表清单及说明书。4巡视检查内容、线路图和检查测次。5检测日期、人员、项目、方法、问题描述、影像、数据、结论与建议等信息。6台风等灾害前后的结构安全检测报告及历次工程安全定期（特种检查）报告。10.2.7检测项目信息宜包含海洋生物和船舶撞击记录等特殊检查信息。10.2.8管理信息应主要包括建（构）筑物结构安全管理制度、维护标准、操作规程、作业指导书。10.3系统功能10.3.1基础设置支持的功能应主要包括以下内容：1增加、删除系统用户，和编辑用户基本资料、使用权限。2增加、删除监测点，和编辑监测点种类、监测量、状态、计算公式、布置图等基本信息。3配置巡视检查对象、检查内容、检查标准等。4配置分析策略、阈值、算法、设计允许值等。5自定义多级文档类别。10.3.2数据接入、送出功能支持的功能应主要包括以下内容：1监测数据人工录入、批量导入。2监测采集仪通过对接自动获取数据。3与其他相关系统的数据调用、资料交换。10.3.3信息、资料管理功能支持的功能应主要包括以下内容：1多种文档的管理，包括上传、下载、删除等。2工程基本信息、巡检信息、管理信息相关的各类资料录入及管理。3设备仪器台账、维护和检修信息的录入及管理。10.3.4数据分析支持的功能应主要包括以下内容：1在录入原始数据后，支持计算监测结果，并保存历史记录。2具备监测结果粗差检查、监控值对比、异常数据标记功能。3支持数据的图表绘制、对比分析、文件导出等。4根据算法模型，分析风机、海上升压站的结构健康状态，形成诊断报告。10.3.5实时监视支持的功能应主要包括以下内容：1结合地理信息系统（GIS），支持风场的可视化显示功能。2支持各类监测点、监测数据的实时展示和查询功能，宜采用图表形式展示。3支持风机、海上升压站结构健康状态的实时展示和查询功能。4支持对风机、海上升压站结构安全异常状态发出预警，并保存历史记录。10.3.6运维辅助管理功能应主要包括诊断报告、任务计划、结果记录。10.3.7系统维护支持的功能应主要包括以下内容：1具备运行统计功能，包括数据录入情况、缺测及数据异常情况、用户使用情况等。2具备自我状态监测功能，包括设备连接状态、接口状态、程序运行状态、异常与修复等。3支持日志管理，包括系统更新、开发记录及查询等。10.4系统主要技术要求10.4.1系统宜支持跨平台、跨开发语言的访问与调用。10.4.2系统性能应符合下列规定：1同时管理风机和海上升压站结构（若有）安全。2单条数据计算时间不超过1s。3单个监测点年度数据查询时间不超过2s。4相关系统的数据实时传输在10min内完成。10.4.3系统运行中超过2min的操作处理，宜作为后台任务运行。10.5系统安全性与适应性10.5.1硬件的选型应遵循以下原则：1硬件应具有较好的可维护性、可扩充性。2关键设备宜采用双机备用的冗余配置。3与安全相关的网络设备（隔离装置、防火墙、网关等）通过安全认证：4服务器和网络连接设备宜配备不间断电源。10.5.2系统软件平台应选择通用、成熟的操作系统和数据库管理系统，兼容常用的浏览。10.5.3系统应部署在安全三区。10.6系统运行维护10.6.1系统运行维护时，应制订系统运行管理、检査和维护措施，配备专门的人员对系统进行管理、检查和维护。10.6.2系统运行期间，应做好以下软件维护工作：1为扩充功能和改善性能而进行修改和扩充。2为适应软件运行环境的变化而进行修改。3对在开发过程产生而在测试和验收时没有发现的错误进行改正。

11监测资料整编和分析11.1一般规定11.1.1每次仪器监测后应随即对原始记录进行检查和整理，并应及时作出初步分析。每年应进行一次监测资料整编和年度分析。11.1.2资料整理和分析中，如发现异常情况，应及时作出判断，发现问题应及时上报。11.1.3整编成果应做到项目齐全、考证清楚、数据可靠、图表完整、规格统一、说明完备。11.1.4整编成果中应提出结构安全重点监控部位、相应监测量及其监控指标。11.1.5整编成果中应建立监测资料数据库或信息管理系统。11.1.6仪器监测和巡视检查的各种现场原始记录、图表、影像资料、整编和分析报告等均应归档保存。11.1.7数据处理、资料解释和成果报告应满足下列要求：1数据处理和解释软件应为有效软件，现场数据应及时整理和初步解释。2监测成果报告内容宜包括工程概况、地质特征、监测工作实施、监测工作布置、监测工作内容及工程量、监测工作方法与技术、监测数据与图表、监测成果综合分析、监测成果结论。11.2资料整理整编11.2.1监测时应做好采集数据或检查情况记录。记录应有固定的格式，内容应准确、清晰、齐全，还应记入监测日期、责任人姓名及监测条件的必要说明。11.2.2监测时应做好原始监测数据的检验，监测物理量的计算、填表和绘图，初步分析和异常值判识等日常资料整理工作。11.2.3凡历年共同性的资料，若已在前期整编资料中刊印，其后不再重印时，应在整编前言中说明已收入何年整编资料。11.3资料分析11.3.1资料分析的项目、内容和方法应根据实际情况而定，但对于变形量、振动监测以及应力应变监测的资料必须进行分析。11.3.2资料分析可采用比较法、作图法、特征值统计法、模态参数识别及数学模型法。使用数学模型法作定量分析时，应同时用其他方法进行定性分析，加以验证。11.3.3资料分析应分析了解各监测物理量的大小、变化规律、趋势及效应量与原因量之间（或几个效应量之间）的关系和相关的程度；必要时，还应建立效应量与原因量之间的数学模型，借以解释监测量的变化规律。资料分析时，应针对结构特点，分析判断各监测物理量的变化和趋势是否正常，是否符合技术要求，并应对各项监测成果进行综合分析，揭示结构的异常情况和不安全因素，并分析其对结构安全的影响，最终评估结构的工作状态。应根据实际需要，提出风电场安全监控建议方案，方案中应包括重要监控部位、监控量及相应的监控指标。11.3.4资料分析后，应提出资料分析报告。

附录A海上风电场工程结构安全监测项目分类和选择、项目测次、监测精度A.0.1海上风电场工程结构安全监测项目分类和选择应满足表A.0.1的要求。表A.0.1海上风电场工程结构安全监测项目分类和选择序号监测类别监测项目海上风机海上升

压站陆上升压站（集控中心）单桩高桩承台导管架吸力式一环境风速○○○○●☒水位○○○○●☒温度○○○○●☒气体★○○○○☒二变形不均匀沉降☒●●●●☒绝对沉降○○○○○●倾斜●●●●●☒三应力应变钢结构应变★★●★●☒混凝土应变☒★☒○☒☒钢筋应力☒★○○☒☒土压力☒☒☒★☒☒渗透压力☒☒☒●☒☒四振动基础振动●●●●●☒五腐蚀腐蚀电位★★★★●☒六冲刷基础冲刷●●●●●☒海缆冲刷●●●●●☒注：1有●者为必测项目，有○者为选测项目，有★为典型机位必测，非典型机位选测，有☒者为不需要测项目。2根据风电场实际情况，选择有代表性的建筑物进行冰压力监测。A.0.2海上风电场工程结构安全监测项目测次应符合表A.0.2的规定。表A.0.2海上风电场工程结构安全监测项目测次序号监测项目施工期运营期一环境风—自动化：≥0.5Hz波浪—自动化：≥2Hz海流—自动化：1次/5分钟潮汐水位—自动化：1次/5分钟二不均匀沉降人工：4次/月自动化：2次/小时人工：1次/月自动化：2次/小时三倾斜自动化：≥1Hz自动化：≥1Hz四应力应变人工：4次/月自动化：2次/小时人工：1次/月五振动自动化：≥50Hz自动化：≥50Hz六腐蚀人工：4次/月自动化：1次/小时人工：4次/月自动化：1次/小时七冲刷1次/6个月～1年1次/3个月～1年A.0.3海上风电场工程结构安全监测精度应符合表A.0.3的规定。表A.0.3海上风电场工程结构安全监测精度序号监测项目监测精度一环境风风速±0.5m/s风向±2.5°波浪浪高±0.1m浪周期±0.5s浪向±5°海流流速±5cm/s流向±5°潮汐水位±0.05m二变形不均匀沉降人工：±1.0mm自动化：±0.1%满量程倾斜±0.1%满量程、±0.5%满量程三应力应变钢结构应变±0.1%满量程混凝土应变±0.1%满量程钢筋应力±0.1%满量程土压力±0.5%满量程渗透压力±0.025%满量程四振动±0.002mg

本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其它有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录《风力发电厂设计规范》GB51096《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897《海上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10105《风力发电机组振动状态监测导则》NB/T31004《风力发电机组在线状态监测系统技术规范》NB/T31122《建筑变形测量规范》JGJ8中华人民共和国能源行业标准海上风电场工程结构安全监测建设规范

NB/TXXXXX-202X条文说明制定说明《海上风电场工程结构安全监测建设规范》NB/TXXXXX-202X，经国家能源局202X年XX月XX日以第XX号公告批准发布。本规范制定过程中，编制组在广泛调查、深入研究的基础上，调研了近年来部分海上风电场工程、海洋港口工程、跨海大桥工程、海上石油工程的实践经验，吸收了近年来国内外在海上风电机组、海上变电站、测风塔等方面所取得的科技成果，并向有关设计和科研单位征求了意见。为便于广大设计、施工、科研和学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，本规范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。

目次TOC\o"1-2"\h\z\u1总则 313基本规定 324环境监测 335变形监测 345.1一般规定 345.3监测设施及其安装 346振动监测 359冲刷监测 369.1一般规定 369.2监测实施 369.5数据处理与解析 36

1总则1.0.2说明了本规范的适用范围和内容。海上风电场建（构）筑物包括海上升压站、固定式风机基础及塔筒、陆上集控中心等。其他相关建（构）筑物，如海上测风塔、海上生活平台、海上换流站、高抗平台、漂浮式基础可参照执行。

3基本规定3.0.1海上环境恶劣，监测施工成本较高，因此监测项目的设置要有针对性，不能面面俱到。海上安全监测作业交通不便，人工观测成本较高且易受天气影响，无法及时有效反映风场安全性态，因此优先选用可实现自动化观测的监测仪器。在满足精度要求情形下，优先选用耐腐蚀、可靠性高的监测仪器。3.0.3考虑同步观测需要，同一台风机或升压站内，同类型的监测仪器，尽可能接入同一数据采集仪。3.0.4参照了《海上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10105-2018的规定。

4环境监测4.1.1目的是为海上风电机组服役期间所遭受到的可能的海洋环境条件的监测提供指导。4.1.2海洋环境条件是一种自然现象，它导致结构损伤甚至失效。对海上风电场工程来说，最主要的环境现象包括：风、波浪、海流、潮汐水位。4.1.3这些环境现象通常是用统计物理模型描述，监测结果应可表示极端环境及长期和短期的变化。

5变形监测5.1一般规定5.1.1海上无稳定基准点，常规水平位移监测方法无效，因此采用倾斜监测方法来反映建筑物的整体稳定性。5.1.2海上无稳定基准点，常规方法无法进行绝对沉降监测，而不均匀沉降是导致风机和升压站倾斜的重要原因。根据建筑物重要程度、离岸距离、监测技术发展、经济性等因素综合考虑是否进行绝对沉降监测。5.3监测设施及其安装5.3.1海风风机和升压站受风等荷载影响，其倾角动态变化。一般意义上的倾角传感器是静态测量或者准静态测量，其内置传感器为加速度计，一旦有外界加速度，那么加速度芯片测出来的加速度就包含外界加速度，故而计算出来的角度就不准确。动态倾角计是在静态倾角计基础上，加上微机械陀螺芯片，并采用智能算法将加速度传感器和陀螺仪的信号相结合以消除加速度（例如设备快速往复的运动）、震动及冲击带来的影响。因此海上风机和升压站倾斜监测要采用动态倾角计。

6振动监测6.1.1风机机组振动监测由一般由风机厂家负责实施，与结构安全监测系统相互独立。

9冲刷监测9.1一般规定9.1.1海底地形在水流、涌浪作用下持续演变，遇到强风、大浪等海况对海底的冲刷更为严重；同时，由于风机、升压站等基础钢管桩改变了海底局部海流流态，在其周围产生较高强度的水流紊动和漩涡体系，对风机、升压站等基础周边海床面产生冲刷作用。持之以久，在风机、升压站基础周边和海缆路由形成冲刷沟，影响风机基础的稳定和海缆的安全，特别是敷设于海底的海缆由于冲刷作用形成悬空段，极易诱发海缆破损、断裂等事故，对风电场运行带来较大的隐患，严重影响风电场的安全运行。需要通过定期对运行期间风电场风机基础和电缆周边的冲刷情况进行监测，了解风机基础周边的海底底质类型及冲刷沟发育、变化情况，为风电场的正常运行和维护等提供参考依据。9.1.2多波束法主要用