CN116378087A - 一种海上光伏支架及其与桩基连接的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程技术领域，具体涉及一种海上光伏支架及其与桩基连接的连接结构。该海上光伏支架，包括上部结构与连接结构，连接结构包括上部受力柱，上部受力柱上设置有与海上光伏支架的上部结构固定连接的连接位，上部受力柱的下端设置有承插结构，承插结构在水平方向上的最大尺寸用于小于桩基的内孔直径，承插结构用于插入桩基的内孔，上部受力柱上还设置有与桩基的内孔连通的灌浆孔，连接结构通过灌浆孔灌注混凝土以与桩基固定连接。通过承插结构与桩基的内孔配合，能够将海上光伏支架对准定位在桩基上，利用灌浆孔灌注混凝土完成海上光伏支架与桩基的固定，整个装配过程方便、快捷，并且能够保证海上光伏支架安装的可靠性和安全性。

Description

一种海上光伏支架及其与桩基连接的连接结构

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体涉及一种海上光伏支架及其与桩基连接的连接结构。

背景技术

光伏系统一般包括桩基以及固定安装在桩基上的光伏支架，光伏支架从结构上可以分为上部结构以及底部的连接结构，连接结构的底部用于与桩基固定。传统的陆地光伏多采用PHC管桩或螺旋钢桩作为桩基，在实际安装时，光伏支架通常通过吊装等方式布置在桩基的顶部，并令光伏支架底部的连接结构对准桩基，之后通过焊接的方式实现光伏支架底部的连接结构与桩基的固定。

目前针对海上光伏系统的建设尚处于前期可行性研究阶段，海上光伏支架一般较大，因此用于支撑海上光伏支架的桩基的尺寸也较大，大尺寸的桩基为了节省材料，通常会在桩基上设置向下延伸的内孔。

在安装海上光伏支架时，若利用上述陆地光伏的安装方式进行安装，海上光伏支架整体需要通过船只运载，由于船只受到风浪影响，在吊装时很难实现光伏支架底部的连接结构与桩基的对准。并且在焊接海上光伏支架的底部连接结构与桩基时，光伏支架会来回晃动，不利于海上光伏支架整体安装的稳固性和施工方法的可操作性，作业安全可靠性以及施工方案可行性均较低。同时，在海上重盐雾甚至浪花飞溅的环境下，上部结构与连接结构的焊接部位、连接结构与桩基的焊接部位均容易受到海水侵蚀，影响海上光伏支架的整体使用寿命。

因此，在安装海上光伏支架时，如何保证海上光伏支架的安装便捷并且海上光伏支架具有较高的使用寿命是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种海上光伏支架及其与桩基连接的连接结构，通过在上部受力柱上设置承插结构，并且承插结构在水平方向上的最大尺寸小于桩基的内孔，这样在实际安装海上光伏支架时，可以将承插结构插入桩基的内孔并在水平方向上具有一定的调整量，将桩基的内孔利用起来，便于将海上光伏支架对准定位在桩基上，降低操作难度，提高海上光伏支架的安装效率；海上光伏支架在承插结构的限制下可以定位在桩基上，避免海浪等因素造成海上光伏支架摇晃，便于后续操作；在上部受力柱上设置灌浆孔，通过灌浆孔灌注的混凝土能够将连接结构固定在桩基上，进而实现海上光伏支架的固定，能够避免传统的焊接带来的操作困难、容易腐蚀等问题，降低操作难度，并提高海上光伏支架的使用寿命。

针对上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种海上光伏支架与桩基连接的连接结构，包括上部受力柱，所述上部受力柱上设置有用于与海上光伏支架的上部结构固定连接的连接位，所述上部受力柱的下端设置有承插结构，所述承插结构在水平方向上的最大尺寸用于小于桩基的内孔直径，所述承插结构用于插入桩基的内孔，所述上部受力柱上还设置有用于与桩基的内孔连通的灌浆孔，所述连接结构通过灌浆孔灌注混凝土以与桩基固定连接。

进一步地，所述承插结构包括承插板，所述承插板的下端设置有尖角。

进一步地，所述承插结构还包括加强板，所述加强板与承插板十字相交。

进一步地，所述加强板在竖向上的长度小于承插板在竖向上的长度。

进一步地，所述连接位通过螺栓组件与上部结构固定连接。

进一步地，所述连接位设置有多个并且间隔布置在上部受力柱的外周面上。

进一步地，所述多个连接位沿上部受力柱的轴线阵列布置。

进一步地，所述连接位包括向上倾斜延伸的斜支撑以及设置在斜支撑上端的连接法兰，所述连接法兰通过螺栓组件与上部结构的相应结构固定连接。

进一步地，所述上部受力柱的底部设置有连接端板，连接端板用于坐落在桩基上。

针对上述技术问题，本发明还提供了一种海上光伏支架，包括上部结构以及与上部结构固定连接的连接结构，所述连接结构为海上光伏支架与桩基连接的连接结构，海上光伏支架与桩基连接的连接结构，包括上部受力柱，所述上部受力柱上设置有用于与海上光伏支架的上部结构固定连接的连接位，所述上部受力柱的下端设置有承插结构，所述承插结构在水平方向上的最大尺寸用于小于桩基的内孔直径，所述承插结构用于插入桩基的内孔，所述上部受力柱上还设置有用于与桩基的内孔连通的灌浆孔，所述连接结构通过灌浆孔灌注混凝土以与桩基固定连接。

进一步地，所述承插结构包括承插板，所述承插板的下端设置有尖角。

进一步地，所述承插结构还包括加强板，所述加强板与承插板十字相交。

进一步地，所述加强板在竖向上的长度小于承插板在竖向上的长度。

进一步地，所述连接位通过螺栓组件与上部结构固定连接。

进一步地，所述连接位设置有多个并且间隔布置在上部受力柱的外周面上。

进一步地，所述多个连接位沿上部受力柱的轴线阵列布置。

进一步地，所述连接位包括向上倾斜延伸的斜支撑以及设置在斜支撑上端的连接法兰，所述连接法兰通过螺栓组件与上部结构的相应结构固定连接。

进一步地，所述上部受力柱的底部设置有连接端板，连接端板用于坐落在桩基上。

有益效果：(1)本发明的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，通过在上部受力柱的下端设置承插结构，并且承插结构在水平方向上的最大尺寸小于桩基的内孔直径，在实际安装海上光伏支架时，令承插结构插入桩基的内孔，并且承插结构在桩基的内孔之间还有一定的调整量，这样将桩基的内孔利用起来，便于海上光伏支架的连接结构与相应桩基的对准定位，并且能够利用调整量提高安装精度、降低安装难度，提高海上光伏支架的安装效率。同时海上光伏支架在承插结构的限制下可以始终保持在桩基上，避免海浪等因素造成海上光伏支架摇晃，便于后续操作。

(2)在连接结构上设置灌浆孔，这样能够利用灌浆孔灌注的混凝土将海上光伏支架与桩基连接为一体，相对于传统的焊接的方式，能够提高固定可靠性，提高海上光伏系统的强度，同时，能够避免传统的利用焊接固定海上光伏支架与桩基的方式带来的操作困难、容易腐蚀的问题，降低了海上光伏支架的安装难度，保证海上光伏支架的使用寿命。

(3)承插结构包括承插板和加强板，并且承插板的下端设置有尖角，这样能够便于将承插结构插入桩基的内孔。加强板与承插板十字相交并且加强板在竖向上的长度小于承插板的长度，能够利用加强板加强承插结构的强度，并避免影响承插板插入桩基的内孔。

(4)上部受力柱上设置与上部结构连接的连接位，并且连接位通过螺栓组件与上部结构固连，这样能够将海上光伏支架设计为可拆的两部分，提高海上光伏支架的安装便捷性。同时利用螺栓组件固连连接结构与上部结构，能够避免传统的焊接方式容易锈蚀、连接强度较低的问题，提高海上光伏支架的使用寿命。

(5)多个连接位沿上部受力柱的轴线阵列布置，能够使得海上光伏支架的上部结构重量均匀地作用在连接结构上，进而均匀地传递至桩基。

(6)将连接位设计为斜支撑以及设置在斜支撑上端的连接法兰，一方面能够利用斜支撑提高支撑强度，另一方面能够利用连接法兰提高连接便捷性。

(7)在上部受力柱的底部设置连接端板，在实际安装时，当承插结构插入桩基的内孔后，连接端板能够坐落在桩基上端，便于安装，并利用连接端板能够为海上光伏支架提供预支撑，降低操作人员的操作难度。

(8)本发明的海上光伏支架，通过连接结构上的连接位，能够将海上光伏支架设计为可拆的两部分，一方面便于实际运输安装，另一方面能够避免上部结构与连接结构通过焊接固定，避免焊接方式容易锈蚀、连接强度较低的问题，提高海上光伏支架的使用寿命。通过承插结构能够便于将海上光伏支架对准定位在桩基上，提高安装效率，降低安装难度，提高海上光伏支架安装的可行性和安全可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的正视图；

图3是本发明实施例1中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的左视图；

图4是本发明实施例1中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的俯视图；

图5是本发明实施例2中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的整体结构示意图；

图6是本发明实施例2中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的正视图；

图7是本发明实施例2中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的左视图；

图8是本发明实施例2中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的俯视图。

图中：1、上部受力柱；2、连接位；21、斜支撑；22、连接法兰；3、连接端板；4、承插板；5、加强板；6、灌浆孔；7、连接耳；8、螺栓孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图对本申请做进一步详细描述：

本发明的一种海上光伏支架的具体实施例1：

参考图1至图4，本发明的海上光伏支架包括上部结构(图中未示出)以及与上部结构固定连接的连接结构，连接结构为海上光伏支架与桩基连接的连接结构(以下简称连接结构)，其中上部结构的顶部用于支撑光伏组件，连接结构的底部用于固定在桩基上，以利用桩基支撑整个海上光伏支架。

在本实施例中，单个海上光伏支架的上部结构的底部四周设置有四个支撑位，在每个支撑位上均固定设置有一个连接结构，即单个海上光伏支架的底部设置有四个用于支撑的连接结构。

在本实施例中，海上光伏支架的尺寸、重量较大，因此其使用的桩基尺寸较大，大尺寸的桩基为了节省材料，通常会在桩基上设置向下延伸的内孔。如图1所示，在本实施例中，连接结构包括上部受力柱1，在上部受力柱1的下端设置有承插结构，并且承插结构在水平方向上的最大尺寸小于桩基的内孔直径，这样能够将承插结构插入至桩基的内孔中，并具有一定的调节量。

这样能够将桩基的内孔利用起来，在实际安装海上光伏支架时，利用承插结构与桩基内孔的配合，便于将海上光伏支架对准定位在桩基上，并且能够利用承插结构与桩基内孔之间的间隙，便于精调海上光伏支架的安装位置，提高安装精度、降低安装难度，提高海上光伏支架的安装效率，保证安装作业的安全性。同时海上光伏支架在承插结构的限制下可以始终保持在桩基上，避免海浪等因素造成海上光伏支架摇晃，便于后续操作。

如图1、4所示，在上部受力柱1的顶部开设有灌浆孔6，灌浆孔6向下延伸并与桩基的内孔连通，在实际使用时，当将该连接结构通过承插结构布置在桩基上时，通过灌浆孔6向桩基内注入混凝土，以此将连接结构与桩基固定，进而实现海上光伏支架与桩基的固定连接。这样设置，能够利用灌注的混凝土将海上光伏支架与桩基连接为一体，相对于传统的焊接的方式，能够提高固定可靠性，提高海上光伏系统的强度。同时，能够避免传统的利用焊接固定海上光伏支架与桩基的方式带来的操作困难、容易腐蚀的问题，降低了海上光伏支架的安装难度，保证海上光伏支架的使用寿命，提高海上光伏建设的可行性和安全可靠性。

在本实施例中，如图1、4所示，在上部受力柱1的顶部开设有两个灌浆孔6，这样能够提高灌浆速度，提高作业效率。当然在其他实施例中，灌浆孔6的数量可以根据实际需要进行设置，如1个、3个等。

如图1、2、3所示，承插结构包括承插板4以及加强板5，并且承插板4与加强板5十字相交。具体的，承插板4的下端设置有尖角，这样设置，利用承插板4下端的尖角能够便于将承插结构插入桩基的内孔。加强板5在竖向上的长度小于承插板4在竖向上的长度，这样能够利用加强板5加强承插结构的强度，并避免影响承插板4的插入。

如图2、3、4所示，在本实施例中，在上部受力柱1上设置有用于与海上光伏支架的上部结构固定连接的连接位2，并且连接位2通过螺栓组件与上部结构固定连接。

具体的，如图2所示，连接位2包括向上倾斜延伸的斜支撑21以及设置在斜支撑21上端的连接法兰22，其中，连接法兰22通过螺栓组件与上部结构的相应法兰结构(图中未视出)固定连接。

在本实施例中，如图4所示，连接位2沿上部受力柱1的轴线阵列布置有四个。上部结构对应一个连接结构的位置设置有四根朝向上部受力柱1延伸的斜梁，四根斜梁的下端分别设置有一个斜梁法兰，四个斜梁法兰分别与四个连接位2的连接法兰22位置对应。

这样一方面能够使得海上光伏支架的上部结构的重量均匀地作用在连接结构上，进而均匀地传递至桩基，提高整个海上光伏系统的使用寿命，另一方面能够将海上光伏支架设计为可拆的两部分，提高海上光伏支架的安装便捷性。同时连接结构、上部结构以及螺栓组件在出厂时均能够做专业防锈处理，而不需在安装现场进行防锈，提高了防锈能力，能够避免传统的焊接方式容易锈蚀、连接强度较低的问题，提高海上光伏支架的使用寿命。

当然在其他实施例中，连接位2的数量可以根据实际设计需求进行设计，如设计2个、3个、5个等，当然在满足实际需求时还可以仅设置1个。在其他实施例中，四个连接位2的布置方式可以不同，根据实际需求可以不是阵列布置，而是间隔布置，只要能够实现与上部结构的对应结构对应安装即可。

在本实施例中，如图2所示，连接位2均设置在上部受力柱1的中部位置，这样能够使得在海上光伏系统安装完成之后，连接位2的位置更靠近底部桩基位置，提高支撑强度。

在本实施例中，如图2、3所示，上部受力柱1的底部设置有连接端板3，当将承插结构插入至桩基的内孔后，连接端板3能够坐落在桩基的上端面上，这样在实际安装时，能够利用连接端板3为海上光伏支架提供预支撑，便于操作人员调节海上光伏支架的安装位置，降低操作人员的操作难度。

本发明的海上光伏支架的安装过程为：首先将上部结构上相应的斜梁法兰对准连接结构上相应的连接位2的连接法兰22，并利用螺栓组件固定斜梁法兰与连接法兰22，完成海上光伏支架的组装。

通过吊装的方式将海上光伏支架吊装至桩基的上方，并令连接结构对准桩基。下放海上光伏支架，并令连接结构下部的承插结构插入至相应桩基的内孔中，并通过调整承插结构在内孔中的位置，完成海上光伏支架的位置调试，保证安装位置准确。在实际施工时，桩基的顶端可能不是处于一个水平面上，但是由于承插结构已经插入相应桩基的内孔，因此即便不是所有的连接结构的连接端板3都能够坐落在对应桩基的上端面上，但是海上光伏支架已经定位在桩基上，其仍然能够稳定保持在桩基的上方，而不会随着海浪的晃动而脱落，保证安全。

通过灌浆孔6向桩基内孔灌注混凝土，直至灌浆孔6内充满混凝土，待混凝土凝固之后便能够保证所有的连接结构均固定在桩基上，实现海上光伏支架与桩基的固定连接。

以此，完成海上光伏系统的安装。

实施例2：如图5至图8所示，在本实施例中，海上光伏支架与桩基的连接结构包括上部受力柱1，在上部受力柱1的下端设置有承插板4、加强板5以及连接端板3，在上部受力柱1上设置有用于灌注混凝土的灌浆孔6。

与实施例1不同的是，本实施例提供了一种不同的连接位2，在本实施例中，连接位2包括设置在上部受力柱1与连接端板3之间的连接耳7，在连接耳7上设置有螺栓孔8，此时在上部结构的斜梁的下端设置有与连接耳7上的螺栓孔8对应的连接孔，以此上部结构与连接结构通过设置在螺栓孔8与连接孔中的螺栓组件固定连接。

实施例3：本实施例提供了一种不同的承插结构，在本实施例中，承插结构为设置在上部受力柱底部的锥体结构，并且锥体结构的最大直径小于桩基的内孔直径，在实际安装时，锥体伸入至桩基的内孔，以完成海上光伏支架与桩基的对准定位。

实施例4：本实施例提供了一种不同的承插结构，在本实施例中，在满足实际需求时，承插结构可以不设置承插板。

实施例5：本实施例提供了一种不同的连接结构，在本实施例中，在满足实际需求时，连接结构与上部结构可以通过紧固销钉固定连接。

实施例6：本实施例提供了一种不同的灌浆孔，在本实施例中，在满足实际需求时，灌浆孔可以设置在上部受力柱的外周面上。

本发明的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的实施例，本发明的海上光伏支架与桩基连接的连接结构与上述海上光伏支架中的海上光伏支架与桩基连接的连接结构的结构相同，在此不再予以赘述。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，包括上部受力柱，所述上部受力柱上设置有用于与海上光伏支架的上部结构固定连接的连接位，所述上部受力柱的下端设置有承插结构，所述承插结构在水平方向上的最大尺寸用于小于桩基的内孔直径，所述承插结构用于插入桩基的内孔，所述上部受力柱上还设置有用于与桩基的内孔连通的灌浆孔，所述连接结构通过灌浆孔灌注混凝土以与桩基固定连接。

2.根据权利要求1所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述承插结构包括承插板，所述承插板的下端设置有尖角。

3.根据权利要求2所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述承插结构还包括加强板，所述加强板与承插板十字相交。

4.根据权利要求3所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述加强板在竖向上的长度小于承插板在竖向上的长度。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述连接位通过螺栓组件与上部结构固定连接。

6.根据权利要求5所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述连接位设置有多个并且间隔布置在上部受力柱的外周面上。

7.根据权利要求6所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述多个连接位沿上部受力柱的轴线阵列布置。

8.根据权利要求5所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述连接位包括向上倾斜延伸的斜支撑以及设置在斜支撑上端的连接法兰，所述连接法兰通过螺栓组件与上部结构的相应结构固定连接。

9.根据权利要求5所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构，其特征在于，所述上部受力柱的底部设置有连接端板，连接端板用于坐落在桩基上。

10.一种海上光伏支架，包括上部结构以及与上部结构固定连接的连接结构，其特征在于，所述连接结构为上述权利要求1-8任意一项所述的海上光伏支架与桩基连接的连接结构。

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