一种用于海上悬索光伏的板桩式锚固结构的制作方法

1.本实用新型涉及海上光伏发电技术领域，具体涉及一种用于海上悬索光伏的板桩式锚固结构。


背景技术：

2.目前，传统能源短缺和自然环境恶化等问题日益严重，开发和利用可再生能源已迫在眉睫。太阳能作为一种可再生清洁能源，备受人类关注。随着光伏技术的快速发展，光伏发电成为当今开发太阳能资源最有效的方式之一。
3.海上光伏支承系统除了受海洋高湿高盐的腐蚀破坏外，还承受风、雪、波浪、海冰等荷载作用，对锚固结构提出巨大挑战，同时，无法充分利用太阳能资源，实现海上光伏发电。此外，传统水上锚固结构常采用打斜桩的方法，而海上斜桩施工对工作人员要求严格，且施工费用较高，需要探究一种新型锚固结构来减少海上施工环节，降低海上施工难度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种结构可靠、施工方便的海上悬挂光伏板桩式锚固结构。
5.为此，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种用于海上悬索光伏的板桩式锚固结构，所述锚固结构包括锚固桩、预制锚板和连接件；所述锚固桩上根据安装固定和连接拉索的不同作用分为安装部位和连接部位，所述锚固桩通过所述安装部位竖立式设置，使所述连接部位高于海平面；所述安装部位上设置止沉卡件；所述连接件套设在所述预制锚板上，所述预制锚板通过与所述连接件形成在所述锚固桩上的滑动连接，所述连接件通过与所述止沉卡件配合限制所述预制锚板在所述锚固桩上的高度位置；所述预制锚板内沿所述锚固桩的轴线方向贯穿设置预留冲水管道，所述预留冲水管道对高压水流进行导向指引。
7.进一步地：所述预制锚板内与所述锚固桩轴线的垂直方向贯穿设置预留穿孔，且所述预留穿孔错开所述预留冲水管道；
8.进一步地：所述连接件采用u形件，且所述连接件两凸脚上设有螺杆，所述螺杆的直径小于所述预留穿孔的直径，且所述螺杆穿过所述预留穿孔后通过与螺帽配合，形成所述连接件对所述锚固桩和所述预制锚板的连接。
9.进一步地：所述锚固桩的所述连接部位包括拉索耳板和过索孔；所述拉索耳板嵌入式设置在所述锚固桩顶部，所述拉索耳板内贯通设置与拉索配合的连接孔；所述拉索耳板的高度低于所述锚固桩顶部的高度；所述过索孔设置在所述锚固桩顶部，且位于所述拉索耳板的对侧。
10.进一步地：所述连接件所形成的圆弧形凹槽其内壁贴合所述锚固桩外表面。
11.进一步地：所述过索孔呈半圆状设置在所述锚固桩顶部，所述过索孔顶部为开口。
12.进一步地：所述锚固桩上所述连接部位中心线方向与所述预制锚板(12)的平面方
向垂直。
13.进一步地：所述预制锚板平面的底部为沿所述锚固桩轴线方向向内集中的锲形。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.1、本实用新型采用钢桩和预制混凝土锚板联合受力的结构型式，该结构利用钢桩良好的抗弯性能，承担拉索水平力引起的桩身弯矩；利用预制混凝土块竖向面积大和抗水平能力强的特点，承担拉索水平力。
16.2、本实用新型锚固钢桩与海水直接接触，受腐蚀危害最大，因此外侧采用海工重防腐涂料，并辅以牺牲阳极保护。
17.3、本实用新型采用自重和水力冲沉相结合的方式，实现预制混凝土锚板沉放入泥。即在预制混凝土锚板中间预留冲水管道，沉放时边冲高压水边下沉，利用高压水流破坏底部土体，从而使预制混凝土锚板顺利沉放到设计深度。
18.4、本实用新型采用嵌入式的拉索耳板设计，使拉索耳板完全嵌入锚固桩内，不突出锚固桩顶，从而在沉桩时不影响桩帽夹桩和桩锤打桩，沉桩过程中也不会对拉索耳板形成损伤。
附图说明
19.图1为本实用新型锚固结构的正立面图；
20.图2为本实用新型锚固结构的侧面图；
21.图3为本实用新型锚固结构的平面图；
22.图4为本实用新型预制锚板的正立面图；
23.图5为本实用新型拉索耳板的剖面图；
24.图6为本实用新型拉索耳板的平面图；
25.图7为本实用新型板过索孔的立面图。
26.附图中的标记为：锚固结构1、锚固桩11、拉索耳板111、过索孔112、止沉卡件113、预制锚板12、拉耳121、预留穿孔122、预留冲水管道123、连接件13。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
28.如图1-7所示，一种用于海上悬索光伏的板桩式锚固结构，锚固结构1包括锚固桩11、预制锚板12和连接件13；锚固桩11上根据安装固定和连接拉索的不同作用分为安装部位和连接部位，锚固桩11通过安装部位竖立式设置，使连接部位高于海平面；安装部位上焊接设置止沉卡件113，用于支撑连接件13，使预制锚板12顺利沉放到设计深度，防止入泥过深以及运维阶段溜入土中；连接件13套设在预制锚板12上，预制锚板12通过与连接件13形成在锚固桩11上的滑动连接，连接件13通过与止沉卡件113配合限制预制锚板12在锚固桩11上的高度位置；预制锚板12内沿锚固桩11的轴线方向贯穿设置预留冲水管道123，预留冲水管道123对高压水流进行导向指引。
29.锚固桩11采用竖直钢管桩，利用钢桩良好的抗弯性能承担光伏支架系统拉索水平力引起的桩身弯矩；且锚固桩11的高度为9m。
30.锚固桩11上的连接部位中心线方向与预制锚板12的平面方向垂直，连接部位的中心线方向为拉索耳板111和过索孔112两者之间位置的连接线方向，并且连接线方向为拉索的延伸方向，预制锚板12采用预制混凝土板，利用其重量大、竖向面积大和抗水平能力强的特点承担拉索的竖向力，以及根据锚固桩11上通过拉索耳板111与拉索连接后的拉索延伸方向与预制锚板12相垂直的位置关系来提升拉索的水平拉力；
31.如图1和4所示，预制锚板12平面的底部为沿锚固桩11轴线方向向内集中的锲形，且预制锚板12与锚固桩11轴线平行的竖截面形状为梯形，预制锚板12上下底的长度分别为200mm和4000mm，预制锚板12的厚度为300mm。
32.如图1所示，预制锚板12上设置有拉耳121，加工预制锚板12时可直接嵌入左右两侧，用于施工过程中对预制锚板12的吊装。
33.如图3所示，预制锚板12内与锚固桩11轴线的垂直方向贯穿设置预留穿孔122，且预留穿孔122错开预留冲水管道123；预留穿孔122在工厂加工预制锚板12时提前预留并前后贯穿；预留穿孔122至少设置上下两排，每排有两个穿孔且分别与连接件13的两个螺杆位置对应。
34.如图2所示，连接件13采用u形的抱箍，连接件13的两凸脚上设有螺杆，螺杆的直径小于预留穿孔122的直径，且螺杆穿过预留穿孔122后通过与螺帽配合，形成连接件13对锚固桩11和预制锚板12的连接。
35.如图5-7所示，锚固桩11的连接部位包括拉索耳板111和过索孔112；拉索耳板111嵌入式设置在锚固桩11顶部，拉索耳板111内贯通设置与拉索配合的连接孔；拉索耳板111的高度低于锚固桩11顶部的高度，且拉索耳板111不突出锚固桩11外径，也不高出锚固桩11顶面，拉索耳板111用于连接拉索以及通过拉索耳板111将整个锚固结构1抬升并进行搬运。
36.如图5-7所示，过索孔112设置在锚固桩11顶部，且位于拉索耳板111的对侧，过索孔112为在锚固桩11桩顶沿锚固桩11的轴线方向向下凹75mm，用于放置海上光伏系统的拉索，防止拉索与锚固桩11的桩顶划擦而损伤拉索和桩头。
37.过索孔112呈半圆状设置在锚固桩11顶部，过索孔112顶部为开口。
38.锚固桩11与海水直接接触，受腐蚀危害最大，应在外侧采用海工重防腐涂料，并辅以牺牲阳极保护，海工重防腐涂料及牺牲阳极保护可采用现有成熟技术；拉索耳板111、过索孔112与拉索直接接触，会发生划擦进而损伤拉索和桩顶；此外，止沉卡件113置于海水中，上述三个部位均需要进行重点防腐处理。同时，拉耳121和连接件13采用热镀锌材料，并在外表面喷涂海工重防腐涂料。
39.基于上述内容中对海上悬挂光伏板桩式的锚固结构1的描述，在对锚固结构1进行安装时，具体的实施方式以及步骤如下：
40.s1：按照设计尺寸在陆上工厂完成锚固桩11的加工，以及止沉卡件113的焊接，同时还包括预制锚板12上的拉索耳板111嵌入以及过索孔112预留，并对锚固结构1进行相应的防腐处理后整体运到施工现场，同时，将连接件13在陆上工厂按照设计尺寸加工完成并进行防腐处理后，一同运到施工现场；
41.s2：利用海上打桩设备完成沉桩施工，将锚固桩11打到其所需的设计深度，完成锚固桩11的竖直打桩；
42.s3：在预留穿孔122上连接连接件13，并通过连接件13上的螺杆与螺帽配合将连接
件13固定在预制锚板12，在吊机的作用下通过拉耳121将预制锚板12吊到设计安装位置，使连接件13套在锚固桩11外，并使连接件13落座在止沉卡件113上，由止沉卡件113为预制锚板12提供支撑力，并限制预制锚板12持续下沉，且这时预制锚板12部分沉入海底土体内；
43.s4：在对锚固结构1整体沉放时，利用预制锚板12内的预留冲水管道123与高压水流配合，进行一边冲入高压水一边锚固结构1整体下沉，利用高压水流破坏底部土体，减少土体对预制锚板12下沉阻力，使预制锚板12顺利沉放到其所需的设计深度，使得预制锚板12完全沉入土体内，以此通过预制锚板12为拉索提供足够的水平拉力，同时完成对海上悬索光伏板桩式锚固结构的安装。
44.以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。