该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。

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综合桩索连接结构。


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。海上光伏是新兴太阳能利用方向，近年来发展迅速。
3.但因海上特殊环境，光伏模块结构除受海洋高湿高盐的腐蚀破坏，还承受风和雪等复杂荷载作用，桩基和索结构的连接将承受巨大荷载作用，传统采用抱箍将桩基和索结构相连的方式，可能出现连接不牢靠等情况，如何确保桩基和索结构连接处的安全可靠性是一个重大挑战。为最大限度地利用太阳能资源，更好地实现海上光伏发电，关键是提出一种结构可靠、耐久性好、施工方便、费用低廉的海上悬索光伏综合桩索连接结构。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种可简单方便即可保证桩基础和海上光伏系统其他部件连接处连接可靠的桩索连接结构。
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综合桩索连接结构，所述桩索连接结构包括与桩基础桩顶连接的安装部分和承载部分，所述安装部分包括端板、承接板和顶板；所述端板设置在所述桩基础的桩顶顶面，所述端板将所述桩基础的桩顶封闭；所述顶板设置在所述端板上方，所述顶板与所述端板之间平行设置；所述承接板连接于所述端板和所述顶板之间；所述承接板由横板和纵板相互交叉组成；所述承接板在高度方向上将其上下两端分为受力空间和连接空间，且所述受力空间与所述连接空间之间存在间隔；所述承载部分设置在所述连接空间内。
7.进一步地：所述桩基础桩顶顶面设置连接板，所述端板与所述连接板的连接端外沿设置开剖口，通过所述开剖口加强所述端板与所述桩基础桩顶之间的连接。
8.进一步地：所述端板、所述承接板和所述顶板的长度小于等于所述桩基础的直径；所述顶板顶面设置用于与打桩设备接触的打桩部分，且所述打桩部分上无突出结构。
9.进一步地：进一步地：所述受力空间包括使所述桩基础桩顶受力均匀的加肋板，所述加肋板环形设置在所述端板和所述承接板的所述横板和所述纵板之间。
10.进一步地：所述承载部分包括与索结构连接的钢索连接孔，所述钢索连接孔垂直贯穿设置在所述横板上。
11.进一步地：所述承载部分包括分别与主横梁以及施工索立柱连接的顶板连接孔，所述顶板连接孔竖直贯穿设置在所述顶板内，且所述顶板连接孔与所述横板和所述纵板错
开设置。
12.进一步地：所述承载部分包括用于安放逆变器的挂架结构；所述挂架结构包括上连接部分、中间连接部分和下连接部分，通过所述逆变器的高度来确定所述中间连接部分的长度；所述上连接部分包括上水平次梁和耳板，所述中间连接部分包括中间连接杆，所述下连接部分包括下水平次梁、斜撑和u形抱箍；所述纵板上垂直贯穿设置挂架连接孔，所述耳板通过螺栓螺帽连接于所述挂架连接孔上，所述上水平次梁连接于所述耳板上；所述中间连接杆连接于所述上水平次梁和所述下水平次梁的同一侧侧端面，所述中间连接杆的高度大于所述逆变器的高度；所述下水平次梁内贯穿设置预留穿孔，所述u形抱箍的u形部分与所述桩基础外表面贴合，所述u形抱箍的两凸脚上设置螺纹，所述u形抱箍的两凸脚穿过所述预留穿孔与螺帽配合，形成对所述u形抱箍对所述下水平次梁的加固；所述斜撑连接于所述下水平次梁底部和所述中间连接杆之间；所述上水平次梁和所述下水平次梁之间形成安装空间，通过推动所述逆变器在所述下水平次梁上移动，形成所述上水平次梁对所述逆变器的安放状态和取出状态。
13.进一步地：所述下水平次梁包括支撑座和支撑杆；所述支撑杆将两端的所述支撑座连接，且所述支撑杆与所述斜撑连接。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.(一)本实用新型采用在桩顶焊接一个桩索连接结构，桩索连接结构中部采用呈“十”字形的承接板，在“十”字形的承接板上开设钢索连接孔，通过钢索与承接板相连的技术，从而实现钢索与桩基础的直接相连，不再采用传统的抱箍相连，结构牢靠，避免了抱箍下滑的可能，同时省去现场安装工作。
16.(二)本实用新型采用在桩索连接结构底部设置连接用的端板，在与桩顶连接板接触的连接端外沿开剖口后，可以实现端板与桩顶连接板的熔透焊，从而保证了桩索连接结构与桩顶的可靠连接，确证连接强度；在工厂内即可完成焊接工作，省去了现场焊接的工作量，同时也保证了焊接的质量。
17.(三)本实用新型采用钢索连接孔内嵌技术。即钢索连接孔、耳板都在桩基础的外径范围内，没有突出桩基础外径的结构，便于打桩时桩帽的套入和锤击，不必采用特殊的打桩设备，实现与普通管桩同样的施工设备打桩。
18.(四)本实用新型采用底部环形板加强技术。即在桩索连接结构底部端板上，设置一圈环形加肋板，加肋板用于加强底部端板的刚度，确保打桩时管桩顶部受力均匀，避免桩顶混凝土开裂。
19.(五)本实用新型采用在桩索连接结构顶板上设置主横梁、施工索立柱的技术。即在桩索连接结构顶板上开设螺栓孔，索结构施工时将施工索立柱放置在顶板上部后用螺栓连接，安装方便，连接可靠；主横梁施工安装时将其用螺栓固定在顶板上，安装简便，同时确保主横梁连接的可靠。
20.(六)本实用新型采用在桩索连接结构侧面设置逆变器挂架技术。即在桩索连接结构侧向的纵板上开设挂架连接孔，将逆变器挂架的上水平次梁连接挂架连接孔中；在桩身上设u型抱箍，将逆变器挂架的下水平次梁连接到u型抱箍上。这种连接方式结构可靠，由连接孔承担竖向荷载，由u型抱箍承担水平荷载，避免了传统的抱箍连接长期运行时会往下溜的风险，也避免了水平摆动的问题。
21.(七)本实用新型采用桩侧逆变器挂架结构，避免传统的将逆变器安装在主横梁上的结构。这种逆变器安装方式受力直接，避免了安装到主横梁上时主横梁受力过大、断面过大，而引起主横梁费用过大；且这种安装方式施工简便，逆变器直接挂在桩身上，以便施工人员在桩身上操作即可，不必到主横梁上施工。
附图说明
22.图1为本实用新型桩索连接段立面图；
23.图2为本实用新型桩索连接段平剖面图；
24.图3为本实用新型桩索连接段平面图；
25.图4为本实用新型桩索连接段安装施工索立柱后立面图；
26.图5为本实用新型桩索连接段安装主横梁后立面图；
27.图6为本实用新型桩索连接段安装主横梁后平面图；
28.图7为本实用新型逆变器挂架侧立面图；
29.图8为本实用新型逆变器挂架后的正立面图；
30.图9为本实用新型逆变器挂架上水平次梁平面图；
31.图10为本实用新型逆变器挂架下水平次梁平面图。
32.附图中的标记为：桩基础1、连接板11、开剖口12、桩索连接结构2、端板21、承接板22、横板221、纵板222、加肋板23、顶板24、钢索连接孔25、挂架连接孔26、顶板连接孔27、施工索立柱3、主横梁4、挂架结构5、上水平次梁51、耳板52、下水平次梁53、支撑座531、支撑杆532、连接杆54、斜撑55、u形抱箍56、逆变器6。
具体实施方式
33.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。
34.如图1-10所示，一种用于海上悬索光伏的综合桩索连接结构，包括设置在桩基础1桩顶的桩索连接结构2，桩索连接结构2包括与桩基础1桩顶连接的安装部分和承载部分，承载部分用于与索结构、施工索立柱3、主横梁4以及挂架结构5连接；安装部分包括端板21、承接板22和顶板24；端板21焊接设置在桩基础1的桩顶顶面，端板21将桩基础1的桩顶封闭；顶板24设置在端板21上方，顶板24与端板21之间平行设置；顶板24可用于与承载部分连接，也可用于打桩时的受力；承接板22焊接连接于端板21和顶板24之间；承接板22由横板221和纵板222呈十字状相互交叉组成；承接板22在高度方向上将其上下两端分为用于承受打桩时打桩力的受力空间以及用于索结构和挂架结构5安装的连接空间，且受力空间与连接空间之间存在间隔；承载部分设置在连接空间内。受力空间通过加肋板23的上表面为界限与连接空间进行分隔。
35.如图1所示，桩基础1桩顶顶面设置连接板，端板21与连接板的连接端外沿设置开剖口12，通过开剖口加强端板21与桩基础1桩顶之间的连接，实现端板21与桩顶连接板的熔透焊，保证两者的可靠连接。
36.如图1和3所示，端板21、承接板22和顶板24的长度小于等于桩基础1的直径；顶板24顶面设置用于与打桩设备接触的打桩部分，且打桩部分上无突出结构。
37.如图1-2所示，受力空间包括使桩基础1桩顶受力均匀的加肋板23，加肋板23环形设置在端板21和承接板22的横板221和纵板222之间，且加肋板23与端板21垂直布置，用于加强底部端板21的刚度，确保打桩时桩顶顶部受力均匀，避免桩顶混凝土开裂。
38.如图1-6所示，承载部分包括与海上悬索光伏结构的钢索连接的钢索连接孔25，钢索连接孔25垂直贯穿设置在横板221上部，且通过纵板222的分隔将左右两孔对称分布。纵板222上部设置挂架连接孔26，挂架连接孔26与钢索连接孔25的位置同高，挂架连接孔26左右两孔通过横板221的分隔对称分布，用于连接海上悬索光伏结构的逆变器挂架结构5。纵板222的放置方向与主横梁4的安装方向处于同一水平面，横板221的的放置方向与主横梁4的安装方向相互垂直。
39.承载部分还包括分别与主横梁4以及施工索立柱3连接的顶板连接孔27，顶板连接孔27竖直贯穿设置在顶板24内，且顶板连接孔27与横板221和纵板222错开设置。顶板连接孔27围绕顶板24等角度分布设置八个，顶板连接孔27通过与螺栓螺母配合使用将施工索立柱3固定在桩索连接结构2上，施工索立柱3的放置位置与横板221平行，方便索结构和光伏组件的施工安装；顶板连接孔27通过与螺栓螺母配合使用将主横梁4固定在桩索连接结构2上，主横梁4的放置位置与横板221垂直，相邻主横梁4的一端分别固定在纵向桩基础1上之间，增加光伏系统整体的稳定性。且与主横梁4连接的板连接孔27和与施工索立柱3连接的顶板连接孔27并不相同，具体部署位置如图6所示。
40.如图7-10所示，基于上述内容的结构，本方案还设置一种用于海上悬索光伏的挂装结构，挂架结构5由角钢等常规钢材拼接而成，挂架结构5通过承载部分安装在桩索连接结构2的侧面，挂架结构5用于安装逆变器6，逆变器6与同一排索结构上的多个光伏组件同时串联设置，而同一排索结构通过多个桩基础1连接而成，因此在多个桩基础1上只需安装一个挂架结构5，无需多个桩基础1一同承受安装逆变器6带来的载荷；且同时挂架结构5通过上连接部分挂在桩索连接结构2上以及下连接部分挂在桩基础1的桩身上，以此来分担挂架结构5的受力状态，在遭遇海上风浪的情况下挂架结构5能够保证其稳定性；
41.挂架结构5包括上连接部分、中间连接部分和下连接部分，通过逆变器6的高度来确定中间连接部分的长度；上连接部分包括上水平次梁51和耳板52，中间连接部分包括中间连接杆54，下连接部分包括下水平次梁53、斜撑55和u形抱箍56；
42.纵板222上垂直贯穿设置挂架连接孔26，耳板52通过螺栓螺帽连接于挂架连接孔26上，上水平次梁51焊接连接于耳板52上，耳板52用于承受竖向荷载；
43.中间连接杆54连接于上水平次梁51和下水平次梁53的同一侧侧端面，使上连接部分和下连接部分成为整体，中间连接杆54的高度大于逆变器6的高度；中间连接杆54的数量为两根。
44.下水平次梁53内贯穿设置预留穿孔，u形抱箍56的u形部分与桩基础1外表面贴合，u形抱箍56的两凸脚上设置螺纹，u形抱箍56的两凸脚穿过预留穿孔与螺帽配合，形成对u形抱箍56对下水平次梁53的加固；斜撑55连接于下水平次梁53底部和中间连接杆54之间；斜撑55共有两根，且材料为角钢，增加下水平次梁53的刚度，防止倾覆破坏。
45.下水平次梁53的宽度大于逆变器6的宽度；
46.上水平次梁51和下水平次梁53之间形成安装空间，通过推动逆变器6在下水平次梁53上移动，形成上水平次梁51对逆变器6的安放状态和取出状态。安装空间的高度与逆变
器6的高度一致，或在逆变器6以及上水平次梁51、下水平次梁53之间设置卡件，以便上水平次梁51能够卡住逆变器6避免其掉落。
47.下水平次梁53包括支撑座531和支撑杆532；支撑杆532将两端的支撑座531连接，且支撑杆532与斜撑55连接。预留穿孔开设在贴近桩基础1的支撑座531上。
48.上水平次梁51采用角钢，放置在桩索连接结构2侧边，与挂架连接孔26位置对应。支撑座531采用两根角钢拼接而成，两侧的支撑座531之间设置富裕间距便于逆变器6在两侧的支撑座531之间移动。上水平次梁51和下水平次梁53之间通过角钢形成竖截面为一角为开口的长方形。端板21、顶板24耳板52采用不锈钢板；u型抱箍56采用热镀锌材料，通过预留穿孔将下水平次梁53固定在桩基础1上，用于承担水平荷载，避免挂架结构5的水平摆动。
49.请参阅图1-10，根据上述描述，在对桩索连接结构2的施工前，首先需要将桩基础1在陆上工厂制作完成和防腐处理后运往海上进行沉桩施工，其次再是对桩索连接结构2安装，其中桩索连接结构2的施工与安装方式如下：
50.桩索连接结构2、挂装结构5的各个构件按照设计要求在陆上完成加工、焊接和防腐处理后运至施工现场。
51.桩基础1桩顶的连接板和端板21通过外沿的开剖口进行熔透焊连接，促使桩索连接结构2树立在桩基础1桩顶，并调整承接板22内的横板221和纵板222位置，使得横板221与相邻的钢索处于同一平面内，通过横板221上的挂架连接孔26将钢索连接在桩索连接结构2上。施工索立柱3在工厂加工运往现场，通过螺栓螺母与顶板连接孔27连接从而固定在桩索连接结构2上，将工厂加工制作完成的索结构和光伏组件通过施工索立柱3逐一安装在海上光伏系统上，之后通过将施工索立柱3取下并移至下一个桩基础1上，进行索结构和光伏组件的继续安装，直至所有的索结构和光伏组件皆安装在海上光伏系统上。主横梁4在陆上完成加工、焊接和防腐处理后运至现场，通过螺栓螺母与顶板连接孔27连接从而固定在桩索连接结构2上，增加光伏系统整体稳定性。
52.挂架结构5通过耳板52与挂架连接孔26在螺栓螺帽的连接下固定在桩索连接结构2侧面，以及通过螺帽和u型抱箍56两凸脚上的螺纹配合，从而将挂架结构5固定在桩基础1上。在安装逆变器6时，将逆变器6放置在下水平次梁53上，通过推动逆变器6使其卡在上水平次梁51和下水平次梁53之间从而固定在挂架结构5上，以此完成综合桩索连接结构的安装。
53.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。