CN219930915U - 整体式海上光伏支撑平台结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了整体式海上光伏支撑平台结构体系，包括基础结构、以及在所述基础结构上设置与光伏组件连接的上部结构；所述基础结构包括多个桩基，以及连接设置在所述桩基之间的导管架；所述上部结构包括支撑平台，以及连接设置在所述支撑平台底部的立柱，并在所述立柱柱底设置上部连接结构；在所述桩基的桩顶设置基础连接结构，且所述基础连接结构内设置可与所述上部连接结构连接配合的导向承压部件。本实用新型通过将整个支承平台结构体系分隔构成独立整体的上部结构和基础结构，通过该两部分分别在陆上工厂加工组装后运输海上进行安装，整个支承平台结构体系因此仅在需在现场安装两次，不仅可以节省工程量，还能方便施工，加快施工进度。

Description

整体式海上光伏支撑平台结构体系

技术领域

本实用新型涉及海上光伏发电技术领域，具体涉及整体式海上光伏支撑平台结构体系。

背景技术

目前，传统能源短缺和自然环境恶化等问题日益严重，大力发展以光伏为主的新能源产业可以替代化石燃料。其中，海上光伏是新兴太阳能利用方向，近年来发展迅速。

但是，传统海上光伏是将单块光伏板安装到支架上再连接形成光伏阵列，且基础常采用独立的多个桩基础，导致现场施工工作量大、难度高、费用多等弊端。此外，安装上部结构时对沉桩精度要求很高。如若采用传统的海上风电导管架基础，虽精度能满足要求，但桩和导管架有重叠段，增加了基础的用钢量和灌浆的工作量，导致经济效益较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种相互独立构成整体、以及可将两部分整体快速连接安装的支撑平台结构体系。为此，本实用新型采用以下技术方案：

整体式海上光伏支撑平台结构体系，包括基础结构、以及在所述基础结构上设置与光伏组件连接的上部结构；所述基础结构包括多个桩基，以及连接设置在所述桩基之间的导管架；所述上部结构包括支撑平台，以及连接设置在所述支撑平台底部的立柱，并在所述立柱柱底设置上部连接结构；在所述桩基的桩顶设置基础连接结构，且所述基础连接结构内设置可与所述上部连接结构连接配合的导向承压部件，以使所述立柱与所述桩基之间呈快速式连接状态；同时所述基础结构与所述上部结构呈分体式的各整体结构状态或合体式一体连接状态。

进一步地：所述导管架包括泥上部分和泥下部分，所述泥上部分设置将所述桩基连接的桩间水平撑，以及交叉连接在相邻所述桩基之间的桩间斜撑。

进一步地：所述泥下部分设置将所述桩基连接的八角撑。

进一步地：所述支撑平台包括相互连接的横梁和纵梁，且所述支撑平台与水平面之间呈倾角设置。

进一步地：所述上部结构包括与所述立柱连接的柱间水平撑，所述支撑平台与所述立柱之间设置柱间斜撑。

进一步地：所述导向承压部件内贯通开设有导向孔，且在所述导向承压部件与所述桩基桩顶之间设置过渡段，以此形成连接空间；同时所述上部连接结构包括设置在所述立柱柱底的法兰，所述法兰上设置有与所述导向孔连接配合的导向插尖，且在所述法兰与所述导向承压部件上设置将两者相连的固定件。

进一步地：所述基础连接结构上设置可对所述桩基沉桩的连接部分，所述连接部分包括与所述桩基桩顶连接的加强板，且所述加强板横截面面积大于所述桩基桩顶部分的横截面面积；所述加强板顶端围绕在所述导向承压部件外部设置夹桩段，所述夹桩段可与液压振动锤连接配合。

进一步地：所述加强板底部与所述桩基外表面之间连接设置连接斜撑。

进一步地：所述上部结构的所述立柱柱顶设置梁柱连接结构，所述梁柱连接结构包括与所述横梁和所述纵梁连接配合的梁间连接件，并在所述梁间连接件顶部连接设置吊耳。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过将整个支承平台结构体系分隔构成独立整体的上部结构和基础结构，通过该两部分分别在陆上工厂加工组装后运输海上进行安装，整个支承平台结构体系因此仅在需在现场安装两次，不仅可以节省工程量，使得方便施工，还可加快施工进度。同时基础结构通过其布置的多方位导管架可进一步提高结构抗力，并且还采用具备沉桩功能的基础连接结构，在基础连接结构与上部连接结构的连接作用下可快速安装施工，从而保证整体结构的稳定性以及施工效率。

附图说明

图1为本实用新型整体式海上光伏支承平台结构体系正立面图；

图2为本实用新型整体式海上光伏支承平台结构体系平面图；

图3为本实用新型整体式海上光伏支承平台结构体系侧立面图；

图4为本实用新型支承平台结构平面图；

图5为本实用新型桩锤与桩顶快速连接装置正立面图；

图6为本实用新型上部结构与基础结构快速连接装置正立面图；

图7为本实用新型上部结构与基础结构快速连接装置平面图；

图8为本实用新型梁柱连接结构正立面图；

图9为本实用新型梁柱连接结构平面图；

图10为本实用新型梁柱连接结构侧立面图。

附图中的标记为：基础结构1、桩基11、导管架12、桩间水平撑121、桩间斜撑122、八角撑123、基础连接结构13、过渡段131、加强板133、夹桩段134、连接斜撑135、导向承压部件132、上部结构2、横梁211、纵梁212、支撑平台21、立柱22、柱间水平撑23、柱间斜撑24、上部连接结构25、法兰251、导向插尖252、梁柱连接结构26、下圆板261、上圆板262、十字劲板263、吊耳264、光伏组件3、液压振动锤4。

具体实施方式

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。

如图1-10所示，整体式海上光伏支撑平台结构体系，包括基础结构1、以及在基础结构1上设置与光伏组件3连接的上部结构2；基础结构1包括多个桩基11，以及连接设置在桩基11之间的导管架12；上部结构2包括支撑平台21，以及连接设置在支撑平台21底部的立柱22，并在立柱22柱底设置上部连接结构25；在桩基11的桩顶设置基础连接结构13，且基础连接结构13内设置可与上部连接结构25连接配合的导向承压部件132，以使立柱22与桩基11之间呈快速式连接状态；同时基础结构1与上部结构2呈分体式的各整体结构状态或合体式一体连接状态。

本实施例中，平台结构体系只分为两个部分，分别为上部结构2和基础结构1。需要说明的是，其一：上部结构2采用整体式结构，可因此在陆上即完成上部结构的加工制作、光伏组件3安装及上部结构2内部的线缆连接，上部结构2作为一个整体运输到现场后，安装到基础结构1上，上部结构2仅需安装一次，减少了现场施工作业工作量，加快海上施工速度。其二：基础结构1采用整体式结构，导管架12和桩基11作为一个整体，桩基11也同时作为导管架12的主腿，基础结构1在陆上完成加工制造和组装，然后作为一个整体运输到现场后，将四个液压振动锤4固定在四个桩基11的桩顶，利用液压振动锤4的振动，将导管架12和桩基11的整体一同沉入海床，基础结构1也仅需安装一次，减少了现场施工作业工作量，加快海上施工速度。

其次，由于导管架12和桩基11作为一个整体，桩基11也同时作为导管架12的主腿，形成整体结构共同抵抗荷载，因此不需要传统导管架基础的套筒，桩基11和导管架12也没有重叠段，桩基11和导管架12之间也不需要灌浆，大幅节省了基础材料用量。

本实施例中，桩基11采用一定厚度的钢管桩，优选共计设置四根，使桩基11之间组成矩形状，以此来将将上部荷载传递到地基土中。

其中，上部结构2朝南设置，分布在基础结构1上方，以使部结构2定点在海面之上；同时光伏组件3通过螺栓固定的方式固定在上部结构2的支撑平台21上。

如图1-3所示，具体的，导管架12包括设置在泥上部分将桩基11连接的桩间水平撑121，以及交叉连接在相邻桩基11之间的桩间斜撑122。

本实施例中，桩间水平撑121优选设置上下两道，其中上方的桩间水平撑121在水面以上，下方的桩间水平撑121在水面以下泥面以上；桩间水平撑121在桩基11之间呈菱形布置，用于基础的抗扭。同时，桩间斜撑122设置在两道桩间水平撑121之间，其中部分所在位置设置在水面以上，部分所在位置设置在水面以下，且桩间斜撑122之间呈“X”型布置，用于确保基础的抗水平力。因此泥上部分与传统的独立桩基础相比，设置了桩间斜撑122和桩间斜撑122后，基础的整体刚度大幅增大，基础的抗扭、抗水平力能力大幅增加。

如图1-3所示，其中，导管架12包括还包括设置在泥下部分将桩间水平撑121以及桩基11连接的八角撑123。

本实施例中的八角撑123设置在由基础结构1桩基11构成的四个面上，上端固定在下方的桩间水平撑121上，下端固定在桩基11上，主要分布在泥面以下；同时由桩基11所构成的每个面上的八角撑123各设置2根，呈“八”字型布置，与桩间水平撑121和桩间斜撑122共同增加基础结构1的整体刚度，用于形成对桩基11的水平约束，避免变形过大造成失稳。其中，桩基11在承受水平荷载时，其泥面以下3-5倍直径位置的弯矩最大，在此处设置了八角撑123后，桩身内力大幅改善，抗水平刚度也大幅增加。同时由于八角撑123的形状设计，八角撑123在沉桩时对土的阻力小，更便于沉桩。

如图5-7所示，具体的，导向承压部件132内贯通开设有导向孔，且在导向承压部件132与桩基11桩顶之间设置过渡段131，以此形成连接空间；同时上部连接结构25包括设置在立柱22柱底的法兰251，法兰251上设置有与导向孔连接配合的导向插尖252，且在法兰251与导向承压部件132上设置将两者相连的固定件。

其中，过渡段131在桩基11的桩顶，优选呈上小下大的的圆锥状，并且过渡段131可采用板件，并将连接空间设置在过渡段131的内部，由于连接空间可为空心，以便将具备导向、对中功能的导向插尖252快速***导向孔。导向承压部件132可采用法兰，以此在与法兰251连接时通过螺栓连接的方式更为便捷。

如图5-7所示，具体的，基础连接结构13上设置可对桩基11沉桩的连接部分，连接部分包括与桩基11桩顶连接的加强板133，且加强板133横截面面积大于桩基11桩顶部分的横截面面积；加强板133顶端围绕在导向承压部件132外部设置夹桩段134，夹桩段134可与液压振动锤4连接配合。

本实施例中，加强板133为圆板，其直径相比于桩基11的直径大。夹桩段134可采用板件结构，并与加强板133焊接连接，用于沉桩时液压振动锤4的夹持。且设置水平的加强板133或水平的法兰，不仅结构可靠，还可使受力均匀。

需说明的是，因上部结构2、基础结构1均为整体加工制作，其加工精度高，不依赖现场施工精度，上下结构之间采用螺栓连接，现场作业量小，连接效率更为迅速；同时，配合导向、对中的导向插尖252，即可实现上部结构2、基础结构1连接时的快速对中、***；并且，在基础连接结构13与上部连接结构25以及与液压振动锤4连接配合的夹桩结构互不影响，实现快速夹桩、快速沉桩施工。

其中，加强板133底部与桩基11外表面之间连接设置连接斜撑135，避免沉桩时局部变形过大。

如图1-4所示，具体的，支撑平台21包括相互连接的横梁211和纵梁212，且支撑平台21与水平面之间呈倾角设置。

本实施例中，横梁211采用C型钢、纵梁212采用矩形钢管，与横梁211垂直焊接布置，以使横梁211和纵梁212作为光伏组件3的主要承重构件，用于承受光伏组件3的荷载；同时支撑平台21与水平面呈一定角度且朝南设置，从而最大限度地利用光照资源，提高光伏组件3的发电量。

其中，上部结构2包括与立柱22连接的柱间水平撑23，支撑平台21与立柱22之间设置柱间斜撑24。

本实施例中，立柱22优选采用圆形钢管。柱间水平撑23采用圆形钢管，在立柱22围成的四个***平面内各设置一道，将相邻的立柱22连接。柱间斜撑24同样采用圆形钢管，设置在四个平面内，与柱间水平撑23一起共同提高上部结构2的整体刚度，避免失稳破坏。

如图8-10所示，具体的，上部结构2的立柱22柱顶设置梁柱连接结构26，梁柱连接结构26包括与横梁211和纵梁212焊接连接配合的梁间连接件，并在梁间连接件顶部连接设置吊耳264。

本实施例中，梁间连接件包括下圆板261、上圆板262，并在下圆板261、上圆板262之间设置十字劲板263；下圆板261与立柱22柱顶焊接，其直径稍大于立柱22，而上圆板262与下圆板261对应设置，两者圆板直径相同，同时通过十字劲板263增加梁柱连接结构26整体刚度，避免吊装过程中变形过大而导致局部失稳。

其中，吊耳264采用板式吊耳，为刚性结构，且在吊耳264四周没有障碍物，焊接在上圆板262上，用于连接吊车上的自动脱钩装置，便于快速吊装。

本实施例中，光伏组件3采用普通光伏板，其出厂前需要厂家进行海洋防腐处理。

请参阅图1-10，在对整体式海上光伏支撑平台结构体系进行海上施工前，需对基础结构1和上部结构2的所有钢结构杆件的外表面，喷涂海工重防腐涂料，同时光伏组件3也因在出厂前进行海洋防腐的抗盐雾处理，以进一步确保具有良好的防腐效果。该结构体系构件之间应多在陆上工厂完成焊接或螺栓连接，减少海上施工程序，降低施工难度和成本。在该结构体系进行海上施工时，具体步骤如下：

S1：在陆上预先进行基础结构1以及上部结构2的加工制造和组装，其中对上部结构2在陆上制作后与光伏组件3安装及线缆连接；

S2：将基础结构1通过运输船整体运输至目标施工海域的现场，液压振动锤4与夹桩段134连接，以此固定在桩基11上，利用液压振动锤4的振动实现桩基11的沉桩；

S3：对上部结构2采用施工船整体吊装，通过将具备导向、对中功能的导向插尖252在吊装作用下***导向承压部件132的导向孔内，并用螺栓将法兰251与导向承压部件132连接，从而使单独整体的基础结构1与上部结构2完成安装，以形成完整的支撑平台结构体系。

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。

Claims (9)

1.整体式海上光伏支撑平台结构体系，包括基础结构(1)、以及在所述基础结构(1)上设置与光伏组件(3)连接的上部结构(2)；其特征在于：所述基础结构(1)包括多个桩基(11)，以及连接设置在所述桩基(11)之间的导管架(12)；所述上部结构(2)包括支撑平台(21)，以及连接设置在所述支撑平台(21)底部的立柱(22)，并在所述立柱(22)柱底设置上部连接结构(25)；

在所述桩基(11)的桩顶设置基础连接结构(13)，且所述基础连接结构(13)内设置可与所述上部连接结构(25)连接配合的导向承压部件(132)；

同时所述基础结构(1)与所述上部结构(2)呈分体式的各整体结构状态或合体式一体连接状态。

2.根据权利要求1所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述导管架(12)包括泥上部分和泥下部分，所述泥上部分设置将所述桩基(11)连接的桩间水平撑(121)，以及交叉连接在相邻所述桩基(11)之间的桩间斜撑(122)。

3.根据权利要求2所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述泥下部分设置将所述桩基(11)连接的八角撑(123)。

4.根据权利要求1所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述支撑平台(21)包括相互连接的横梁(211)和纵梁(212)，且所述支撑平台(21)与水平面之间呈倾角设置。

5.根据权利要求1所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述上部结构(2)包括与所述立柱(22)连接的柱间水平撑(23)，所述支撑平台(21)与所述立柱(22)之间设置柱间斜撑(24)。

6.根据权利要求1所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述导向承压部件(132)内贯通开设有导向孔，且在所述导向承压部件(132)与所述桩基(11)桩顶之间设置过渡段(131)，以此形成连接空间；

同时所述上部连接结构(25)包括设置在所述立柱(22)柱底的法兰(251)，所述法兰(251)上设置有与所述导向孔连接配合的导向插尖(252)，且在所述法兰(251)与所述导向承压部件(132)上设置将两者相连的固定件。

7.根据权利要求1所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述基础连接结构(13)上设置可对所述桩基(11)沉桩的连接部分，所述连接部分包括与所述桩基(11)桩顶连接的加强板(133)，且所述加强板(133)横截面面积大于所述桩基(11)桩顶部分的横截面面积；

所述加强板(133)顶端围绕在所述导向承压部件(132)外部设置夹桩段(134)，所述夹桩段(134)可与液压振动锤(4)连接配合。

8.根据权利要求7所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述加强板(133)底部与所述桩基(11)外表面之间连接设置连接斜撑(135)。

9.根据权利要求4所述的整体式海上光伏支撑平台结构体系，其特征在于：所述上部结构(2)的所述立柱(22)柱顶设置梁柱连接结构(26)，所述梁柱连接结构(26)包括与所述横梁(211)和所述纵梁(212)连接配合的梁间连接件，并在所述梁间连接件顶部连接设置吊耳(264)。