CN208441122U - 一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统 - Google Patents

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吴继亮
糜文杰
梁甜
陈加兴
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Abstract

本实用新型公开了一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,包括PHC预制桩和钢丝绳,所述钢丝绳的一端通过抱箍或对穿孔与所述PHC预制桩固定连接,另一端与光伏电站的浮筒固定连接,所述PHC预制桩的下端锚固在水底泥土中,所述PHC预制桩的上端位于泥面之上。本实用新型采用PHC预制桩和钢丝绳来锚固漂浮式光伏电站不仅能够确保光伏电站的平稳安全运行,还大大简化了施工工艺,且PHC预制桩水下施工工艺简单,能够大幅度地节约施工成本。通过预留钢丝绳长度来考虑水位变化和泥面高程变化,当水位变化时,漂浮式光伏电站能够随水位上下浮动,当存在风荷载时,钢丝绳能够将水平作用力传递至水下锚固桩,从而将漂浮式光伏电站的位移限定在一定范围内。

Description

一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统
技术领域
本实用新型属于水上漂浮式光伏电站技术领域,具体涉及一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,可广泛运用于水上漂浮式光伏电站的锚固。
背景技术
在过去的几年里面,我国光伏电站主要建设在甘肃和新疆等一马平川的戈壁滩地区,场区光照充足且地形条件简单利于陆上光伏电站建设。因为这些区域不是电力负荷中心,随着光伏装机容量的增大,受电网消纳和送出等条件制约,西北地区已经产生了严重的弃光现象。在山东、江苏、河北和湖南等用电负荷中心.受土地资源条件的限制,可用于开发光伏电站的陆上土地资源越来越少,被迫往水上漂浮式光伏电站发展。
我国水上漂浮式光伏电站尚处于起步阶段,由于水上光伏电站具有不占用土地资源的优越条件,是未来光伏电站发展的一个趋势。水上光伏电站是利用漂浮浮筒固定光伏组件发电,漂浮浮筒通过水下锚固系统进行固定。目前常用的岸边牵引式锚固系统只能用于水域面积较小的区域,限制了大规模水上光伏电站的发展。
实用新型内容
针对上述问题,本实用新型提供一种可靠的水下桩基系泊系统,在风荷载、水流力和水位变化等作用下,光伏组件和浮筒等设施能上下浮动,确保光伏电站的平稳安全运行。具体技术方案如下。
一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,包括PHC预制桩和钢丝绳,所述钢丝绳的一端与所述PHC预制桩固定连接,另一端与光伏电站的浮筒固定连接,所述PHC预制桩的下端锚固在水底泥土中,所述PHC预制桩的上端位于泥面之上。
PHC预制桩,即预应力高强度混凝土管桩。单桩承载力高,由于PHC 管桩桩身混凝土强度高,可打入密实的土层,由于挤压作用,桩端承载力可比原状土质提高70% ~80% ,桩侧摩阻力提高20%~40% 。因此,PHC 管桩承载力设计值要比同样直径的沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高。沉桩质量可靠 PHC 管桩是工厂化、专业化、标准化生产,桩身质量可靠;运输吊装方便,接桩快捷;机械化施工程度高,操作简单,易控制;在承载力,抗弯性能、抗拨性能上均易得到保证;直接成本通过对多项工程实例的总结和分析,PHC 管桩的单位承载力造价在诸多桩型中是较便宜的一种。采用PHC预制桩和钢丝绳来锚固漂浮式光伏电站不仅能够确保光伏电站的平稳安全运行,还大大简化了施工工艺,且PHC预制桩水下施工工艺简单,能够大幅度地节约施工成本。本技术方案通过预留钢丝绳长度来适应所在区域的水位变化和泥面高程变化,当水位变化时,漂浮式光伏电站能够随水位上下浮动,当存在风荷载和水流荷载等水平荷载时,通过上风向钢丝绳张紧能够将水平作用力传递至水下锚固桩,漂浮平台下风向一侧钢丝绳处于松弛状态,上风向一侧钢丝绳处于张紧状态,通过预留钢丝绳的长度裕量,从而将漂浮式光伏电站的位移限定在一定范围内。
进一步地,所述PHC预制桩上固定有抱箍,所述抱箍包括两个半片抱箍,两个半片抱箍通过螺栓连接紧固在所述PHC预制桩上,所述钢丝绳的端部穿过所述PHC预制桩和所述螺栓中段之间的间隙后通过钢丝绳夹栓在抱箍上。所述抱箍、钢丝绳、钢丝绳夹具均为可拆卸结构,抱箍位置可根据锚固桩位置及露出泥面高度上下调节。
进一步地,所述半片抱箍设置有加劲板,所述加劲板垂直于所述半片抱箍的板面,加劲板的设置能够提高抱箍的结构平面外刚度,提高结构可靠性。
进一步地,在所述PHC预制桩的轴向上根据项目需要固定有一个或两个所述抱箍。这样可以根据具体的需要来进行单边、两边、三边或四边连接钢丝绳,根据需要来实现一个方向或多个方向的锚固。
进一步地,所述PHC预制桩上预留有对穿孔,所述钢丝绳的端部穿过所述对穿孔后通过钢丝绳夹栓在PHC预制桩上。采用此种固定方式,能够大大地简化施工工艺,现场施工时只需要使用钢丝绳夹即可将钢丝绳固定在PHC预制桩上。
进一步地,在所述PHC预制桩的轴向上根据项目需要预留有一个或两个以上的对穿孔,所述穿孔(7)可根据锚固需要按不同方向在PHC预制桩(1)轴向上上下错开等间距布置。可进行单边、两边、三边或四边连接钢丝绳,根据需要来实现一个方向或多个方向的锚固。
进一步地,所述水下桩基系泊系统设置于漂浮式光伏电站漂浮平台的四周。
本实用新型利用钢丝绳及夹具、抱箍、预制桩桩基形成力学传递体系,实现了漂浮式光伏电站的水下锚固,为水上漂浮式光伏电站的安全运行提供了保障,本方案具有以下优点:
1.钢丝绳长度考虑水位变化和泥面高程变化,根据环境使用情况预留钢丝绳长度裕量,当水位和泥面高程发生变化时,漂浮光伏电站能够随水位的变化而浮动。
2.利用PHC预制桩抗拔,预制桩水下施工工艺简单,施工速度快,施工质量可靠,预制桩可在岸边和水域区域底部进行成桩,运用范围广。
3.钢丝绳与预制桩采用抱箍过度连接,钢丝绳一端固定于抱箍上,另外一端固定于漂浮的浮筒上,钢丝绳端头靠钢丝绳夹固定,此连接方式简单,现场安装方便,传力明确。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的水下桩基系泊系统的立面示意图;
图2是本实用新型实施例1的水下桩基系泊系统的水平截面示意图;
图3是本实用新型实施例2的水下桩基系泊系统的立面示意图;
图4是本实用新型实施例2的水下桩基系泊系统的水平截面示意图。
图中:1-PHC预制桩;2-抱箍;3-钢丝绳;4-钢丝绳夹;5-加劲板;6-螺栓;7-对穿孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
参见图1-2,一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,包括PHC预制桩1、抱箍2和钢丝绳3,PHC预制桩1上固定有抱箍2,抱箍2包括两个半片抱箍,两个半片抱箍通过螺栓6连接紧固在所述PHC预制桩1上,所述钢丝绳3的一个端部穿过所述PHC预制桩和所述螺栓6中段之间的间隙后通过钢丝绳夹4栓在抱箍2上,另一端与光伏电站的浮筒(未图示)固定连接,所述PHC预制桩1的下端锚固在水底泥土中,所述PHC预制桩1的上端位于泥面之上。
优选地,半片抱箍设置有两个加劲板5,所述加劲板5垂直于所述半片抱箍的板面。加劲板5的设置能够提高抱箍的平面外刚度,提高结构的可靠性。
优选地,在所述PHC预制桩1的轴向上根据项目需要设置一个或两个所述抱箍,两个抱箍需要上下错开布置。这样可以根据具体的需要来进行单边、两边、三边或四边连接钢丝绳,根据需要来实现一个方向或多个方向的锚固。
施工时,采用静压或锤击施工PHC预制桩,预制桩直径、设置间距及入土深度可根据力学计算确定,为方便桩基施工和后续桩顶抱箍和钢丝绳连接,桩长一般宜大于施工区域水深。
在桩顶潜水之前,安装抱箍、连接螺栓和钢丝绳,抱箍由一对半片抱箍组成,抱箍水平通过4个连接螺栓固定,抱箍和加劲板在工厂焊接,现场只进行螺栓连接,抱箍中心线距离桩顶垂直距离约500mm。
在抱箍连接螺栓拧紧之前,安装钢丝绳,松弛的钢丝绳穿过螺栓和PHC预制桩之间的间隙,通过连接螺栓抗剪抵抗钢丝绳产生的拉力,钢丝绳采用镀锌钢丝绳,其直径和螺栓型号通过力学计算确定,钢丝绳端部通过钢丝绳夹固定。
在安装完成抱箍、钢丝绳及钢丝绳夹等工序后,继续沉桩至设计标高,桩顶露出泥面宜≥1m,最终桩长需要根据水深和承载力计算等因素确定。
水下桩基锚固系泊系统所采用构件均可根据使用环境进行设计,如钢丝绳的预留长度可根据项目所在区域的泥面高程和水位高程进行调整,钢丝绳的直径和基桩长度可根据受力计算确定。一对抱箍可实现单侧或双侧张拉钢丝绳,两对抱箍上下错开布置可实现三边或四边张拉钢丝绳。该锚固系统能够适应于不同环境状况,能广泛运用于水上漂浮式光伏电站。
实施例2
参见图3-4,一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,包括PHC预制桩1和钢丝绳3,PHC预制桩1上预留有对穿孔7,钢丝绳3的一个端部穿过所述对穿孔7后通过钢丝绳夹4栓在PHC预制桩1上,另一端与光伏电站的浮筒(未图示)固定连接,所述PHC预制桩1的下端锚固在水底泥土中,所述PHC预制桩1的上端位于泥面之上。
采用此种固定方式,能够大大地简化施工工艺,现场施工时,在桩顶潜水之前只需要使用钢丝绳夹即可将钢丝绳固定在PHC预制桩上。桩长一般宜大于施工区域水深。
优选地,在所述PHC预制桩1的轴向上根据项目需要预留有一个或两个以上对穿孔7。这样可实现可进行单边、两边、三边或四边连接钢丝绳,根据需要来实现一个方向或多个方向的锚固。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是局限性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,包括PHC预制桩(1)和钢丝绳(3),所述钢丝绳(3)的一端与所述PHC预制桩(1)固定连接,另一端与光伏电站的浮筒固定连接,所述PHC预制桩(1)的下端锚固在水底泥土中,所述PHC预制桩(1)的上端位于泥面之上。
2.根据权利要求1所述的一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,其特征在于,所述PHC预制桩(1)上固定有抱箍(2),所述抱箍(2)包括两个半片抱箍,两个半片抱箍通过螺栓(6)连接紧固在所述PHC预制桩(1)上,所述钢丝绳(3)的端部穿过所述PHC预制桩(1)和所述螺栓(6)中段之间的间隙后通过钢丝绳夹(4) 栓在所述抱箍(2)上。
3.根据权利要求2所述的一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,其特征在于,所述半片抱箍设置有加劲板(5),所述加劲板(5)垂直于所述半片抱箍的板面。
4.根据权利要求2所述的一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,其特征在于,在所述PHC预制桩(1)的轴向上固定有两个所述抱箍(2)。
5.根据权利要求1所述的一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,其特征在于,所述PHC预制桩(1)上预留有对穿孔(7),所述钢丝绳(3)的端部穿过所述对穿孔(7)后通过钢丝绳夹(4) 栓在所述PHC预制桩(1)上。
6.根据权利要求5所述的一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,其特征在于,在所述PHC预制桩(1)的轴向上预留有至少两个对穿孔(7)。
7.根据权利要求1或2或5所述的一种漂浮式光伏电站的水下桩基系泊系统,其特征在于,所述水下桩基系泊系统设置于漂浮式光伏电站漂浮平台的四周。
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