CN220935052U - 一种大跨度海上光伏桁架式支架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大跨度海上光伏桁架式支架结构，在光伏发电区域内的支架桩桩顶设置桁架，整体所述桁架包括沿支架桩布置方向拼接设置的多个独立部，所述桁架的顶部设置有支架，且所述支架上安装有光伏组件，以使支架及光伏组件在桁架上形成稳态支承状态；所述支架桩与桁架之间设置竖向与水平向分别调节的桩基连接结构，所述桩基连接结构在竖向方向上设置承接支架桩与桁架的中间连接件。本实用新型经由竖向以及水平向可调节的桩基与桁架之间的连接结构，不仅对打桩竖向精度要求较低，可降低在海上桩基施工的施工要求以便于支架安装，还可确保在桩基发生水平向偏位后，桁架仍可以正常安装在桩顶，从而降低施工难度，确保项目正常推进。

Description

一种大跨度海上光伏桁架式支架结构

技术领域

本实用新型涉及海上光伏发电技术领域，具体涉及一种大跨度海上光伏桁架式支架结构。

背景技术

海上光伏结构，相对于陆上光伏结构而言，施工期间和运营期间除了受到风荷载影响外，还需要考虑波流荷载的作用，且相对陆上光伏支架基础，海上光伏的主导荷载转变为波流荷载。

传统的光伏支架结构，上部采用光伏组件的固定式光伏支架结构，下部采用光伏支架桩，这种方式连接结构简单，陆上光伏采用该方案时经济性较好，但是用于海上时存在以下问题：(1)桩基使用量大，容易对海洋及滩涂生态环境的生态环境造成破坏，从而对环境有较大的影响；(2)海洋光伏结构相对于陆上光伏结构而言，其控制荷载由风荷载控制转变为波流荷载控制，对于桩基的开裂弯矩和设计弯矩提出了更高的需求，进而导致单桩成本激增，传统的支架型式无法满足海洋项目的经济性需求；(3)海洋环境中波流较大，容易产生桩基偏位问题，同时滩涂及近海区域土质较为松软，桩基施工过程容易产生较大的竖向位移偏差，导致后续无法正常安装。因此，在上述问题下对于海上光伏支架结构的稳定性以及适应性提出了考验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种适用于大跨度海上光伏且能够降低安装精度要求的桁架式支架结构。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种大跨度海上光伏桁架式支架结构，在光伏发电区域内的支架桩桩顶设置桁架，整体所述桁架包括沿支架桩布置方向拼接设置的多个独立部，所述桁架的顶部设置有支架，且所述支架上安装有光伏组件，以使支架及光伏组件在桁架上形成稳态支承状态；所述支架桩与桁架之间设置竖向与水平向分别调节的桩基连接结构，所述桩基连接结构在竖向方向上设置承接支架桩与桁架的中间连接件，所述中间连接件上设置有配合第一锁止件限位调节的锁止部，所述支架桩与桁架之间设置竖向调节间隔，以使桁架在两侧支架桩上呈水平状态，所述中间连接件顶部设置连接板，所述连接板与桁架之间通过第二锁止件连接，连接板上开设有与第二锁止件配合的水平调向部。

进一步地：所述桁架的独立部包括弦杆和腹杆，所述腹杆连接于弦杆的上弦杆与下弦杆之间，所述上弦杆用于与支架相连接，所述下弦杆用于与桩基连接结构相连接。

进一步地：相邻所述独立部的弦杆之间相连接设置有弦杆连接部，且相邻独立部的腹杆之间相连接设置有腹杆连接部。

进一步地：所述弦杆连接部与腹杆连接部皆设置有折角板，所述折角板覆盖在与之配合的弦杆或腹杆外表面，所述折角板上设置有与弦杆或腹杆连接的对穿固定件，且在所述折角板的折角部上设置螺栓连接。

进一步地：所述中间连接件设置于支架桩的外部，所述支架桩外表面上设置有抱箍板，所述第一锁止件设置于抱箍板的耳板上，并与中间连接件相连接。

进一步地：所述下弦杆在竖向方向上贯通设置有预留槽，所述预留槽与水平调向部之间相互连通且与第二锁止件配合，所述下弦杆在其上部设置有U型盖板，所述U型盖板上开设有与第二锁止件配合的通孔。

进一步地：所述水平调向部两侧端部之间具有调向空间，且水平调向部的中间段呈弧形。

进一步地：所述支架包括倾斜设置的斜梁，所述斜梁的下方连接有立柱，所述立柱与上弦杆相连接，所述立柱与斜梁之间连接设置有斜撑，所述光伏组件设置于斜梁上，光伏组件与斜梁之间承接设置有檩条。

进一步地：所述支架与上弦杆之间连接有支架连接结构，所述支架连接结构包括与支架连接的立杆，所述立杆底部设置底板，所述底板与上弦杆之间通过U型的螺栓连接。

进一步地：所述锁止部包括开设在中间连接件上间隔布置的若干预留孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过桁架改变了常规支架桩与支架直接相连的方式，可在相邻支架桩之间安装多个支架，从而实现减少桩基使用量的目的，节约项目成本；并且通过拼接结构形式的桁架可将多跨桁架相互连接起来，可使桁架桩基共用减少桩基使用量。本实用新型经由竖向以及水平向可调节的桩基与桁架之间的连接结构，不仅对打桩竖向精度要求较低，可降低在海上桩基施工的施工要求以便于支架安装，还可确保在桩基发生水平向偏位后，桁架仍可以正常安装在桩顶，从而降低施工难度，确保项目正常推进；同时还可达到桩基防沉降的目的。

附图说明

图1为本实用新型整体结构的立面图；

图2为本实用新型局部结构的立面图；

图3为本实用新型的整体结构的平面图；

图4为本实用新型桁架结构的示意图；

图5为本实用新型弦杆间连接节点处A-A的剖面图；

图6为本实用新型腹杆间连接节点处B-B的剖面图；

图7为本实用新型支架斜撑连接节点示意图；

图8为本实用新型斜梁与立杆的连接节点示意图；

图9为本实用新型斜梁与斜撑的连接节点示意图；

图10为本实用新型支架桩与桁架的连接节点示意图；

图11为本实用新型支架桩与桁架的连接节点平面图；

图12为本实用新型桩基与桁架的连接节点平面图；

图13为本实用新型桩基与桁架的连接结构立面图；

图14为本实用新型桁架与支架梁的连接节点示意图；

图15为本实用新型桁架与支架的连接节点示意图；

图16为本实用新型支架与檩条的连接节点示意图；

图17为本实用新型檩条与光伏组件的连接节点主视图；

图18为本实用新型檩条与光伏组件的连接节点侧视图。

附图中的标记为：1－桁架、11－弦杆、111－上弦杆、112－下弦杆、113－预留槽、12－腹杆、121－竖腹杆、122－斜腹杆、13－弦杆连接部、131－折角钢板、132－第一对穿螺栓、133－第一连接螺栓、14－腹杆连接部、141－折角钢板、142－第二对穿螺栓、143－第二连接螺栓、2－支架、21－立柱、22－斜撑、23－斜梁、3－檩条、4－光伏组件、5－支架桩、61－桩基连接结构、611－抱箍板、612－第一锁止件、613－中间连接件、614－连接板、615－U型盖板、616－第二锁止件、617－锁止部、618－水平调向部、619－通孔、62－支架梁连接结构、621－第一U型螺栓、622－第一方钢立杆、623－第一连接钢板、63－支架杆连接结构、631－第二U型螺栓、632－第二方钢立杆、633－第二连接钢板、64－檩条连接结构、641－角钢板、65－组件连接结构、651－第三U型螺栓、652－T型压板、653－第三连接钢板。

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。

本实施例提供一个海上光伏发电场，光伏场区水深为3-5m，50年一遇波高3.5m，海上光伏采用沿桁架1的方向跨度为24m，沿檩条3的方向跨度为6.5m的桁架支架结构，支架桩5采用PHC-600-130C管桩，该桁架支架结构的用桩量为传统9桩光伏支架用桩量的20％。

如图1-18所示，一种大跨度海上光伏桁架式支架结构，在光伏发电区域内的支架桩5桩顶设置桁架1，整体桁架1将共用且由该光伏发电区域内的支架桩5对整体桁架1进行支承，以减少支架桩5的使用量，整体桁架1包括沿支架桩5布置方向拼接设置的多个独立部，桁架1的顶部设置有支架2，每段支架桩5之间的桁架1上部可安装三个支架2，且支架2上安装有光伏组件4，且两侧的支架2之间安装四根檩条3，通过檩条连接结构64连接，以使支架2及光伏组件4在桁架1上形成稳态支承状态，光伏组件4安装在檩条3上，通过组件连接结构65连接，将南北向支架桩5通过桁架1连接，提升支架2的整体性和结构稳定性；支架桩5与桁架1之间设置竖向与水平向分别调节的桩基连接结构61，桩基连接结构61在竖向方向上设置承接支架桩5与桁架1的中间连接件613，中间连接件613上设置有配合第一锁止件612限位调节的锁止部617，支架桩5与桁架1之间设置竖向调节间隔，由此可使打桩竖向精度要求较低，从而降低在海上支架桩5施工的施工要求，便于支架2安装，若支架桩5发生沉降时，可通过调整第二锁止件616所连接在中间连接件613上的位置来抬升支架2高度，从而达成桩基防沉降的目的；中间连接件613顶部设置连接板614，连接板614与桁架1之间通过第二锁止件616连接，连接板614上开设有与第二锁止件616配合的水平调向部618，以此即便支架桩5发生水平向偏位后，桁架1仍可正常安装在支架桩5桩顶。

其中，第一锁止件612与第二锁止件616皆可采用螺栓以此来进行连接固定。

如图1-6和10-11所示，具体的，桁架1的独立部包括弦杆11和腹杆12，腹杆12连接于弦杆11的上弦杆111与下弦杆112之间，上弦杆111用于与支架2相连接，下弦杆112用于与桩基连接结构61相连接；腹杆12包括竖腹杆121和斜腹杆122。其中，相邻独立部的弦杆11之间相连接设置有弦杆连接部13，且相邻独立部的斜腹杆122之间相连接设置有腹杆连接部14。弦杆连接部13与腹杆连接部14皆设置有折角板，折角板覆盖在与之配合的弦杆11或腹杆12外表面，折角板上设置有与弦杆11或腹杆12连接的对穿固定件，且在折角板的折角部上设置螺栓连接。

本实施例中，弦杆连接部13包括配对设置的第一折角钢板131、第一对穿螺栓132和第一连接螺栓133，第一折角钢板131与弦杆11尺寸相适配，第一对穿螺栓132穿过两侧的第一折角钢板131与弦杆11将第一折角钢板131与弦杆11连接，并以此使得弦杆连接部13与两段弦杆11连接，第一折角钢板131之间另安装两个第一连接螺栓133固定。腹杆连接部14与弦杆连接部13的连接方式基本相同，腹杆连接部14包括配对设置的第二折角钢板141、第二对穿螺栓142和第二连接螺栓143，来使两段斜腹杆122相互连接固定。

如图9-12所示，具体的，中间连接件613设置于支架桩5的外部，支架桩5外表面上设置有抱箍板611，中间连接件613设置于两侧抱箍板611的耳板之间，同时第一锁止件612连接设置于抱箍板611的耳板上，并穿过耳板与中间连接件613相连接。

具体的，下弦杆112在竖向方向上贯通设置有预留槽113，预留槽113优选在开设时具有一定可供第二锁止件616移动的余量，且预留槽113的开设方向与水平调向部618开设方向相互垂直，预留槽113与水平调向部618之间相互连通且与第二锁止件616配合，下弦杆112在其上部设置有U型盖板615，U型盖板615上开设有与第二锁止件616的杆体配合的通孔619。

如图10-13所示，具体的，锁止部617包括开设在中间连接件613上的若干预留孔，预留孔在竖向方向上间隔布置，可由此调节桁架1的高度，以此通过选用中间连接件613上不同的预留孔来控制支架桩5上的桁架1保持水平。

具体的，水平调向部618两侧端部之间具有调向空间，且水平调向部618的中间段呈弧形(如图11-12所示)，通过水平调向部618可调节桁架1在水平方向上的位置，其中水平调向部618中间段的预留长度决定了桁架1在水平方向上的调节位置与距离。

如图1-3和14-18所示，本实施例还提供一种可快速拆装的支架，该支架可将光伏组件4在海上实现快速的安装与拆除，从而确保快速施工，保障后期运维工作的开展。

如图1-3和7-9所示，具体的，支架2包括倾斜设置的斜梁23，斜梁23的下方连接有立柱21，立柱21与上弦杆111相连接，光伏组件4设置于斜梁23上，光伏组件4与斜梁23之间承接设置有檩条3，立柱21与斜梁23之间通过螺栓连接设置有斜撑22。其中，斜撑22采用C型槽钢，通过螺栓将两根C型槽钢连接在一起。

如图14-15所示，具体的，支架2与上弦杆111之间连接有支架连接结构，支架连接结构包括支架梁连接结构62和支架杆连接结构63，并以此将支架2连接在上弦杆111上，支架连接结构包括与支架2连接的立杆，立杆底部设置底板，底板与上弦杆111之间通过U型的螺栓连接。其中，底板可采用钢板。

本实施例中，基于上述内容，支架梁连接结构62包括第一U型螺栓621、第一方钢立杆622和第一连接钢板623，第一方钢立杆622与第一连接钢板623通过焊接连接，支架梁连接结构62的第一连接钢板623通过第一U型螺栓621安装在桁架1的上弦杆111上，支架2的斜梁23通过螺栓安装在第一方钢立杆622上。支架杆连接结构63的连接形式与支架梁连接结构62基本相同，支架杆连接结构63包括第二U型螺栓631、第二方钢立杆632和第二连接钢板633，第二方钢立杆632与第二连接钢板633通过焊接连接，支架梁连接结构63的第二连接钢板633通过第二U型螺栓631安装在桁架1的上弦杆111上；与支架梁连接结构62不同的是，支架2的斜撑22通过螺栓连接并以此安装在第二方钢立杆632上，支架2的立柱21之间通过螺栓连接固定，并且立柱21和与第二方钢立杆632连接的螺栓共用来将立柱21连接更为牢固。

如图16所示，本实施例中，檩条连接结构64包括L型的角钢板641，角钢板641的两端突出部分通过螺栓分别与斜梁23和檩条3连接，以使角钢板641将斜梁23和檩条3进行连接。

如图17-18所示，本实施例中，组件连接结构65包括第三U型螺栓651、T型压板652和第三连接钢板653，在光伏组件4上开设有放置T型压块652的卡槽，同时T型压块652与第三连接钢板653皆上开设有仅供第三U型螺栓651的凸出端通过的孔道，且第三连接钢板653设置于檩条3的下方，从而通过第三U型螺栓651、T型压板652和第三连接钢板653将两块光伏组件4安装在檩条3上。

请参阅图1-18，在大跨度海上光伏桁架式支架结构海上安装时，具体步骤如下：

S1：根据设计图纸要求，在岸上完成桁架1、支架2、檩条3、光伏组件4、支架桩5和相应部位连接结构的预制；

S2：根据设计提供桩基位置及沉桩要求，完成支架桩5的沉桩工作；

S3：在支架桩5顶部通过两道抱箍板611以及第一锁止件612完成桩基连接结构61的安装，然后在桩基连接结构61的连接板614上部完成桁架1吊装，通过U型盖板615和第二锁止件616将支架桩5与桁架1的下弦杆112连接起来；

S4：在桁架1的上弦杆111上安装支架2，通过支架梁连接结构62与支架杆连接结构63上的第一U型螺栓621和第二U型螺栓631，来使支架2安装在桁架1上的预安装位置处；

S5：在支架2上安装4根檩条3，通过檩条连接结构64将斜梁23与檩条3连接起来并进行螺栓固定；

S6：在檩条3上安装光伏组件4，通过组件连接结构65进行固定，以此使大跨度海上光伏桁架式支架结构安装完成。

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 (10)

1.一种大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：在光伏发电区域内的支架桩(5)桩顶设置桁架(1)，整体所述桁架(1)包括沿支架桩(5)布置方向拼接设置的多个独立部，所述桁架(1)的顶部设置有支架(2)，且所述支架(2)上安装有光伏组件(4)；

所述支架桩(5)与桁架(1)之间设置竖向与水平向分别调节的桩基连接结构(61)，所述桩基连接结构(61)在竖向方向上设置承接支架桩(5)与桁架(1)的中间连接件(613)，所述中间连接件(613)上设置有配合第一锁止件(612)限位调节的锁止部(617)，所述支架桩(5)与桁架(1)之间设置竖向调节间隔，所述中间连接件(613)顶部设置连接板(614)，所述连接板(614)与桁架(1)之间通过第二锁止件(616)连接，连接板(614)上开设有与第二锁止件(616)配合的水平调向部(618)。

2.根据权利要求1所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述桁架(1)的独立部包括弦杆(11)和腹杆(12)，所述腹杆(12)连接于弦杆(11)的上弦杆(111)与下弦杆(112)之间，所述上弦杆(111)用于与支架(2)相连接，所述下弦杆(112)用于与桩基连接结构(61)相连接。

3.根据权利要求2所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：相邻所述独立部的弦杆(11)之间相连接设置有弦杆连接部(13)，且相邻独立部的腹杆(12)之间相连接设置有腹杆连接部(14)。

4.根据权利要求3所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述弦杆连接部(13)与腹杆连接部(14)皆设置有折角板，所述折角板覆盖在与之配合的弦杆(11)或腹杆(12)外表面，所述折角板上设置有与弦杆(11)或腹杆(12)连接的对穿固定件，且在所述折角板的折角部上设置螺栓连接。

5.根据权利要求1或2所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述中间连接件(613)设置于支架桩(5)的外部，所述支架桩(5)外表面上设置有抱箍板(611)，所述第一锁止件(612)设置于抱箍板(611)的耳板上，并与中间连接件(613)相连接。

6.根据权利要求2所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述下弦杆(112)在竖向方向上贯通设置有预留槽(113)，所述预留槽(113)与水平调向部(618)之间相互连通且与第二锁止件(616)配合，所述下弦杆(112)在其上部设置有U型盖板(615)，所述U型盖板(615)上开设有与第二锁止件(616)配合的通孔(619)。

7.根据权利要求1所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述水平调向部(618)两侧端部之间具有调向空间，且水平调向部(618)的中间段呈弧形。

8.根据权利要求2所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述支架(2)包括倾斜设置的斜梁(23)，所述斜梁(23)的下方连接有立柱(21)，所述立柱(21)与上弦杆(111)相连接，所述立柱(21)与斜梁(23)之间连接设置有斜撑(22)，所述光伏组件(4)设置于斜梁(23)上，光伏组件(4)与斜梁(23)之间承接设置有檩条(3)。

9.根据权利要求2所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述支架(2)与上弦杆(111)之间连接有支架连接结构，所述支架连接结构包括与支架(2)连接的立杆，所述立杆底部设置底板，所述底板与上弦杆(111)之间通过U型的螺栓连接。

10.根据权利要求1所述的大跨度海上光伏桁架式支架结构，其特征在于：所述锁止部(617)包括开设在中间连接件(613)上间隔布置的若干预留孔。