一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构及安装方法与流程

本发明涉及海上悬索光伏支架，具体涉及一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构及安装方法。

背景技术：

1、海上光伏服役环境相比于陆上而言，结构不仅要承受更大的风荷载，桩基基础还面临波浪、潮流、海冰等水平荷载作用。因此，常采用大跨度结构减少桩基础的使用。海上悬索光伏的锚固结构，一般采用单桩式锚固结构或预制混凝土承台式锚固结构。在单桩式锚固结构中需要大桩身截面才能抵抗锚固水平力。

2、而传统预制混凝土承台式的锚固结构，采用斜桩式结构将两个斜桩插入承台预留孔道内，桩与承台间的间隙小，导致灌浆料难以进入间隙，使得灌浆施工困难、灌浆结构不可靠。而且由于承台底面需落在泥面上，承台顶面需出水面，所以承台高度高、宽度大，导致承台混凝土用量大、重量大，所以传统预制混凝土承台式锚固结构制作费和施工费都较高。同时传统预制混凝土承台式的锚固结构在承台上又设置了上部桩体，索体与上部桩体连接，上部桩体与承台间有需要通过灌浆连接，这就会不仅增加上部桩体安装、灌浆连接的施工工序，还会使得施工过程复杂、施工费用过高。因此，有必要设计一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，来解决上述锚固结构所面临的实际工程问题。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于，提供一种不仅受力合理、安全可靠，还减轻锚固结构重量的连接帽式锚固结构。为此，本发明采用以下技术方案：

2、一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，包括桩基础以及与桩基础上部相连的连接帽，所述桩基础设有相邻布置的直桩和斜桩，所述斜桩桩轴线相对于直桩桩轴线朝靠近直桩桩顶侧倾斜；所述连接帽内部开设上下贯通的预留空间，所述预留空间的下部区域内分隔设置预留直桩空间和预留斜桩空间，所述预留空间的上部区域内设有将预留直桩空间和预留斜桩空间连通的预留灌浆空间，所述直桩桩顶穿过预留直桩空间伸入预留灌浆空间内，所述斜桩桩顶穿过预留斜桩空间和预留灌浆空间伸出至连接帽顶部，所述斜桩在其桩顶端设置拉环结构，用于通过斜拉索连接海上悬索光伏支架的边跨支撑基础；所述连接帽内设有通过预留灌浆空间将直桩和斜桩联合的灌浆体，以使直桩和斜桩固结为整体形成共同受力状态，所述预留直桩空间和预留斜桩空间内设有柔性截流结构。

3、进一步地：所述预留灌浆空间在预留直桩空间上方预先设置有连接件，所述连接件与直桩桩顶端平齐且相互接触。

4、进一步地：所述柔性截流结构在预留直桩空间和预留斜桩空间的顶部或底部设置橡胶结构，所述橡胶结构上设有固定部和柔性折弯部，所述固定部上设有与连接帽连接的锚栓，所述柔性折弯部可与直桩和斜桩桩周表面抵接。

5、进一步地：与所述直桩相配合的柔性截流结构设置于预留直桩空间顶部，与所述斜桩相配合的柔性截流结构设置于预留斜桩空间底部。

6、进一步地：所述预留直桩空间底部设有扩口状的第一梯度导向部，所述预留斜桩空间顶部设有扩口状的第二梯度导向部。

7、进一步地：所述预留直桩空间的内径大于直桩外径，所述预留斜桩空间的内径大于斜桩外径。

8、进一步地：所述拉环结构上设置与斜桩桩顶配合的桩端板，所述桩端板与斜桩桩顶通过螺栓连接。

9、进一步地：所述桩端板上设有与斜拉索连接的拉板，所述拉板与斜桩桩轴线之间具有倾角。

10、进一步地：所述桩端板上设有与拉板同时连接的加劲板。

11、本发明的第二目的在于，提供一种施工简易的安装方法。为此，本发明采用以下技术方案：

12、一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构的安装方法，包括如下步骤：

13、s1：将所需的所述连接帽以及直桩、斜桩进行岸上加工制造，并运输至安装海域；

14、s2：通过打桩船对所述直桩进行优先定位沉桩；

15、s3：所述直桩沉桩完成后，将连接帽的预留直桩空间对准直桩下沉安装，直到连接件下压到直桩桩顶时停止，斜桩则顺着预留斜桩空间插入并沉桩；

16、s4：在所述连接帽的预留灌浆空间内灌入灌浆体，灌浆体面层与连接帽顶部齐平后停止灌浆；

17、s5：将所述拉环结构通过螺栓与斜桩桩顶连接固定，以此使拉板与斜拉索连接。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明的桩基础为直桩和斜桩联合布置的结构，即受压桩采用直桩，受拉桩采用斜桩，通过连接帽将直桩和斜桩固结在一起共同受力。不仅可利用斜桩结构承担外部水平力，斜桩结构可以将水平力转化为对斜桩的压力和拉力，以使桩基础的抗压、抗拉承载力远大于水平承载力；而且连接帽设置于桩基础的上部区域位置，与泥面位置、水深、桩的高度无关，因此与传统的预制混凝土承台式锚固结构相比，可以减少锚固结构的混凝土用量、减轻锚固结构重量，降低建造成本。

20、同时本发明的连接帽，将优先级高于斜桩沉桩次序的直桩与后沉桩的斜桩通过一次性灌注混凝土来使直桩和斜桩连接成整体，灌浆体分别根据直桩的受压特点和斜桩的受拉特点，在直桩的桩顶外周和桩顶灌注成型以及在斜桩桩身外侧灌注成型，较传统预制混凝土承台在桩侧面灌浆的方式受力更为直接、可靠。

技术特征：

1.一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：包括桩基础以及与桩基础上部相连的连接帽(11)，所述桩基础设有相邻布置的直桩(102)和斜桩(101)，所述斜桩(101)桩轴线相对于直桩(102)桩轴线朝靠近直桩(102)桩顶侧倾斜；所述连接帽(11)内部开设上下贯通的预留空间，所述预留空间的下部区域内分隔设置预留直桩空间(105)和预留斜桩空间(106)，所述预留空间的上部区域内设有将预留直桩空间(105)和预留斜桩空间(106)连通的预留灌浆空间(104)，所述直桩(102)桩顶穿过预留直桩空间(105)伸入预留灌浆空间(104)内，所述斜桩(101)桩顶穿过预留斜桩空间(106)和预留灌浆空间(104)伸出至连接帽(11)顶部，所述斜桩(101)在其桩顶端设置拉环结构(9)，用于通过斜拉索(2)连接海上悬索光伏支架的边跨支撑基础(3)；

2.根据权利要求1所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述预留灌浆空间(104)在预留直桩空间(105)上方预先设置有连接件(109)，所述连接件(109)与直桩(102)桩顶端平齐且相互接触。

3.根据权利要求1所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述柔性截流结构在预留直桩空间(105)和预留斜桩空间(106)的顶部或底部设置橡胶结构(107)，所述橡胶结构(107)上设有固定部和柔性折弯部，所述固定部上设有与连接帽(11)连接的锚栓(108)，所述柔性折弯部可与直桩(102)和斜桩(101)桩周表面抵接。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：与所述直桩(102)相配合的柔性截流结构设置于预留直桩空间(105)顶部，与所述斜桩(101)相配合的柔性截流结构设置于预留斜桩空间(106)底部。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述预留直桩空间(105)底部设有第一梯度导向部(1051)，所述预留斜桩空间(106)顶部设有第二梯度导向部(1061)。

6.根据权利要求1所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述预留直桩空间(105)的内径大于直桩(102)外径，所述预留斜桩空间(106)的内径大于斜桩(101)外径。

7.根据权利要求1所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述拉环结构(9)上设置与斜桩(101)桩顶配合的桩端板(904)，所述桩端板(904)与斜桩(101)桩顶通过螺栓(901)连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述桩端板(904)上设有与斜拉索(2)连接的拉板(902)，所述拉板(902)与斜桩(101)桩轴线之间具有倾角。

9.根据权利要求8所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，其特征在于：所述桩端板(904)上设有与拉板(902)同时连接的加劲板(903)。

10.一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构的安装方法，其特征在于：对如权利要求1-9任一所述的一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构进行海上安装，包括如下步骤：

技术总结本发明提供了一种用于海上悬索光伏的连接帽式锚固结构，包括桩基础以及与桩基础上部相连的连接帽，所述桩基础设有相邻布置的直桩和斜桩，所述斜桩桩轴线相对于直桩桩轴线朝靠近直桩桩顶侧倾斜；所述连接帽内部开设上下贯通的预留空间，所述预留空间的下部区域内分隔设置预留直桩空间和预留斜桩空间，所述预留空间的上部区域内设有将预留直桩空间和预留斜桩空间连通的预留灌浆空间，所述直桩桩顶穿过预留直桩空间伸入预留灌浆空间内，所述斜桩桩顶穿过预留斜桩空间和预留灌浆空间伸出至连接帽顶部。本发明的桩基础为直桩和斜桩联合布置的结构，即受压桩采用直桩，受拉桩采用斜桩，通过连接帽将直桩和斜桩固结在一起共同受力。技术研发人员：俞华锋,王康杰,赵悦,李炜,贾献林,吕国儿,楼巍,李俊龙,石玉斌,高晓玉受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11