《高性能预应力混凝土光伏桩》

江苏省电力行业协会团体标准设计

主编单位负责人：

高性能预应力混凝土光伏桩主编单位技术负责人：

批准单位：江苏省电力行业协会公告号：技术审定人：

主编单位：施行日期：****年*月*日设计负责人：

图集号：

目录

目录1光伏桩与无抱箍式支架连接示意图27

光伏桩与单抱箍式支架连接示意图28

设计说明(一)～(六)2~7

光伏桩(GPHC桩)配筋及力学性能8~12光伏桩与双抱箍式支架连接示意图29

光伏桩(GPC桩)配筋及力学性能13~17附录

光伏桩结构配筋示意图18附录A光伏桩的制作及进场验收要求30

桩头构造图19附录B光伏桩的施工及验收要求31~32

端板详图20

端板参数表21~24

桩套箍详图25

十字型钢桩尖结构图26

图集号

目录

页1

设计说明

校核一、一般说明11.《构筑物抗震设计规范》GB50191-2012；

1.本图集高性能预应力混凝土光伏桩（以下简称光伏桩）是12.《钢结构焊接规范》GB50661-2011；

采用免蒸压先张法离心工艺生产，桩身带有竹节状凸起的13.《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003-2014；

预应力混凝土管桩，适用于抗震设防烈度8度及8度以下地14.《太阳能发电站支架基础技术规范》GB51101-2016；

区的光伏电站支架基础。15.《混凝土用水标准》JGJ63-2006；

制图2.本图集光伏桩的竹节凸起与土体嵌固，提高了承载力，减16.《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》JC/T540-2006；

少了沉降，成桩质量可靠；利用竹节凸起进行吊装和平台17.《光伏支架结构设计规程》NB/T10115-2018。

安装，方便、安全；桩身混凝土具有高耐久性，外露钢材18.《混凝土结构通用规范》GB55008-2021。

采用热浸镀锌防腐处理，适用于强腐蚀环境；桩与支架立注：当依据的标准规范修订或有新标准规范实施时，图集中与现行

柱利用光伏桩端板锚固孔进行机械连接，方便、快捷。标准不符的内容、限制或淘汰的技术及产品，视为无效。工程

设计二、设计依据技术人员在参考使用时，应加以区分，并应对图集相关内容进

1.《通用硅酸盐水泥》GB175-2007；行复核、调整后选用。

2.《碳素结构钢》GB/T700-2006；三、分类与编号

3.《低碳钢热轧圆盘条》GB/T701-2008；（）分

4.《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3-2017；1.光伏桩按混凝土强度等级分为：

5.《混凝土外加剂》GB8076-2008；1)高性能高强预应力混凝土光伏桩(GPHC)，混凝土强度等级

6.《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》不得低于C80。

GB/T13912-2020；2)高性能预应力混凝土光伏桩(GPC)，混凝土强度等级不得

7.《建设用砂》GB/T14684-2022；低于C60。

8.《建设用卵石、碎石》GB/T14685-2022；2.光伏桩按节外径及桩身外径可分为：300-250、350-300、

9.《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736-2017；400-350、450-400、500-450、600-550、700-650、

10.《混凝土质量控制标准》GB50164-2011；

图集号

设计说明(一)

页2

800-750等规格。1.制作光伏桩的混凝土质量应符合现行国家标准《混凝土质

3.光伏桩按混凝土有效预压应力分为：A型、AB型、B型和C型。量控制标准》GB50164的规定，并按该标准的要求进行检验。

校核4.光伏桩混凝土耐久性指标应满足表1的规定。混凝土中氯离子的含量不应超过0.06%。

表1光伏桩混凝土耐久性指标2.水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅

混凝土电通量值氯离子扩散系数酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，其质量应符合现行国家标准

-122抗硫酸盐等级

（C）（10m/s）《通用硅酸盐水泥》GB175的有关规定，且铝酸三钙(C3A)

≤800≤3.0KS150≥0.85含量不应大于8%。

制图注：当桩身混凝土不能满足防腐要求时，应采取相应的保护措3.细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或机制砂。其质量应

施，如增加混凝土的腐蚀裕量或在桩身混凝土表面涂刷防腐涂符合现行国家标准《建设用砂》GB/T14684-2022中Ⅰ类

层。桩身涂刷防腐涂层的厚度及长度应满足设计要求。砂的规定，不应采用海砂。天然砂的细度模数宜为2.5～

（）号3.2，机制砂的细度模数可为2.5～3.5。

GPC(GPHC)XXXXXX(XX)XXX4.粗骨料应采用碎石，其质量应符合现行国家标准《建设用

设计卵石、碎石》GB/T14685-2022中Ⅰ类碎石的规定，最大粒

高性能（高强）

混凝土光伏桩桩长径不宜大于25mm，且不应超过钢筋净距的3/4。不宜采用

光伏桩节外径光伏桩型号石灰质岩的碎石。

光伏桩桩身外径光伏桩壁厚5.混凝土拌合用水质量应符合现行行业标准《混凝土用水标

[例1]：节外径400mm、桩身外径350mm、壁厚80mm、AB型、准》JGJ63的有关规定。

长度为11m、桩身混凝土强度等级为C80，标记为：6.外加剂质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076

GPHC400-350(80)AB-11的有关规定，不得采用含有氯盐或有害物质的外加剂。

[例2]：节外径400mm、桩身外径350mm、壁厚80mm、AB型、7.掺合料宜采用矿渣微粉、粉煤灰、硅灰、蒸养混凝土制品

长度为11m、桩身混凝土强度等级为C60，标记为：用掺合料等，其质量要求应符合现行国家标准《先张法预

GPC400-350(80)AB-11应力混凝土管桩》GB/T13476的相关规定。当采用其他品

四、原材料与构造要求种的掺合料时，其品质应通过试验确定，确认符合光伏桩

（）混凝土

图集号

设计说明(二)

页3

用混凝土质量要求后，方可使用。加密区的，应根据具体工程设计的要求确定箍筋的间距和

（）钢加密区范围及长度。

校核1.预应力钢筋宜采用预应力混凝土用钢棒，其质量应符合现行五、设计及计算

国家标准《预应力混凝土用钢棒》GB/T5223.3-2017的有（）设计规定

关规定。且抗拉强度不小于1420MPa，规定塑性延伸强度1.预应力钢筋的力学性能应符合表2的规定。

不小于1280MPa，1000h应力松弛率不大于2.0%，断后伸长表2预应力钢筋的力学性能

率应大于GB/T5223.3-2017表7中延性35级的要求。规定非比抗拉强抗拉强抗压强断后弹性1000h

制图2.螺旋箍筋宜采用低碳钢热轧圆盘条、混凝土制品用冷拔低例延伸强度标准度设计度设计伸长模量松弛

符号RfffE

碳钢丝，质量应分别符合现行国家标准《低碳钢热轧圆盘度p0.2值ptk值py值′py率s值

（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）（％）（N/mm2）（％）

条》GB/T701、现行行业标准《混凝土制品用冷拔低碳钢

D5

丝》JC/T540、《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ19的φ≥1280≥1420≥1000≥400≥72.0×10≤2.0

规定。2.预应力钢筋的几何特征及理论质量应符合表3的规定。

设计3.端板应采用Q235B钢，其质量应符合现行行业标准《先张法表3预应力钢筋的几何特征及理论质量

预应力混凝土管桩用端板》JC/T947的有关规定，并采用公称直径基本直径公称截面积理论质量

热浸镀锌处理，镀锌层局部最小厚度不宜小于60μm，平均（mm）（mm）（mm2）（kg/m）

厚度不宜小于80μm，镀锌质量应符合现行国家标准《金属7.17.2540.00.314

覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》GB/T9.09.2564.00.502

13912的有关规定。9.910.2077.00.604

（）要求10.711.1090.00.707

1.光伏桩钢筋的混凝土保护层厚度不应小于25mm。12.613.10125.00.981

2.光伏桩的预应力钢筋应沿桩周均匀布置，其最小配筋率不注：1.公称直径:设计采用的直径，按有效面积换算成圆的直径，

应低于0.4%，并不应少于6根。本图集均用公称直径表示。

2.基本直径:钢筋的外接圆直径。

3.光伏桩螺旋筋的螺距不应大于100mm，允许偏差为±5mm。

承受较大水平荷载或具体工程设计中认为有必要增加箍筋

图集号

设计说明(三)

页4

3.公称截面积:横截面面积等于圆形光面钢筋公称直径的面5.端板最小厚度

积，本图集均按公称截面积计算。本图集光伏桩采用的端板最小厚度应符合表6的规定。

表6端板最小厚度

校核3.张拉应力控制

预应力钢筋的张拉控制应力σcon，本图集取钢筋抗拉钢筋直径（mm）7.19.09.910.712.6

f

强度标准值的0.7倍，即σcon=0.70ptk。钢筋张拉应力及端板最小厚度（mm）1416161822

每根钢筋的张拉力见表4。（二）光伏桩的计算

表4每根预应力钢筋的张拉控制应力及张拉力1.预应力钢筋损失值应按现行国家标准《先张法预应力混凝

制图钢筋直径(mm)7.19.09.910.712.6土管桩》GB/T13476的有关规定计算。

张拉控制应力光伏桩受弯时，裂缝控制等级取二级，并应符合下列规定：

9942.

σcon(MPa)MMfW

k≤cr,k=(σce+γtk)0(1)

张拉力(kN)39.7663.6276.5489.46124.25M

式中：k按荷载效应标准组合计算的桩身弯矩值；

M

cr,k桩身开裂弯矩标准值；

设计

4.混凝土力学性能σce桩身截面混凝土有效预压应力；

f

本图集光伏桩采用的混凝土强度等级为C60和C80，其tk桩身混凝土抗拉强度标准值；

力学性能应符合表5的规定。γ考虑离心工艺影响及截面抵抗矩塑性影响

表5混凝土强度指标及弹性模量的综合系数，C60取2.0，C80取1.9；

W

抗压强度抗压强度抗拉强度抗拉强度弹性模量0桩身截面换算弹性抵抗矩；

混凝土ffffE

标准值ck设计值c标准值tk设计值tcWID(2)

强度等级0=20/w

(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)(N/mm2)

Iπr4r4EEAr2

40=(2-1)/4+[(s/c)-1]pp/2(3)

C6038.5027.502.852.043.60×10EE

4s、c钢筋、混凝土弹性模量；

C8050.2035.903.112.223.80×10D

w桩身外径；

rr

1、2桩身环形截面内外半径；

A

p全部纵向预应力钢筋的截面面积；

图集号

设计说明(四)

页5

r

p纵向预应力钢筋分布圆的半径。4.桩身受压承载力应符合下列规定：

3.桩身正截面受弯承载力设计值应符合下列规定：1)不考虑压屈影响时，桩身轴心受压承载力应符合下列规定：

ππR≤ψfA(7)

校核MfArrsinαfArsinαcc

≤α1c(1+2)π+'π+

2pyppR

π(4)式中：轴压力设计值；

(f-)Arsinαt

pyσp0ppπψc考虑沉桩工艺影响及混凝土残留预压应力影

AfA

0.55σp0p+0.45pyp响而取的综合折减系数,取0.7。

α=fAf'AAf(5)

α1c+pyp+0.45p(py-σp0)2)桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土

制图αt=0.45(1-α)(6)层的基桩，应考虑压屈影响，桩身轴心受压承载力应符合

式中：M弯矩设计值；下列规定：

RfA

A按桩身外径计算桩身截面面积；≤φψcc(8)

α受压区混凝土面积与全截面面积之比；式中：φ受压稳定系数，按现行行业标准《建筑桩基

αt受拉区纵向预应力钢筋面积与全部预应力钢技术规范》JGJ94有关规定执行。

设计筋面积之比；5.桩身轴心受拉时，桩身受拉承载力应符合下列规定：

NCfA

α1混凝土矩形应力图的应力值与轴心抗压强度≤pyp(9)

设计值之比，C60取0.98，C80取0.94；式中：N桩身拉力设计值；

C

σp0预应力钢筋有效预应力，即混凝土法向应力考虑预应力钢筋镦头与端板连接处受力不均

等于零时的预应力钢筋应力；匀等因素影响的折减系数，取0.85。

f

py预应力钢筋抗拉强度设计值；6.桩身轴心受拉，且裂缝控制等级取一级时，应符合下列规定：

f'NA(10)

py预应力钢筋抗压强度设计值；k≤σce0

fN

c混凝土轴心抗压强度设计值。式中：k按荷载效应标准组合计算的轴心拉力值；

MAA=A+E/E-A

桩身极限弯矩标准值u,k也可按公式(4)计算，但式中的0截面换算面积，0(sc1)p。(11)

f

“≤”应改为“＝”，“c”应改用混凝土轴心抗压强度7.桩身横向受剪承载力设计值应符合下列规定：

ff

标准值“ck”，“py”应改用预应力钢筋抗拉强度标准值

f

“ptk”。

图集号

设计说明(五)

页6

tI

Vf225.桩尖应根据地质条件和设计要求选用。本图集提供了十字

≤S(σce+2φtt)-σce(12)

0型桩尖，具体参数及使用范围见本图集第26页。当桩端位

V于腐蚀环境内，桩尖与桩端板连接处焊缝应连续、饱满，

校核式中：桩身剪力设计值；

t光伏桩壁厚；不渗水。设计也可视工程具体情况选用其他类型的桩尖。

I桩身截面对中心轴的惯性矩；6.本图集提供了光伏桩与无抱箍式支架连接、光伏桩与单抱

Iπr4r4

=(2-1)/4(13)箍式支架连接、光伏桩与双抱箍式支架连接三种连接形式，

S

0桩身半个圆环的面积对中心轴的面积矩；具体连接示意图见本图集第27~29页，设计也可视工程具

Sr3r3

制图0=2(2-1)/3(14)体情况选用其他类型的连接方式。

σce混凝土有效预压应力；七、其他

f

t混凝土抗拉强度设计值；1.光伏桩的制作及进场验收要求详见附录A。

φt混凝土抗拉强度变异调整系数，取0.7。2.光伏桩的施工及验收要求详见附录B。

V

开裂剪力标准值cr,k可按公式（12）计算，但式中的“≤”3.本图集所注尺寸除注明外，均以毫米（mm）为单位，未注

设计ff

应改为“＝”“，t”应改用混凝土抗拉强度标准值“tk”。尺寸的按单体工程设计。

8.吊装验算4.本图集其他未详细说明处，均应符合现行国家、行业和地

光伏桩吊装验算的动力系数取1.5；桩身结构自重产生的方标准的规定。

最大吊装弯矩应小于桩的抗裂弯矩。5.请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机

六、选用原则构不承担识别专利的责任。

1.光伏桩的选用应结合工程地质情况、建设区域抗震设防烈

度、上部结构特点、荷载大小及性质、施工条件、沉桩设

备等因素，经综合分析后选用相应类型的光伏桩。

2.各类桩配筋及力学性能详见表7和表8。

3.光伏桩竖向承载力估算可按现行行业标准《建筑桩基技术

规范》JGJ94有关公式计算，桩侧摩阻选用节外径计算。

4.桩接头位置应避开桩身弯矩最大处。

图集号

设计说明(六)

页7

表7光伏桩（GPHC桩）配筋及力学性能（混凝土强度等级：C80）

混凝土有桩身桩身桩身桩身桩身桩身轴心桩身轴心受按标准组合混凝

节桩身单节

壁厚螺旋效预压应开裂弯极限弯开裂剪受弯承受剪承受拉承载压承载力设计算的桩身配筋土理

校核外径外径t长度预应力

DD型号L箍筋力计算值矩标准矩标准力标准载力设载力设力设计值计值(未考虑轴心抗裂拉率论重

jw钢筋配筋MMMVNRN

(mm)规格ce值cr,k值u，k值Vcr，k计值[]计值[][]压屈影响)[]力k≤(%)量

(mm)(mm)(m)σ

(MPa)(kN.m)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN)(kN)(kN)(kN)(kg/m)

D

AB5～96Ф7.15.4316278220672042100.64

D

30025065B5～106Ф9.0Фb48.2221409630793269493241.03105

D

C5～116Ф9.99.61234710335843923811.24

制图

D

A5～106Ф7.14.3624359526762042130.50

D

AB5～116Ф9.06.68305311040903263310.81

35030065b1205135

DФ4

B5～128Ф9.08.57356812151994354291.08

D

C5～138Ф9.910.003978129581065235051.30

D

A5～117Ф7.14.21364911237902382490.48

设计

D

AB5～127Ф9.0b6.454576130571063803870.78

40035065DФ41462160

B5～137Ф10.78.6754101146761195355281.09

D

C5～149Ф10.710.6862123159911316886581.41

D

A5～118Ф7.14.133954132401062722850.47

D

AB5～128Ф9.06.344883154621254354430.76

b4

40035080DФ1705185

B5～1310Ф9.07.7154100166751365445440.95

D

C5～1510Ф10.710.2765132186981537657361.34

注：1.光伏桩的配筋可视工程需要作适当调整，但桩的力学性能需重新验算。

2.各桩型的壁厚、长度可根据实际情况适当调整，但桩的力学性能需重新验算。

2.螺旋箍筋的配置可根据设计的要求另行加强。

光伏桩（GPHC桩）配筋图集号

及力学性能页8

续表7光伏桩（GPHC桩）配筋及力学性能（混凝土强度等级：C80）

桩身桩身桩身桩身桩身桩身轴心桩身轴心受按标准组合混凝

节桩身单节混凝土有

壁厚螺旋开裂弯极限弯开裂剪受弯承受剪承受拉承载压承载力设计算的桩身配筋土理

校核外径外径t长度预应力效预压应

DD型号L箍筋力计算值矩标准矩标准力标准载力设载力设力设计值计值(未考虑轴心抗裂拉率论重

jw钢筋配筋MMVMVNRN

(mm)规格ce值cr,k值u，k值cr，k计值[]计值[][]压屈影响)[]力k≤(%)量

(mm)(mm)(m)σ

(MPa)(kN.m)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN)(kN)(kN)(kN)(kg/m)

D

A5～1010Ф7.14.574363158471273403550.53

D

AB5～118Ф9.0b5.724779171591394354470.68

40035095DФ41912206

B5～128Ф10.77.7356106192801576126120.96

制图

D

C5～138Ф12.610.19671382141021768508181.33

D

A5～128Ф7.14.105066129501032722860.47

D

AB5～138Ф9.0b6.2962102150771224354440.75

45040065DФ41719188

B5～148Ф10.78.47741371681021386126051.06

D

C5～1510Ф10.710.20841631811211497657361.33

设计D

A5～119Ф7.13.935471152541223063220.45

D

AB5～139Ф9.0b6.0567110177831434895010.72

45040080DФ42021219

B5～149Ф10.78.16801481981111626886841.02

D

C5～1511Ф10.79.66891742121301748418171.25

D

A5～117Ф9.04.306084181641453803990.50

D

AB5～127Ф10.7b5.8770116202871645355490.70

45040095DФ42287247

B5～1310Ф10.78.03841572271181867657611.00

D

C5～1513Ф10.710.01971942491442059949601.30

注：1.光伏桩的配筋可视工程需要作适当调整，但桩的力学性能需重新验算。

2.各桩型的壁厚、长度可根据实际情况适当调整，但桩的力学性能需重新验算。

3.螺旋箍筋的配置可根据设计的要求另行加强。

光伏桩（GPHC桩）配筋图集号

及力学性能页9

续表7光伏桩（GPHC桩）配筋及力学性能（混凝土强度等级：C80）

桩身桩身桩身桩身桩身桩身轴心桩身轴心受按标准组合混凝

节桩身单节混凝土有

壁厚螺旋开裂弯极限弯开裂剪受弯承受剪承受拉承载压承载力设计算的桩身配筋土理

校核外径外径t长度预应力效预压应

DD型号L箍筋力计算值矩标准矩标准力标准载力设载力设力设计值计值(未考虑轴心抗裂拉率论重

jw钢筋配筋MMVMVNRN

(mm)