CN102444083B - 利用太阳能照明的人行天桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用太阳能照明的人行天桥，包括人行天桥；在人行天桥的采光顶上设有若干组太阳能全玻组件，所述太阳能全玻组件由两片玻璃、通过PVB胶片镶嵌于两片玻璃之间的太阳能电池构成；所述太阳能全玻组件的所有接缝都采用硅酮密封胶密封；相邻的太阳能全玻组件之间通过硅酮密封胶密封连接，位于最外侧的太阳能全玻组件通过硅酮密封胶与人行天桥的装饰板密封连接；太阳能电池依次通过控制器、直流/交流逆变器与交流负载连接，控制器的一个输入/输出端还与蓄电池的输入/输出端连接。本发明具有如下特点：设计造型优美、独特、可拆卸更换、维修方便、密封性好，防止电化学腐蚀。

Description

利用太阳能照明的人行天桥

技术领域

本发明涉及一种人行天桥，特别是涉及一种利用太阳能照明的人行天桥，属于人行天桥工程建造技术领域。

背景技术

现有技术中，太阳能已经得到了越来越广泛的应用，如中国专利号为“201020260507.8”的实用新型专利公开了一种桥梁风光互补发电装置，包括桥梁，是把桥梁作为光伏发电和风力发电场进行新能源开发。在所述的桥梁上附设固定支架，在固定支架上设置太阳能电池组件发电；同时又在桥墩与桥面夹角处或者在斜拉桥主跨梁墩上安装全永磁旋浮风力发电机发电，二者组成桥梁风光互补发电装置。该桥梁风光互补发电装置虽然能够让桥梁兼有交通和发电双重功能，但是还存在如下缺点：1、它通过在附设固定支架设置太阳能电池组件发电，太阳能电池组件与桥梁为分体结构、两者没有融为一体，存在占用空间大和影响桥梁的整体造型美观的缺点。2、拆卸及更换麻烦、维修不方便。3、密封性差，长期暴露在户外容易被雨水侵蚀。4、容易出现电化学腐蚀的现象。

发明内容

本发明的目的，是为了解决现有技术中利用太阳能的桥梁存在占用空间大、影响桥梁的整体造型的美观、拆卸及更换麻烦、维修不方便、密封性差和容易出现电化学腐蚀的现象的缺点，提供一种利用太阳能照明的人行天桥，该人行天桥具有如下特点：设计造型优美、独特、可拆卸更换、维修方便、密封性好，防止电化学腐蚀。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

利用太阳能照明的人行天桥，包括人行天桥；其结构特点是：

1)在人行天桥的采光顶上设有若干组太阳能全玻组件，所述太阳能全玻组件由两片玻璃、通过PVB胶片镶嵌于两片玻璃之间的太阳能电池构成；所述太阳能全玻组件的所有接缝都采用硅酮密封胶密封；相邻的太阳能全玻组件之间通过硅酮密封胶密封连接，位于最外侧的太阳能全玻组件通过硅酮密封胶与人行天桥的装饰板密封连接；

2)太阳能电池依次通过控制器、直流/交流逆变器与交流负载连接，控制器的一个输入/输出端还与蓄电池的输入/输出端连接。

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

本发明的一种实施方案是：各太阳能全玻组件分别通过反向压码安装在铝合金型材边框的龙骨上，铝合金型材边框的一侧设有位置槽，在位置槽中设有接线盒，接线盒中的连接线通过铝合金型材边框的内腔体走线与太阳能电池连接；铝合金型材边框通过铝合金压块、自攻螺丝与人行天桥采光顶上的钢通固定连接。

本发明的一种实施方案是：在铝合金型材边框与钢通之间设有隔离垫片。

本发明的一种实施方案是：所述人行天桥为架设于建筑物之间的宽体人行天桥，

1)在马路两侧的建筑物与马路之间设置双柱式桥墩，双柱式桥墩的底部连接有与之配套的钻孔灌注桩基础，在桥墩的顶部设置盖梁，宽体人行天桥的主桥设置在盖梁的上面；所述主桥的两端悬臂分别与建筑物固定连接；

2)所述主桥主要由包括下承式钢桁架、封底钢板和桥面铺装，钢桁架由上弦杆、下弦杆、腹杆和钢横杆连接而成，封底钢板固定于钢横杆的下面，桥面铺装设于钢横杆的上方。

本发明的一种实施方案是：所述主桥的两端悬臂分别通过连接机构与建筑物连接；所述连接机构包括两套由形角钢与形附加钢筋叠加焊接而成的固定件，以及带有伸缩缝的连接钢板，两套固定件分别对称布置在主桥的悬臂末端和建筑物上，连接钢板的两端分别与固定件焊接；所述连接钢板的伸缩缝中设有填嵌缝膏。

本发明的一种实施方案是：所述下承式钢桁架由两段相同结构的钢桁架焊接构成，在盖梁与钢桁架的下弦杆的连接处由上到下依次设有弦杆调平板、支座和支座垫石；在弦杆调平板底面焊接有抗震档块。

本发明的一种实施方案是：在所述下弦杆的相对两侧各设有加劲肋。

本发明的一种实施方案是：在所述钢桁架的外侧设有花槽、在钢桁架的内侧设有水沟。

本发明的一种实施方案是：在所述钢桁架的顶部设有钢梁屋架在钢梁屋架上设有顶架钢板。

本发明的一种实施方案是：在所述双柱式桥墩的两支承墩之间设有系梁。

本发明的一种实施方案是：所述主桥的桥面宽度为13.2米，跨度为28.50米，两端悬臂分别为9.630米和6.13米。

本发明的有益效果：

1、本发明设置在人行天桥采光顶上的太阳能全玻组件的所有接缝都用硅酮密封胶进行现场湿密封，玻璃板块间的硅酮密封胶不但密封效果最为可靠，而且还具有相当大的变形适应能力，确保密封效果不会因为胶缝拉裂而失效。

2、本发明所述主桥的两端悬臂分别通过连接机构与建筑物连接，宽体天桥立面塑造成一条通透的、与周边环境十分协调的线条，使得整座天桥更显得轻巧美观，而桥下更是开阔简洁，车辆畅通无阻，具有造型构思新颖，建筑设计独特的优点。

3、本发明的主桥分为两段钢桁架，钢桁架在工厂制作，现场拼焊，施工在天桥的整个施工过程中，可以尽快吊装上去，留出路面让汽车通行，交通基本不造成太大影响，具有施工方便和施工周期短的优点。

附图说明

图1是本发明具体实施例的人行天桥的太阳能全玻组件的布置图。

图2-图4是本发明具体实施例的太阳能全玻组件的节点连接示意图。

图5是本发明具体实施例的发电系统的结构框图。

图6是本发明具体实施例的人行天桥的整体结构立面图。

图7是图1中A-A向剖视图。

图8是本发明具体实施例的桥墩、桩基的立面图。

图9是本发明具体实施例的桥墩、桩基的侧视图。

图10是图3中A-A向剖视图。

图11是图3中B-B向剖视图。

图12是本发明具体实施例的盖梁与钢桁架的下弦杆连接处的结构示意图。

图13是图7中A-A向剖视图。

图14是图7中B-B向剖视图。

图15是本发明具体实施例的连接机构的结构示意图。

具体实施方式

具体实施例：

参照图1～图4，本实施例包括人行天桥，在人行天桥的采光顶上设有若干组太阳能全玻组件12，所述太阳能全玻组件12由两片玻璃12-1、通过PVB胶片镶嵌于两片玻璃之间的太阳能电池12-2构成；所述太阳能全玻组件12的所有接缝都采用硅酮密封胶13密封；相邻的太阳能全玻组件12之间通过硅酮密封胶13密封连接，位于最外侧的太阳能全玻组件12通过硅酮密封胶13与人行天桥的装饰板14密封连接；各太阳能全玻组件12分别通过反向压码安装在铝合金型材边框19的龙骨上，铝合金型材边框19的一侧设有位置槽，在位置槽中设有接线盒20，接线盒20中的连接线20-1通过铝合金型材边框19的内腔体走线与太阳能电池12-2连接；铝合金型材边框19通过铝合金压块21、自攻螺丝22与人行天桥采光顶上的钢通23固定连接。在铝合金型材边框19与钢通23之间设有隔离垫片24。

参照图5，太阳能电池12-2依次通过控制器15、直流/交流逆变器16与交流负载17连接，控制器15的一个输入/输出端还与蓄电池18的输入/输出端连接。

参照图6～图11，人行天桥包括架设于马路两侧的双柱式桥墩1及与之配套的钻孔灌注桩基础2，设置于桥墩1顶部的盖梁3，设置于盖梁3上面的主桥4；主桥4的两端悬臂分别与建筑物5连接；所述主桥4主要由两段焊接的下承式钢桁架4-1、封底钢板4-2和桥面铺装4-3构成，钢桁架4-1由上弦杆4-1-1、下弦杆4-1-2、腹杆4-1-3和钢横杆4-1-4连接而成，封底钢板4-2固定于钢横杆4-1-4的下面，桥面铺装4-3设于钢横杆4-1-4的上方。所述主桥4的宽面宽度为13.2米，跨度为28.50m，两端悬臂分别为9.630米和6.13米。所述钢桁架4-1的外侧设有花槽4-1-6、其内侧设有水沟4-1-7。所述钢桁架4-1的顶部设有钢梁屋架4-1-8，钢梁屋架4-1-8上设有顶架钢板4-1-9。所述双柱式桥墩1的两个桥墩之间设有系梁11。

参照图12、图13和图14，在盖梁3与钢桁架4-1的下弦杆4-1-2之间由上到下依次设有弦杆调平板7、支座8和支座垫石9；在弦杆调平板7底面焊接有抗震档块10。所述下弦杆4-1-2的两对侧分别设有加劲肋下弦杆4-1-5。

参照图15，所述主桥4的两端悬臂分别通过连接机构与建筑物连接；所述连接机构包括两套由形角钢6-1与形附加钢筋6-2叠加焊接而成的固定件，以及带有伸缩缝的连接钢板6-3，两套固定件分别对称布置在主桥4的悬臂末端和建筑物5上，连接钢板6-3的两端分别与固定件焊接；所述连接钢板6-3的伸缩缝6-3-1中设有填嵌缝膏。

本发明的施工方法如下：

主桥两片钢桁架采用吊装技术，吊装完成后现浇砼主桥结构。人行天桥位于交通繁忙的珠江大道上，施工期间不能中断道路交通，因此钢桁架必须在工厂制作，现场拼焊施工。

第一步：施工桩基、桥墩；同时工厂预制钢桁架。

第二步：搭设临时支架，运输桁架半成品至施工现场，分块吊装，同时焊接。

第三步：安装桥面铺装和栏杆，挂设花盆，桥面装饰，成桥。

本发明的主要设计依据如下：

1)设计参数：

根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-20017.1.1采用：

风荷载计算公式：Wk＝βgz×μz×μs×W0。其中：Wk：作用在光伏方阵上的风荷载标准值(kN/m2)，B gz：瞬时风压的阵风系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定。

根据不同场地类型，按以下公式计算：βgz＝K(1+2μf)，其中K为地区粗糙度调整系数，μf为脉动系数：

A类场地：βgz＝0.92*(1+2μf)其中：μf＝0.387*(Z/10)^(-0.12)；

B类场地：βgz＝0.89*(1+2μf)其中：μf＝0.5(Z/10)^(-0.16)；

C类场地：βgz＝0.85*(1+2μf)其中：μf＝0.734(Z/10)^(-0.22)；

D类场地：βgz＝0.80*(1+2μf)其中：μf＝1.2248(Z/10)^(-0.3)；

μz---风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001取定，根据不同场地类型，按以下公式计算：

A类场地：μz＝1.379×(Z/10)0.24；

B类场地：μz＝(Z/10)0.32；

C类场地：μz＝0.616×(Z/10)0.44；

D类场地：μz＝0.318×(Z/10)0.60；

本工程属于B类地区，故μz＝1.379×(Z/10)0.24，μs---风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001取为：2.0，W0---基本风压，按现场风速测试风压图，取为0.7kN/m2

2)地震作用：抗震设计烈度取为7度，地震影响系数取为0.08。

3)温度作用：年温度变化取为80摄氏度。

4)建筑及结构规范：《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)、《建筑抗震设计规程》(GBJ08-9-92)、《钢结构设计规范》(GBJ50017-2003)、《建筑钢结构焊接结构规范》(JGJ81-2002)、《冷弯薄壁型钢结构设计规范》(GBJ50018-2002)、《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2001)、《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)(2001年版)、《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-94)(2000年版)、《民用建筑隔声设计规范》(GB J1118-93)、《屋面工程技术规范》(GB 50207-94)。

5)材料标准：《铝合金建筑型材》(GB/T5237-2000)、《铝及铝合金板轧制板材》(GB/T3880-1997)、《铝及铝合金加工产品的化学成分》(GB/T3190)、《铝及铝合金阳极氧化，阳极氧化膜的总规范》(GB 8013-93)、《铝及铝合金彩色涂层板、带材》(YS/T 15225-94)、《夹层玻璃》(GB 9962-99)、《钢化玻璃》(GB 9963-98)、《碳素结构钢》(GB700-88)、《优质碳素结构钢技术条件》(GB 669-1999)

6)性能检测方法：《建筑幕墙抗震性能震动台实验方法》(GB/T18575-2001)、《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》(GB/T7106-2002)、《建筑外窗气密性能分级及检测方法》(GB/T7107-2002)、《建筑外窗水密性能分级及检测方法》(GB/T7108-2002)、《建筑外窗保温性能分级及检测方法》(GB/T8484-2002)、《建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法》(GB/T8485-2002)。

7)相关验收规范：《玻璃幕墙工程质量检验标准》(JGJ/T 139-2001)、《建筑装饰装修工程质量验收规范》(GB 50210-2001)。

8)选用材料原则及主要材料说明：

a)选用材料原则：本工程根据其所处地理位置特点，按照“国产、优质”的原则进行选材。

b)主要用材：

铝材(表面阳极氧化处理)：铝材材质为6063-T5，尺寸精度按精级，符合国家标准GB/T 5237-2000的有关规定。铝材设计应根据建筑的高度及风压和国家规范规定的各项取值标准，经计算得出对受力铝材截面的要求。

玻璃(玻璃需均质处理)：玻璃符合国家标准如《浮法玻璃》(GB 11614-99)；《中空玻璃》(GB 11944-2002)；《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》(GB 17841-99)；《热弯玻璃》(JC/T915-2003)；《夹层玻璃》(GB 9962-99)等。采用外片超白钢化玻璃+PVB胶片+硅片+8mm(普通透明钢化玻璃)。其中上、下层玻璃的厚度差在3mm以内。

钢材：幕墙结构用型钢采用Q235B碳钢表面做热浸锌工艺处理。钢材符合《碳素结构钢》(GB 700-88)。其机械性能满足：钢材机械性能、Q235B、GB 700-88；抗拉抗压和抗弯强度f：215N/mm2；抗剪强度fv：125N/mm2。

9)其它技术参数：

a)采光顶光电玻璃所有接缝都用硅酮密封胶进行现场湿密封，玻璃板块间的硅酮密封胶不但密封效果最为可靠，而且还具有相当大的变形适应能力，确保密封效果不会因为胶缝拉裂而失效。耐侯胶的施工厚度控制在4-6mm厚。耐候密封胶施工应严格按照工艺要求进行，泡沫垫条应安放平整，所有胶缝表面应光滑、均匀，无空鼓、气泡等符合国家规范要求。

b)太阳能全玻组件采用结构胶粘框式结构，对于粘好铝合金型材边框的全玻组件通过反向压码将组件固定于龙骨上。太阳能全玻组件采用小尺寸接线盒，此接线盒可以方便的嵌入开好位置槽的铝合金型材边框内，连接线可通过型材内腔体走线连接，

c)不同金属材料间均设置隔离垫片，防止电化学腐蚀；尽量减少现场焊接打胶等。

d)工程选用材料均为环保型材料，对环境的污染最小；同时严格工程管理，减小人为污染。长期对系统进行维护，清洁。

e)所有光伏电池组件均采用旁路二极管保护装置，旁路二极管安装在接线盒内。

本实施例将太阳能转换成电能，太阳能发电系统是利用根据光生伏达效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。其光电技术的应用主要体现在人行天桥采光顶上。所谓太阳能全玻组件，即用特殊的PVB胶片将太阳电池层压在玻璃内，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能。除发电这项主要功能外，太阳能全玻组还具有明显的隔热、隔音、安全、装饰等功能，特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种净能源，与环境有很好的相容性。

本实施例所述的光伏系统组件可拆卸更换、维修方便原则。当光伏系统组件的某个局部受损、更新时，采光顶板块能够灵活方便地进行拆卸更换，采光功能能够得到保持，结构不受到影响，且不能影响人行天桥的正常使用。

本实施例在不同金属材料间均设置隔离垫片，防止电化学腐蚀；尽量减少现场焊接打胶等。工程选用材料均为环保型材料，对环境的污染最小。

本实施例的主桥采用两端悬臂预制连续钢桁架结构型式，主桥的横向宽度为13.2米，集使用功能和观光功能于一体，能够承受较大的附加荷载、设计的桥面宽度大，受力情况更为清晰、明朗，能够大大减少设计计算的工作量。

本实施例在盖梁与钢桁架的下弦杆之间由上到下依次设有弦杆调平板、支座和支座垫石；在弦杆调平板底面焊接有抗震档块，能够满足结构所应有的抗风、抗震等性能。

太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大优点：1、它是人类可以利用的最丰富的能源。2、地球上无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题。3、太阳能是一种清洁的能源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害。因此，本发明具有巨大的社会效益和经济效益，具有巨大的市场前景。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.利用太阳能照明的人行天桥，包括人行天桥；其特征是：

1）在人行天桥的采光顶上设有若干组太阳能全玻组件（12），所述太阳能全玻组件（12）由两片玻璃（12-1）、通过PVB胶片镶嵌于两片玻璃之间的太阳能电池（12-2）构成；所述太阳能全玻组件（12）的所有接缝都采用硅酮密封胶（13）密封；相邻的太阳能全玻组件（12）之间通过硅酮密封胶（13）密封连接，位于最外侧的太阳能全玻组件（12）通过硅酮密封胶（13）与人行天桥的装饰板（14）密封连接；

2）太阳能电池（12-2）依次通过控制器（15）、直流/交流逆变器（16）与交流负载（17）连接，控制器（15）的一个输入/输出端还与蓄电池（18）的输入/输出端连接；

3）所述人行天桥为架设于建筑物之间的宽体人行天桥，在马路两侧的建筑物（5）与马路之间设置双柱式桥墩（1），双柱式桥墩（1）的底部连接有与之配套的钻孔灌注桩基础（2），在桥墩（1）的顶部设置盖梁（3），宽体人行天桥的主桥（4）设置在盖梁（3）的上面；所述主桥（4）的两端悬臂分别与建筑物（5）固定连接；所述主桥（4）主要包括下承式钢桁架（4-1）、封底钢板（4-2）和桥面铺装（4-3），钢桁架（4-1）由上弦杆（4-1-1）、下弦杆（4-1-2）、腹杆（4-1-3）和钢横杆（4-1-4）连接而成，封底钢板（4-2）固定于钢横杆（4-1-4）的下面，桥面铺装（4-3）设于钢横杆（4-1-4）的上方。

2.根据权利要求1所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：各太阳能全玻组件（12）分别通过反向压码安装在铝合金型材边框（19）的龙骨上，铝合金型材边框（19）的一侧设有位置槽，在位置槽中设有接线盒（20），接线盒（20）中的连接线（20-1）通过铝合金型材边框（19）的内腔体走线与太阳能电池（12-2）连接；铝合金型材边框（19）通过铝合金压块（21）、自攻螺丝（22）与人行天桥采光顶上的钢通（23）固定连接；在铝合金型材边框（19）与钢通（23）之间设有隔离垫片（24）。

3.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：所述主桥（4）的两端悬臂分别通过连接机构与建筑物（5）连接；所述连接机构包括两套由“┓”形角钢（6-1）与“┓”形附加钢筋（6-2）叠加焊接而成的固定件，以及带有伸缩缝的连接钢板（6-3），两套固定件分别对称布置在主桥（4）的悬臂末端和建筑物（5）上，连接钢板（6-3）的两端分别与固定件焊接；所述连接钢板（6-3）的伸缩缝（6-3-1）中设有填嵌缝膏。

4.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：所述下承式钢桁架（4-1）由两段相同结构的钢桁架焊接构成，在盖梁（3）与钢桁架（4-1）的下弦杆（4-1-2）的连接处由上到下依次设有弦杆调平板（7）、支座（8）和支座垫石（9）；在弦杆调平板（7）底面焊接有抗震档块（10）。

5.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：在所述下弦杆（4-1-2）的相对两侧各设有加劲肋（4-1-5）。

6.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：在所述钢桁架（4-1）的外侧设有花槽（4-1-6）、在钢桁架（4-1）的内侧设有水沟（4-1-7）。

7.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：在所述钢桁架（4-1）的顶部设有钢梁屋架（4-1-8），在钢梁屋架（4-1-8）上设有顶架钢板（4-1-9）。

8.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：在所述双柱式桥墩（1）的两支承墩之间设有系梁（11）。

9.根据权利要求1或2所述的利用太阳能照明的人行天桥，其特征是：所述主桥（4）的桥面宽度为13.2米，跨度为28.50米，两端悬臂分别为9.630米和6.13米。