CN114865995A - 一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，包括锚固承台、端部锚固系统、中部支撑过渡系统、纵向空间索桁架系统和支架间稳定系统，所述的纵向空间索桁架系统的端部与对应的端部锚固系统上端连接，所述的端部锚固系统下端固定在锚固承台上；所述的支架间稳定系统为多个，且设在纵向空间索桁架系统内及相邻的纵向空间索桁架系统之间；所述的中部支撑过渡系统为多个支撑在纵向空间索桁架系统下端。本发明具有优良的抗风性能，很好适应渔业生产使用的情况，结构整体质量较轻，便于运输和储存，可以提高土地综合利用效率。

Description

一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统

技术领域

本发明属于光伏发电领域，特别涉及一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统。

背景技术

现有柔性支架端部支架普遍采用两根独立钢柱与2根上弦预应力索相连，两根钢柱间设置钢支撑再与第3根下弦预应力索相连，3根索成倒三角型布置，两排柔性支架间采用刚系杆或索桁架来控制面外稳定。3索柔性支架方案适用跨度20～40m，同时3索难以适应台风环境，3索在风荷载作用下存在局部扭转风险，影响组件发电，同时不满足项目所在地渔业生产的跨度要求。

项目所在地拥有大量鱼塘，需要提出一种适合渔业生产的光伏支架解决方案。综合考虑场址区地质条件、台风、盐雾环境和渔业生产政策，故必须跳出传统柔性支架的套路，提出新的安全可靠，经济适用的技术方案才能促进项目顺利推进。

发明内容

为了克服传统柔性支架抗变形能力差、跨度小、支架下净空低且宽度适用局限性的问题，本发明提供一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，本发明适宜跨度50m～70m，横向间距满足渔业生产操作要求、大风工况下横向稳定性好。本发明具有结构刚度大，抗变形能力强，跨度大，支架下净空高等优点。

本发明采用的技术方案为：

一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，包括锚固承台、端部锚固系统、中部支撑过渡系统、纵向空间索桁架系统和支架间稳定系统，所述的纵向空间索桁架系统的端部与对应的端部锚固系统上端连接，所述的端部锚固系统下端固定在锚固承台上；所述的支架间稳定系统为多个，且设在纵向空间索桁架系统内及相邻的纵向空间索桁架系统之间；所述的中部支撑过渡系统为多个支撑在纵向空间索桁架系统下端。

所述的端部锚固系统包括两根边立柱、下部拉杆和上部拉杆，所述的两根边立柱平行设置，且两根边立柱的上端通过钢梁连接，所述的两根边立柱之间设有交叉支撑，所述的上部拉杆一端与边立柱的上端部连接，另一端向下倾斜拉出固定在锚固承台上；所述的下部拉杆一端固定在边立柱的中部，另一端向下倾斜拉出固定在锚固承台上。

所述的两根边立柱中部设有柱间系杆。

所述的中部支撑过渡系统包括两根平行设置的中立柱，两根中立柱上端通过钢梁连接，两根中立柱中部通过柱间系杆连接；两根中立柱与柱间系杆和钢梁之间形成的框体内设有交叉支撑；柱间系杆与柱间系杆下部的中立柱之间也设有交叉支撑。

所述的纵向空间索桁架系统包括两片平面索桁架，所述的两片平面索桁架前后、高低错落布置；两片平面索桁架间设置多个纵向受力单元。

所述的纵向受力单元包括平面索桁架间下撑杆、平面索桁架间上撑杆和平面索桁架间交叉支撑，所述的平面索桁架间交叉支撑设在平面索桁架间下撑杆和平面索桁架间上撑杆之间，形成一个平面。

所述的单片平面索桁架通过两根预应力索呈鱼腹式布置，两根预应力索之间间隔4～8米设置上下弦索间撑杆；所述的上下弦索间撑杆长度不一。

所述的两根预应力索包括上弦预应力索和下弦预应力索，上弦预应力索和下弦预应力索均为柔性拉索，采用钢丝束、钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、吊装带中的一种或多种。

所述的纵向空间索桁架系统的跨度为50m～70m。

所述的钢梁选用H型或矩形截面型钢，钢梁端部设置有预应力索的锚固点。

本发明获得的收益效果为：

本发明采用纵向空间索桁架系统作为横跨的柱体，自重轻，结构效率高，用钢量低。

本发明在纵向空间索桁架系统内增设多道支架间稳定系统，形成空间桁架，极大提高了纵向空间索桁架系统的稳定性能。

本发明横向、纵向跨度大、下部空间大，适应渔光互补项目对光伏组件下净空要求高的特点。

本发明整体呈空间桁架式，抗风能力强、抗局部变形能力强。相邻纵向空间索桁架系统间通过支架间稳定系统连接，能大幅优化系统的风致响应性能，提高系统的可靠性。

本发明中，钢梁选用H型或矩形截面，端部设置了预应力索的锚固点，该锚固点需要考虑协调索力，防止索与立柱硬连接，使立柱发生节点破坏。

本发明适宜跨度50m～70m，解决了现有索结构支架跨度小和大风工况下适应性差的问题。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明延伸应用结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

图3为端部锚固系统结构示意图。

图4为中部支撑过渡系统结构示意图。

图5为纵向空间索桁架系统结构示意图。

图6为支架间稳定系统结构示意图。

图中，附图标记为：01、端部锚固系统；02、中部支撑过渡系统；03、纵向空间索桁架系统；04、支架间稳定系统；05、边立柱；06、钢梁；07、柱间系杆；08、交叉支撑；09、下部拉杆；10、上部拉杆；11、中立柱；12、下弦预应力索；13、上弦预应力索；14、上下弦索间撑杆；15、平面索桁架间交叉支撑；16、平面索桁架间下撑杆；17、平面索桁架间上撑杆；18、平面索桁架间交叉拉筋。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明的适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统做进一步说明，附图和实例是以本发明技术方案为前提下进行实施，给出详细的实施方式和具体的操作过程。

实施例1：

为了克服传统柔性支架抗变形能力差、跨度小、支架下净空低且宽度适用局限性的问题，本发明提供如图1-6所示的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，本发明适宜跨度50m～70m，横向间距满足渔业生产操作要求、大风工况下横向稳定性好。本发明具有结构刚度大，抗变形能力强，跨度大，支架下净空高等优点。

一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，包括锚固承台、端部锚固系统01、中部支撑过渡系统02、纵向空间索桁架系统03和支架间稳定系统04，所述的纵向空间索桁架系统03的端部与对应的端部锚固系统01上端连接，所述的端部锚固系统01下端固定在锚固承台上；所述的支架间稳定系统04为多个，且设在纵向空间索桁架系统03内及相邻的纵向空间索桁架系统03之间；所述的中部支撑过渡系统02为多个支撑在纵向空间索桁架系统03下端。

本发明中，整体结构自重轻，结构效率高，用钢量低。本发明中的各种构件均采用装配化，施工时通过张拉上下弦预应力索来在整体结构种建立预应力，本发明可以在现场快速装配完成，结构成形后可提供较大的刚度和跨度，该支架系统形式具有优良的抗风性能，很好适应渔业生产使用的情况，结构整体质量较轻，便于运输和储存，可以提高土地综合利用效率，经济成本较传统支架由较大优势。本发明光伏支架可与其他临时结构相结合，实现多种功能，具有较强的实际意义

本发明通过支架间稳定系统04保证纵向空间索桁架系统03的纵向受力的稳定性能。本发明横向、纵向跨度大、下部空间大，适应渔光互补项目对光伏组件下净空要求高的特点。本发明抗风能力强，抗局部变形能力强，相邻的纵向空间索桁架系统03之间通过支架间稳定系统04能大幅优化系统的风致响应性能，提高系统的可靠性。

本发明提供的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统能横向和纵向进行平面扩展。本发明提供的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统安装可在鱼塘或捕鱼的海面上方，能节约用地，便于平面扩展，同时，本发明提供的光伏支架系统能较好适应不规则用地边界和起伏地形，易编排光伏图案造型。本发明提供的光伏支架系统的高度足够，不会影响养殖人员的正常生活及劳作，同时也并不会影响鱼塘内的作物的培育，及海内生物的生长。

本发明中，对各个杆件均进行防腐处理，提高了整个支架系统的使用寿命。本发明适宜跨度50m～70m，横向间距满足渔业生产操作要求、大风工况下横向稳定性好。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的端部锚固系统01包括两根边立柱05、下部拉杆09和上部拉杆10，所述的两根边立柱05平行设置，且两根边立柱05的上端通过钢梁06连接，所述的两根边立柱05之间设有交叉支撑08，所述的上部拉杆10一端与边立柱05的上端部连接，另一端向下倾斜拉出固定在锚固承台上；所述的下部拉杆09一端固定在边立柱05的中部，另一端向下倾斜拉出固定在锚固承台上。

优选的，所述的两根边立柱05中部设有柱间系杆07。

本发明中，由两根边立柱05和钢梁06构成端部锚固系统01的基础刚架，并设置柱间系杆07作为两根边立柱05之间的横撑，两根边立柱05之间设置的两道交叉支撑08用来提高边立柱05受力性能。在边立柱05相应位置设置与上下弦预应力索相连接的节点。本发明中，上下弦预应力索包括下弦预应力索12和上弦预应力索13。

为了提高端部锚固系统01的面外刚度，设置两道刚性拉杆，即上部拉杆10和下部拉杆09，上部拉杆10和下部拉杆09通过连接节点与边立柱05、锚固承台进行连接，锚固承台采用多根桩+承台的方案，提高锚固承台抗拔、抗水平力的性能。

如图3所示，边立柱05、钢梁06、柱间系杆07和交叉支撑08组成刚架来承担竖向/横向水平荷载，纵向水平荷载全部由下部拉杆09和上部拉杆10来承担；为实现支架倾角设置前后立柱高低来实现。

优选的，所述的中部支撑过渡系统02包括两根平行设置的中立柱11，两根中立柱11上端通过钢梁06连接，两根中立柱11中部通过柱间系杆07连接；两根中立柱11与柱间系杆07和钢梁06之间形成的框体内设有交叉支撑08；柱间系杆07与柱间系杆07下部的中立柱11之间也设有交叉支撑08。

本发明中，由两根中立柱11及对应的钢梁06构成中部支撑过渡系统2的基础刚架，并在该基础刚架内设置横撑和交叉支撑08；上下弦预应力索在中部支撑过渡系统2上的节点两侧受力和变形能有效传递，竖向受力和变形能有效约束。上下弦索通过过渡节点约束横向和竖向变形，释放纵向变形，保证中部支撑过渡系统2的受力性能。

优选的，所述的纵向空间索桁架系统03包括两片平面索桁架，所述的两片平面索桁架前后、高低错落布置；两片平面索桁架间设置多个纵向受力单元。

优选的，所述的纵向受力单元包括平面索桁架间下撑杆16、平面索桁架间上撑杆17和平面索桁架间交叉支撑15，所述的平面索桁架间交叉支撑15设在平面索桁架间下撑杆16和平面索桁架间上撑杆17之间，形成一个平面。

优选的，所述的单片平面索桁架通过两根预应力索呈鱼腹式布置，两根预应力索之间间隔4～8米设置上下弦索间撑杆14；所述的上下弦索间撑杆14长度不一。

本发明中，两片平面索桁架前后、高低错落布置，两片平面索桁架间设置撑杆和交叉支撑形成纵向受力单元；单片平面索桁架由两根预应力索呈鱼腹式布置，中部间隔4～8米设置上下弦索间撑杆14，施加预应力后便形成。这样纵向空间索桁架系统03的纵横两个方向均能形成桁架，结构整体受力能力强，抗变形能力强。纵向空间索桁架系统3间的横向稳定数量，根据实际项目计算确定支架间稳定系统04的间距及数量。如图4所示，中立柱11、钢梁06、柱间系杆07和交叉支撑08组成刚架来承担竖向/横向水平荷载；为实现支架倾角设置前后立柱高低来实现。

本发明中，纵向空间索桁架系统03横向设置四边撑杆，对角线设置平面索桁架间交叉支撑15，撑杆间隔根据索桁架受力计算确定。通过调整前后排平面索桁架高低来适应光伏组件倾角。

本发明中，支架间稳定系统04设在纵向空间索桁架系统03的横向支撑处，设置上层撑杆、下层撑杆，平面索桁架间交叉拉筋18，构成平面桁架体系，本发明提供的光伏支架间横向形成多道平面稳定桁架，多排支架间相互连接，能有效提高超大跨度索桁架光伏支架抵抗横向风致响应的性能。

如图5所示，下弦预应力索12、上弦预应力索13和上下弦索间撑杆14组成单片平面索桁架，前后两片平面索桁架间设置平面索桁架间下撑杆16、平面索桁架间上撑杆17和平面索桁架间交叉支撑15形成四索空间索桁架，来承受荷载同时其抗变形能力增强。

如图6所示，本实施案例的支架间稳定系统为前后排四索空间索桁架间设置平面索桁架间下撑杆16、平面索桁架间上撑杆17和平面索桁架间交叉拉筋18，在横向形成稳定桁架，提高结构整体抗变形能力。

优选的，所述的两根预应力索包括上弦预应力索和下弦预应力索，上弦预应力索和下弦预应力索均为柔性拉索，采用钢丝束、钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、吊装带中的一种或多种。上弦预应力索和下弦预应力索分别根据索所受拉力大小不同，选择不同截面规格的钢绞线、钢丝绳等。

优选的，所述的纵向空间索桁架系统03的跨度为50m～70m。

优选的，所述的钢梁06选用H型或矩形截面型钢，钢梁06端部设置有预应力索的锚固点。

本发明中，钢梁06选用H型或矩形截面钢，端部需要设置预应力索的锚固点，该锚固点需要考虑协调索力，防止索与立柱硬连接，使立柱发生节点破坏。

本发明中，边立柱05和中立柱11均可选用高强度预应力管桩、钢柱、钢筋混凝土预制柱。两种立柱顶部设置预埋件与钢梁焊接连接，边立柱05和中立柱11相应位置设置预应力索锚固节点。作为优选，在预应力索处设置两道斜向拉杆，拉杆选用预应力钢筋或钢管。

本发明中，整个光伏支架系统可在纵向、横向进行平面扩展，如图1所示，在本实施例中，多个标准的超大跨度索结构光伏支架相互拼接，形成类矩形阵列结构的支架系统。标准的超大跨度索结构光伏支架，如图2所示。在其他实施例中还可以增加标准大跨度光伏支架纵横两个方向数量，形成更加密集的组件布置，提高土地面积利用率。

如图3和4所示，本实施案例中，边立柱05和中立柱11选用钢管，基础采用管桩，通过销轴连接立柱与基础，实现在受力面内铰接。

本实施案例，下部净空大，纵向跨度和横向立柱间距满足渔业生产要求，实现真正渔业与光伏发电的双重功能，提高项目的经济效益和社会效益。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术可以实现，而且本发明中所阐述实施案例仅为本发明的较好的实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所做的等效变化和装饰，都应作为本发明的技术范畴，本发明中未详细描述的装置结构及方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。

Claims (10)

1.一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：包括锚固承台、端部锚固系统(01)、中部支撑过渡系统(02)、纵向空间索桁架系统(03)和支架间稳定系统(04)，所述的纵向空间索桁架系统(03)的端部与对应的端部锚固系统(01)上端连接，所述的端部锚固系统(01)下端固定在锚固承台上；所述的支架间稳定系统(04)为多个，且设在纵向空间索桁架系统(03)内及相邻的纵向空间索桁架系统(03)之间；所述的中部支撑过渡系统(02)为多个支撑在纵向空间索桁架系统(03)下端。

2.根据权利要求1所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的端部锚固系统(01)包括两根边立柱(05)、下部拉杆(09)和上部拉杆(10)，所述的两根边立柱(05)平行设置，且两根边立柱(05)的上端通过钢梁(06)连接，所述的两根边立柱(05)之间设有交叉支撑(08)，所述的上部拉杆(10)一端与边立柱(05)的上端部连接，另一端向下倾斜拉出固定在锚固承台上；所述的下部拉杆(09)一端固定在边立柱(05)的中部，另一端向下倾斜拉出固定在锚固承台上。

3.根据权利要求2所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的两根边立柱(05)中部设有柱间系杆(07)。

4.根据权利要求1所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的中部支撑过渡系统(02)包括两根平行设置的中立柱(11)，两根中立柱(11)上端通过钢梁(06)连接，两根中立柱(11)中部通过柱间系杆(07)连接；两根中立柱(11)与柱间系杆(07)和钢梁(06)之间形成的框体内设有交叉支撑(08)；柱间系杆(07)与柱间系杆(07)下部的中立柱(11)之间也设有交叉支撑(08)。

5.根据权利要求1所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的纵向空间索桁架系统(03)包括两片平面索桁架，所述的两片平面索桁架前后、高低错落布置；两片平面索桁架间设置多个纵向受力单元。

6.根据权利要求5所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的纵向受力单元包括平面索桁架间下撑杆(16)、平面索桁架间上撑杆(17)和平面索桁架间交叉支撑(15)，所述的平面索桁架间交叉支撑(15)设在平面索桁架间下撑杆(16)和平面索桁架间上撑杆(17)之间，形成一个平面。

7.根据权利要求5所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的单片平面索桁架通过两根预应力索呈鱼腹式布置，两根预应力索之间间隔4～8米设置上下弦索间撑杆(14)；所述的上下弦索间撑杆(14)长度不一。

8.根据权利要求7所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的两根预应力索包括上弦预应力索和下弦预应力索，上弦预应力索和下弦预应力索均为柔性拉索，采用钢丝束、钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、吊装带中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的纵向空间索桁架系统(03)的跨度为50m～70m。

10.根据权利要求2或4所述的一种适合渔光互补的超大跨度索结构光伏支架系统，其特征在于：所述的钢梁(06)选用H型或矩形截面型钢，钢梁(06)端部设置有预应力索的锚固点。

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