CN207869055U - 一种基于预应力双层索系的柔性支架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于预应力双层索系的柔性支架结构，包括固定架，固定架包括横向排列的立柱，相邻立柱之间连接上横梁和下横梁，上横梁和下横梁上下平行布置；固定架有至少两个，纵向排布，相邻的固定架的上横梁之间连接上层索系，相邻的固定架的下横梁之间连接下层索系，上层索系和下层索系之间连接可调节拉索或可调节拉杆。本实用新型利用预应力双层索系，通过预应力的施加，控制了现有结构在自重荷载工况切变为风雪荷载工况时变形量级，从而为组件的正常安全使用扫除了障碍；通过反张的双层索系，解决了现有结构在负风、脉动风作用下的风致振动问题。

Description

一种基于预应力双层索系的柔性支架结构

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，尤其涉及一种基于预应力双层索系的柔性支架结构。

背景技术

随着光伏产业的蓬勃发展，为适应山地、水面、屋顶等各种复杂安装环境，柔性支架因其跨度大、对材料力学性能的利用效率高、成本低等优势，获得了越来越广泛的关注和应用。

光伏组件承受重力荷载、风荷载与积雪荷载，并传递给索结构；多数场景下，风荷载、雪荷载远大于重力荷载。现有的柔性支架方案多为单层索结构体系，虽然能够较好的承受组件的竖向重力荷载及雪荷载，但考虑其大垂度的结构形态，承受水平风荷载与负风压(风作用于组件下面，形成向上的托举力)的能力几乎为零。脉动风压往往能够带来索结构体系的显著振动，包括振颤和驰振；严重时甚至可能导致破坏。

同时，单层索结构体系下，由于索要求一定垂度的受力特性，无法施加预应力。

现有的索结构体系多采用单跨，锚固工程量巨大而繁琐。

现有技术存在以下缺点：

1、结构易发生风致振动，包括振颤和驰振；

2、结构抗负风能力差；

3、无法施加预应力，初始应力仅由自重产生；在风、雪荷载作用下，结构形变较大，容易造成组件脱落、拉裂、隐裂等破坏；

4、锚具使用量大，锚固工程量大；

5、索体长期荷载作用下的松弛较难处理；张拉设备二次进场较困难。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种基于预应力双层索系的柔性支架结构，利用预应力双层索系，通过预应力的施加，控制了现有结构在自重荷载工况切变为风雪荷载工况时变形量级，从而为组件的正常安全使用扫除了障碍；通过反张的双层索系，解决了现有结构在负风、脉动风作用下的风致振动问题。

为达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

本实用新型公开的基于预应力双层索系的柔性支架结构，包括固定架，所述固定架包括横向排列的立柱，相邻立柱之间连接上横梁和下横梁，上横梁和下横梁上下平行布置；固定架有至少两个，纵向排布，相邻的固定架的上横梁之间连接上层索系，相邻的固定架的下横梁之间连接下层索系，上层索系和下层索系之间连接可调节拉索或可调节拉杆。

优选的，所述上横梁和下横梁均为斜梁，斜梁的倾斜角度与光伏组件的倾角相同，上横梁、下横梁与两根或三根立柱连接。

优选的，所述上层索系包括纵向平行排布的上层索，所述下层索系包括纵向平行排布的下层索，所述上层索连接上横梁或立柱，所述下层索连接下横梁或立柱，所述可调节拉索或可调节拉杆连接在上下正对的上层索和下层索之间。

进一步的，相邻的下层索之间连接有斜拉索，与下横梁中部连接的下层索连接斜拉索的一端，所述斜拉索的另一端连接在与下横梁端部或立柱连接的下层索上。

优选的，所述斜拉索的另一端连接在下层索与下横梁端部或立柱的连接处。

优选的，所述上层索与上横梁或立柱之间、下层索与下横梁或立柱之间均采用锚具连接。

优选的，所述立柱为PHC管桩或环形预应力电杆或钢筋混凝土立柱。

优选的，所述上层索、下层索、斜拉索和可调节拉索均为钢绞线或frp索。

优选的，相邻固定架之间的距离为20m～30m。

优选的，所述上层索和/或下层索连接至少3个固定架。

本实用新型由立柱、双层斜梁，平行布置的双层索系、连接双层索系的可调式拉索或者拉杆、锚具、水平斜拉索组成，立柱承担结构的竖向荷载及水平荷载；可连续多跨部署，斜梁和立柱构成了索的端承结构，两榀端承结构之间设置双层索系，形成一跨，跨距一般可取20m～30m。初始状态下，索承水平状态。双层斜梁搭设在两根或三根立柱上，构成门型结构，斜梁倾角与光伏组件倾角一致。立柱之间应形成格构式连接，提高水平承载能力和抗倾覆能力。索结构通过U型连接，固定于斜梁上，并在多跨之间连续。同一竖向平面内的一条承重索和一条稳定索构成一个索桁架：沿索长度方向按照一定的间隔，设置作用点对；在作用点对，对承重索与稳定索分别施加重力方向和反重力方向的力，至承重索和稳定索的垂度分别达到1/20和1/15；并形成预应力。然后在作用点对安装拉索(或者拉杆)保持索形，在稳定层平面内布置斜拉索体系，形成侧向约束。约束所体系在水平面内的振动。拉索的末端，根据具体情况，可采用重力锚、拉力桩等形式，形成锚锭系统。可调节拉索(或拉杆)集成了螺杆式千斤顶形式的长度调节机构，并具备自锁功能。

运行过程中，如出现索的松弛，可通过可调节拉索(拉杆)进一步施加预应力。

上述结构完成后，在承载索层平面内，采用U型螺栓安装固定光伏组件。

本实用新型利用预应力双层索系，较好的解决了柔性支架在应用中的一些典型问题，特别是：通过预应力的施加，控制了现有结构在自重荷载工况切变为风雪荷载工况时变形量级，从而为组件的正常安全使用扫除了障碍；通过反张的双层索系，解决了现有结构在负风、脉动风作用下的风致振动问题；通过斜拉索体系，解决了现有结构的侧向振动问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1-立柱、2-上横梁、3-下横梁、4-上层索、5-下层索、6-斜拉索、7-可调节拉索。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型公开的基于预应力双层索系的柔性支架结构，包括固定架，固定架包括横向排列的立柱1，相邻立柱之间连接上横梁2和下横梁3，上横梁2和下横梁3上下平行布置；固定架有至少两个，纵向排布，相邻的固定架的上横梁2之间连接上层索系，相邻的固定架的下横梁3之间连接下层索系；上层索系包括纵向平行排布的上层索4，下层索系包括纵向平行排布的下层索5，上层索4连接上横梁2或立柱1，下层索5连接下横梁3或立柱1，上层索与上横梁或立柱之间、下层索与下横梁或立柱之间均采用锚具连接；上下正对的上层索4和下层索5之间连接可调节拉索7或可调节拉杆，相邻的下层索5之间连接有斜拉索6，与下横梁3中部连接的下层索5连接斜拉索6的一端，斜拉索6的另一端连接在下层索5与下横梁3端部或立柱连接的连接处。

上横梁2和下横梁3均为斜梁，斜梁的倾斜角度与光伏组件的倾角相同，上横梁2、下横梁3分别与两根或三根立柱连接；立柱1可采用PHC管桩或环形预应力电杆或钢筋混凝土立柱，上层索4、下层索5、斜拉索6和可调节拉索7均可采用钢绞线或frp索，相邻固定架之间的距离为20m～30m，上层索4和/或下层索5连接至少3个固定架。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：包括固定架，所述固定架包括横向排列的立柱，相邻立柱之间连接上横梁和下横梁，上横梁和下横梁上下平行布置；固定架有至少两个，纵向排布，相邻的固定架的上横梁之间连接上层索系，相邻的固定架的下横梁之间连接下层索系，上层索系和下层索系之间连接可调节拉索或可调节拉杆。

2.根据权利要求1所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述上横梁和下横梁均为斜梁，斜梁的倾斜角度与光伏组件的倾角相同，上横梁、下横梁与两根或三根立柱连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述上层索系包括纵向平行排布的上层索，所述下层索系包括纵向平行排布的下层索，所述上层索连接上横梁或立柱，所述下层索连接下横梁或立柱，所述可调节拉索或可调节拉杆连接在上下正对的上层索和下层索之间。

4.根据权利要求3所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：相邻的下层索之间连接有斜拉索，与下横梁中部连接的下层索连接斜拉索的一端，所述斜拉索的另一端连接在与下横梁端部或立柱连接的下层索上。

5.根据权利要求4所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述斜拉索的另一端连接在下层索与下横梁端部或立柱的连接处。

6.根据权利要求3所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述上层索与上横梁或立柱之间、下层索与下横梁或立柱之间均采用锚具连接。

7.根据权利要求1所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述立柱为PHC管桩或环形预应力电杆或钢筋混凝土立柱。

8.根据权利要求4所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述上层索、下层索、斜拉索和可调节拉索均为钢绞线或frp索。

9.根据权利要求1所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：相邻固定架之间的距离为20m～30m。

10.根据权利要求2所述的基于预应力双层索系的柔性支架结构，其特征在于：所述上层索和/或下层索连接至少3个固定架。