CN117713643B - 一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***，属于悬索式支架技术领域，能够解决现有悬索式光伏支架不能有效适应山地地形变化、且无法满足陡坡起伏地形下的结构受力和稳定需求的问题。所述***包括：坡顶固定单元，设置在坡顶上；下坡抗压单元，设置在过渡坡的顶端；坡底固定单元，设置在坡底；悬索单元，一端连接在坡顶固定单元上，另一端穿设过下坡抗压单元、且与坡底固定单元连接，用于支撑光伏组件；下坡抗压单元用于向悬索单元提供向上支撑力。本发明用于悬索式光伏支架。

Description

一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***

技术领域

本发明涉及一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***，属于悬索式支架技术领域。

背景技术

在山地光伏项目中，经常面临陡坡、起伏和各类不规则变化的地形条件，传统的悬索式支架结构一方面不能有效适应地形变化，另一方面各类结构件的受力特性发生了巨大变化，不能满足陡坡起伏地形下的结构受力和稳定需求。

发明内容

本发明提供了一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***，能够解决现有悬索式光伏支架不能有效适应山地地形变化、且无法满足陡坡起伏地形下的结构受力和稳定需求的问题。

本发明提供了一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***，所述陡坡起伏地形包括坡顶、坡底和连接在所述坡顶和所述坡底之间的至少一个过渡坡；所述***包括：

坡顶固定单元，设置在所述坡顶上；

下坡抗压单元，设置在所述过渡坡的顶端；

坡底固定单元，设置在所述坡底；

悬索单元，一端连接在所述坡顶固定单元上，另一端穿设过所述下坡抗压单元、且与所述坡底固定单元连接，用于支撑光伏组件；所述下坡抗压单元用于向所述悬索单元提供向上支撑力。

可选的，所述***还包括：

转坡抗拉单元，设置在所述过渡坡的底端；所述悬索单元穿设过所述转坡抗拉单元；所述转坡抗拉单元用于向所述悬索单元提供下压力。

可选的，所述***还包括：

抗风拉索单元，设置在所述坡顶固定单元和所述坡底固定单元之间，其一端与所述悬索单元连接，另一端与地面桩基连接。

可选的，所述坡顶固定单元和所述坡底固定单元均包括：

多个支撑立柱，成排设置在所述坡顶或所述坡底上；相邻两个所述支撑立柱之间设置有交叉连接件；

拉索模块，其一端与所述支撑立柱的顶端连接，另一端与地面桩基连接。

可选的，所述拉索模块包括：

连续承台，位于多个支撑立柱的一侧，且固定在所述坡顶或所述坡底的地面上；

多个斜拉索，所述斜拉索与所述支撑立柱一一对应，所述斜拉索的一端连接在对应的支撑立柱的顶端，另一端连接在所述连续承台上；

两个侧向拉索，分布在所述悬索单元的两侧，且其一端连接在位于两侧的支撑立柱的顶端，其另一端连接在地面桩基上。

可选的，所述悬索单元包括两条双主悬索；所述下坡抗压单元包括：

两个下坡中立柱框架，用于分别支撑两条双主悬索；

下坡连接杆，连接在两个下坡中立柱框架的顶端之间；

两个下坡侧拉索，分布在两条双主悬索的两侧，且其一端连接在对应侧的下坡中立柱框架的顶端，其另一端连接在地面桩基上。

可选的，所述下坡中立柱框架包括：

第一横杆，横向设置在所述双主悬索的下方，其靠近所述双主悬索的表面设置有第一索环，所述双主悬索的一端穿设过所述第一索环；

第一竖杆，其顶端垂直连接在所述第一横杆中部，其底端与地面桩基铰接，所述第一竖杆的倾斜方向与所述双主悬索穿过所述第一索环时所成夹角的角平分线的倾斜方向一致；

下坡斜索，其顶端与所述第一竖杆的顶端连接，其底端连接在地面桩基上。

可选的，所述下坡抗压单元还包括：

下坡底连杆，连接在两个下坡中立柱框架的底端之间。

可选的，所述悬索单元包括两条双主悬索；所述转坡抗拉单元包括：

两个转坡中立柱框架，用于分别下压两条双主悬索；

转坡连接杆，连接在两个转坡中立柱框架的顶端之间；

两个转坡侧拉索，分布在两条双主悬索的两侧，且其一端连接在对应侧的转坡中立柱框架的顶端，其另一端连接在地面桩基上。

可选的，所述转坡中立柱框架包括：

第二横杆，横向设置在所述双主悬索的上方，其靠近所述双主悬索的表面设置有第二索环，所述双主悬索的一端穿设过所述第二索环；

第二竖杆，其顶端垂直连接在所述第二横杆中部，其底端与地面桩基铰接；所述第二竖杆的倾斜方向与所述双主悬索穿过所述第二索环时所成夹角的角平分线的倾斜方向一致。

可选的，所述下坡中立柱框架还包括：

第一加强杆，其两端分别连接在所述第一横杆和所述第一竖杆上，用于与所述第一横杆和所述第一竖杆形成三角形结构。

可选的，所述转坡中立柱框架还包括：

第二加强杆，其两端分别连接在所述第二横杆和所述第二竖杆上，用于与所述第二横杆和所述第二竖杆形成三角形结构。

本发明能产生的有益效果包括：

（1）本发明提供的悬索式光伏支架***，适用于山地光伏项目或者类似地形条件下光伏组件长距离连续架空布置的情形。本发明针对山地光伏陡坡、起伏和不规则变化地形，解决了传统悬索支架体系不适用或不能保证结构安全稳定的技术难题，满足各类坡度变化下结构稳定和安全的要求，适应受拉、受压、受剪、纵横向倾覆力、长距离悬索预应力和施工合理偏差下的稳定结构体系，形成了***化的陡坡起伏地形下悬索式结构体系解决方案。本发明有利于新能源光伏发电行业逐渐向陡坡、起伏和不规则变化的山地光伏进军，有利于实现国家“双碳”战略目标，具有较强的推广应用价值。

（2）本发明提供的悬索式光伏支架***，以坡顶和坡底的连续承台作为悬索式支架体系的核心端部锚固基础，能够联合受力，端部锚固更为可靠；并且以坡顶和坡底的支撑立柱和拉索模块进行横向连接的型式、斜拉和侧拉锚固的型式，能够确保端部纵向、侧向同步受力，从而使得结构更加的稳固。

（3）本发明提供的悬索式光伏支架***，将下坡中立柱框架与转坡中立柱框架根据其受力特性进行了区分设计，充分考虑了双主悬索成型过程的稳定性；并且中立柱框架中的竖杆统一以两侧角平分线的方式设计、进行传力和维持双主悬索支撑高度，并将竖杆底部设计为铰接连接以释放弯矩，从而能够使结构更为精巧，能够节省结构材料用量。并且，本发明以倒V型抗风索和侧V型抗风索的型式增加了双主悬索的抗风稳定性。

（4）本发明提供的悬索式光伏支架***，考虑了下坡中立柱框架中第一横杆和转坡中立柱框架中第二横杆上的扁平孔穿索环设计，考虑了长距离多跨度转坡过程中悬索传力的平滑性，能够适应多跨结构的侧向累积施工偏差，避免结构承受过大的预应力引起的索侧向力，释放不利的侧向荷载，有利于结构的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的悬索式光伏支架***整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的坡顶固定单元和下坡抗压单元结构示意图；

图3为本发明实施例提供的坡底固定单元和转坡抗拉单元结构示意图。

附图标记：

10、坡顶固定单元；11、坡顶支撑立柱；12、坡顶交叉连接件；13、坡顶连续承台；14、坡顶斜拉索；15、坡顶侧向拉索；16、坡顶支撑杆；20、下坡抗压单元；21、第一横杆；22、第一竖杆；23、下坡斜索；24、第一加强杆；25、下坡连接杆；26、下坡侧拉索；27、下坡底连杆；28、第一索环；30、坡底固定单元；31、坡底支撑立柱；32、坡底交叉连接件；33、坡底连续承台；34、坡底斜拉索；35、坡底侧向拉索；36、坡底支撑杆；40、双主悬索；50、转坡抗拉单元；51、第二横杆；52、第二竖杆；53、第二加强杆；54、转坡连接杆；55、转坡侧拉索；56、转坡底连杆；57、第二索环；61、倒V型抗风索；62、侧V型抗风索；70、光伏组件。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

本发明实施例提供了一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***，陡坡起伏地形包括坡顶、坡底和连接在坡顶和坡底之间的至少一个过渡坡；如图1至图3所示，所述***包括：

坡顶固定单元10，设置在坡顶上；

下坡抗压单元20，设置在过渡坡的顶端；

坡底固定单元30，设置在坡底；

悬索单元，一端连接在坡顶固定单元10上，另一端穿设过下坡抗压单元20、且与坡底固定单元30连接，用于支撑光伏组件70；下坡抗压单元20用于向悬索单元提供向上支撑力。

进一步的，所述***还包括：

转坡抗拉单元50，设置在过渡坡的底端；悬索单元穿设过转坡抗拉单元50；转坡抗拉单元50用于向悬索单元提供下压力。

参考图2和图3所示，坡顶固定单元10和坡底固定单元30均包括：

多个支撑立柱，成排设置在坡顶或坡底上；相邻两个支撑立柱之间设置有交叉连接件；在实际应用中，交叉连接件可以是交叉设置的两根拉索或拉杆。较佳的，相邻支撑立柱之间还可以设置横向的支撑杆，以进一步支撑连接相邻支撑立柱，从而使得多个支撑立柱通过交叉连接件和支撑杆连接成一个整体结构。

拉索模块，其一端与支撑立柱的顶端连接，另一端与地面桩基连接。

其中，拉索模块包括：

连续承台，位于多个支撑立柱的一侧，且固定在坡顶或坡底的地面上；

多个斜拉索，斜拉索与支撑立柱一一对应，斜拉索的一端连接在对应的支撑立柱的顶端，另一端连接在连续承台上；

两个侧向拉索，分布在悬索单元的两侧，且其一端连接在位于两侧的支撑立柱的顶端，其另一端连接在地面桩基上。

在本发明中，将坡顶固定单元10和坡底固定单元30中包含的支撑立柱分别记为坡顶支撑立柱11和坡底支撑立柱31；将坡顶固定单元10和坡底固定单元30中包含的交叉连接件分别记为坡顶交叉连接件12和坡底交叉连接件32；将坡顶固定单元10和坡底固定单元30中包含的连续承台分别记为坡顶连续承台13和坡底连续承台33；将坡顶固定单元10和坡底固定单元30中包含的斜拉索分别记为坡顶斜拉索14和坡底斜拉索34；将坡顶固定单元10和坡底固定单元30中包含的侧向拉索分别记为坡顶侧向拉索15和坡底侧向拉索35；将坡顶固定单元10和坡底固定单元30中包含的支撑杆分别记为坡顶支撑杆16和坡底支撑杆36。

参考图2所示，坡顶固定单元10包含多个坡顶支撑立柱11，相邻两个坡顶支撑立柱11之间均设置坡顶交叉连接件12和坡顶支撑杆16，坡顶支撑杆16可以设置两根，分别连接在相邻两个坡顶支撑立柱11的顶端和底端；多个坡顶支撑立柱11通过坡顶交叉连接件12和坡顶支撑杆16连接成为一个整体；每个坡顶支撑立柱11均连接一根坡顶斜拉索14，坡顶斜拉索14的底端固定在坡顶连续承台13上；位于两侧的两个坡顶支撑立柱11分别连接一根坡顶侧向拉索15，坡顶支撑立柱11通过坡顶斜拉索14和坡顶侧向拉索15，在纵向和侧向同步受力，从而使得坡顶固定单元10的结构更加的稳固。

参考图3所示，坡底固定单元30包含多个坡底支撑立柱31，相邻两个坡底支撑立柱31之间均设置坡底交叉连接件32和坡底支撑杆36，坡底支撑杆36可以设置两根，分别连接在相邻两个坡底支撑立柱31的顶端和底端；多个坡底支撑立柱31通过坡底交叉连接件32和坡底支撑杆36连接成为一个整体；每个坡底支撑立柱31均连接一根坡底斜拉索34，坡底斜拉索34的底端固定在坡底连续承台33上；位于两侧的两个坡底支撑立柱31分别连接一根坡底侧向拉索35，坡底支撑立柱31通过坡底斜拉索34和坡底侧向拉索35，在纵向和侧向同步受力，从而使得坡底固定单元30的结构更加的稳固。

参考图1和图2所示，悬索单元包括两条双主悬索40，光伏组件70铺设在两条双主悬索40上；下坡抗压单元20包括：

两个下坡中立柱框架，用于分别支撑两条双主悬索40；

下坡连接杆25，连接在两个下坡中立柱框架的顶端之间；

两个下坡侧拉索26，分布在两条双主悬索40的两侧，且其一端连接在对应侧的下坡中立柱框架的顶端，其另一端连接在地面桩基上；

下坡底连杆27，连接在两个下坡中立柱框架的底端之间。

其中，下坡中立柱框架包括：

第一横杆21，横向设置在双主悬索40的下方，其靠近双主悬索40的表面设置有第一索环28，双主悬索40的一端穿设过第一索环28；在实际应用中，第一索环28可以为扁平状的孔穿索环。具体的，下坡连接杆25连接在两个下坡中立柱框架的第一横杆21的靠近端的端部，用于将两个下坡中立柱框架连为一体。

第一竖杆22，其顶端垂直连接在第一横杆21中部，其底端与地面桩基铰接，第一竖杆22的倾斜方向与双主悬索40穿过第一索环28时所成夹角的角平分线的倾斜方向一致；具体的，下坡底连杆27连接在两个下坡中立柱框架的第一竖杆22的底端，用于进一步增强两个下坡中立柱框架的连接稳固性。本发明通过设置第一竖杆22的底端与地面桩基铰接，这样在进行双主悬索40的预应力张拉过程中，下坡中立柱框架可以适应性的调整竖立的角度，从而便于施工。

下坡斜索23，其顶端与第一竖杆22的顶端连接，其底端连接在地面桩基上。

进一步的，下坡中立柱框架还包括：

第一加强杆24，其两端分别连接在第一横杆21和第一竖杆22上，用于与第一横杆21和第一竖杆22形成三角形结构。第一加强杆24的设置可以增强下坡中立柱框架自身结构的稳固性。在实际应用中，第一加强杆24可以为两根，两根第一加强杆24的一端分别连接第一横杆21的两端，另一端连接在第一竖杆22的中部。

参考图1和图3所示，悬索单元包括两条双主悬索40；转坡抗拉单元50包括：

两个转坡中立柱框架，用于分别下压两条双主悬索40；

转坡连接杆54，连接在两个转坡中立柱框架的顶端之间；

两个转坡侧拉索55，分布在两条双主悬索40的两侧，且其一端连接在对应侧的转坡中立柱框架的顶端，其另一端连接在地面桩基上；

转坡底连杆56，连接在两个转坡中立柱框架的底端之间。

其中，转坡中立柱框架包括：

第二横杆51，横向设置在双主悬索40的上方，其靠近双主悬索40的表面设置有第二索环57，双主悬索40的一端穿设过第二索环57；在实际应用中，第二索环57可以为扁平状的孔穿索环。具体的，转坡连接杆54连接在两个转坡中立柱框架的第二横杆51的靠近端的端部，用于将两个转坡中立柱框架连为一体。

第二竖杆52，其顶端垂直连接在第二横杆51中部，其底端与地面桩基铰接；第二竖杆52的倾斜方向与双主悬索40穿过第二索环57时所成夹角的角平分线的倾斜方向一致。具体的，转坡底连杆56连接在两个转坡中立柱框架的第二竖杆52的底端，用于进一步增强两个转坡中立柱框架的连接稳固性。本发明通过设置第二竖杆52的底端与地面桩基铰接，这样在进行双主悬索40的预应力张拉过程中，转坡中立柱框架可以适应性的调整竖立的角度，从而便于施工。

进一步的，转坡中立柱框架还包括：

第二加强杆53，其两端分别连接在第二横杆51和第二竖杆52上，用于与第二横杆51和第二竖杆52形成三角形结构。第二加强杆53的设置可以增强转坡中立柱框架自身结构的稳固性。在实际应用中，第二加强杆53可以为两根，两根第二加强杆53的一端分别连接第二横杆51的两端，另一端连接在第二竖杆52的中部。

需要说明的是，本发明实施例对于下坡抗压单元20和转坡抗拉单元50的设置数量不做限定，本领域技术人员可以根据实际地形中过渡坡的不同形式设置多个下坡抗压单元20和转坡抗拉单元50。

进一步的，所述***还包括：

抗风拉索单元，设置在坡顶固定单元10和坡底固定单元30之间，其一端与悬索单元连接，另一端与地面桩基连接。

在实际应用中，抗风拉索单元可以包括倒V型抗风索61和侧V型抗风索62，倒V型抗风索61通常设置在较为平整的地形上，如坡顶、坡底或过渡坡中较为平整的地面上；倒V型抗风索61可以向双主悬索40提供一个垂直于地面的拉力。侧V型抗风索62通常设置在有坡度的地形上，如过渡坡的斜坡面上；侧V型抗风索62可以向双主悬索40提供一个朝向斜坡面底端的斜向拉力。倒V型抗风索61和侧V型抗风索62可以增加双主悬索40的抗风稳定性。

本发明对于倒V型抗风索61和侧V型抗风索62的设置数量、设置位置等均不做限定，本领域技术人员可以根据实际地形、支撑双主悬索40的相邻两个支撑结构之间的距离等因素来进行具体设定。

本发明通过对双主悬索40的底端进行同步张拉，使得双主悬索40成形维持稳定结构，再将双主悬索40的上下两端同步张拉，施加预应力以达到设计值。本发明能够巧妙的满足各类坡度变化下光伏支架结构的稳定和安全，适应受拉、受压、受剪、纵横向倾覆力、长距离悬索预应力和施工合理偏差，能够有效的减小支架占地面积和对地高度。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种适应陡坡起伏地形的悬索式光伏支架***，所述陡坡起伏地形包括坡顶、坡底和连接在所述坡顶和所述坡底之间的至少一个过渡坡；其特征在于，所述***包括：

坡顶固定单元，设置在所述坡顶上；

下坡抗压单元，设置在所述过渡坡的顶端；

坡底固定单元，设置在所述坡底；

悬索单元，一端连接在所述坡顶固定单元上，另一端穿设过所述下坡抗压单元、且与所述坡底固定单元连接，用于支撑光伏组件；所述下坡抗压单元用于向所述悬索单元提供向上支撑力；

所述坡顶固定单元和所述坡底固定单元均包括：

多个支撑立柱，成排设置在所述坡顶或所述坡底上；相邻两个所述支撑立柱之间设置有交叉连接件；

连续承台，位于多个支撑立柱的一侧，且固定在所述坡顶或所述坡底的地面上；

多个斜拉索，所述斜拉索与所述支撑立柱一一对应，所述斜拉索的一端连接在对应的支撑立柱的顶端，另一端连接在所述连续承台上；

两个侧向拉索，分布在所述悬索单元的两侧，且其一端连接在位于两侧的支撑立柱的顶端，其另一端连接在地面桩基上；

所述悬索单元包括两条双主悬索；所述下坡抗压单元包括：

两个下坡中立柱框架，用于分别支撑两条双主悬索；

下坡连接杆，连接在两个下坡中立柱框架的顶端之间；

两个下坡侧拉索，分布在两条双主悬索的两侧，且其一端连接在对应侧的下坡中立柱框架的顶端，其另一端连接在地面桩基上。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

转坡抗拉单元，设置在所述过渡坡的底端；所述悬索单元穿设过所述转坡抗拉单元；所述转坡抗拉单元用于向所述悬索单元提供下压力。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

抗风拉索单元，设置在所述坡顶固定单元和所述坡底固定单元之间，其一端与所述悬索单元连接，另一端与地面桩基连接。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述下坡中立柱框架包括：

第一横杆，横向设置在所述双主悬索的下方，其靠近所述双主悬索的表面设置有第一索环，所述双主悬索的一端穿设过所述第一索环；

第一竖杆，其顶端垂直连接在所述第一横杆中部，其底端与地面桩基铰接，所述第一竖杆的倾斜方向与所述双主悬索穿过所述第一索环时所成夹角的角平分线的倾斜方向一致；

下坡斜索，其顶端与所述第一竖杆的顶端连接，其底端连接在地面桩基上。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述下坡抗压单元还包括：

下坡底连杆，连接在两个下坡中立柱框架的底端之间。

6.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述悬索单元包括两条双主悬索；所述转坡抗拉单元包括：

两个转坡中立柱框架，用于分别下压两条双主悬索；

转坡连接杆，连接在两个转坡中立柱框架的顶端之间；

两个转坡侧拉索，分布在两条双主悬索的两侧，且其一端连接在对应侧的转坡中立柱框架的顶端，其另一端连接在地面桩基上。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述转坡中立柱框架包括：

第二横杆，横向设置在所述双主悬索的上方，其靠近所述双主悬索的表面设置有第二索环，所述双主悬索的一端穿设过所述第二索环；

第二竖杆，其顶端垂直连接在所述第二横杆中部，其底端与地面桩基铰接；所述第二竖杆的倾斜方向与所述双主悬索穿过所述第二索环时所成夹角的角平分线的倾斜方向一致。