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2.3荷载组合
根据柔性支架安全情况,荷载组合可分为仅考虑结构自重、考虑自重与雪荷载共同作用、考虑自重与风荷载共同作用下的3种情况。这3种受力情况下荷载计算与组合形式不同,受力分析时,对不同的荷载效应进行组合,形成不同工况。同时,环境温度的变化会导致钢绞线膨胀或收缩,从而造成预应力的变化,并引起钢绞线位移增大或缩小。因此,一方面应保证在温度上升达到设计最高值时,钢绞线位移仍然满足刚度条件;另一方面保证在温度降低到最低值时,钢绞线应力不超限。
2.4张拉工序
1)应先张拉前(下)钢绞线,后张拉后(上)钢绞线。张拉后钢绞线时对前钢绞线的影响较小,而张拉前钢绞线会造成后钢绞线较多的应力损失。
2)若将前钢绞线预应力直接张拉至期望值,则由于后钢绞线未张紧,端柱会产生较大扭矩,发生扭转变形。这不仅威胁结构安全,同时会造成前钢绞线连接处在张拉过程中位移增大,影响预应力控制精度。为了避免端柱截面产生较大扭矩,可进行多遍张拉。例如,第1遍张拉将前钢绞线预应力张拉至0.2倍预应力,再将后钢绞线张拉至0.2倍预应力;第2遍张拉前钢绞线至0.4倍预应力,再将后钢绞线张拉至0.4倍预应力;如此循环直到达到期望预应力值。
3)若摇摆柱对钢绞线轴向变形无约束,钢绞线可单边张拉;若摇摆柱约束钢绞线轴向位移,钢绞线应左右对称张拉,以避免张拉过程造成摇摆柱侧向受力。
2.5方案设计建议
1)因短跨度方案与长跨度方案相同条件下所需要的钢绞线预应力相同,对端柱及中柱的作用力相同,因此设计中除根据实际情况考虑跨度外,优先选择长跨度方案。
2)中柱为摇摆柱时,计算表明摇摆柱与钢绞线在迎面来风时侧向转运明显,与钢绞线组成几何可变体系,不稳定,因此应从构造上从中柱顶端提供有效水平力,避免中柱抗弯受力。
3)计算表明,钢绞线直接锚固于柱体上时,钢绞线在柱体连接处弯曲变形明显,钢绞线与端柱相接处应设为铰接,避免钢绞线局部弯曲过大,强度失效。
地面电站采用柔性支架与普通支架对比
适用范围对比表2为柔性支架与普通支架适用范围的对比。
3.2施工安装及检修维护
3.2.1施工安
采用柔性支架的光伏电站与常规地面光伏电站的施工不同。
1)柔性支架基础一般采用混凝土独立基础,立柱采用焊接H型钢柱,独立基础与钢柱均比常规地面支架的基础及立柱要大很多。
2)受柔性支架跨度较大且离地高度较高的影响,一般采用安全绳悬挂施工人员进行安装的方式,相比地面施工方式增加了施工难度及不安全因素。
3)钢绞线的张拉技术含量较大,需要专业的施工单位才可以完成。
3.2.2检修维护
采用柔性支架的光伏电站检修及维护相对常规地面电站难度要大。常规地面电站常采用风吹或水洗的方式,而因柔性支架离地高度较高,因此一般只能采用水冲的方式;同时,对出现质量问题的组件,更换难度也偏大。因此,在组件采购时应严格质量检测及管理,避免后期因质量原因产生的组件更换。
结束语
我国光伏发电项目柔性支架尚处于探索阶段,实际案例为数不多,已建成项目以污水处理厂为主,尚未出现用于山地、水塘、渔塘等地的柔性支架。由于目前西北地区荒漠、戈壁用地紧张,在条件良好的山地越来越少的局面下,传统支架的适用局限性越来越严重,而柔性支架具有跨度大且跨度范围灵活可调的优势,在光伏产业发展的道路上更具有推动意义。
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