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摘要：目前在山区地形建设的地面光伏电站越来越多，山区建设光伏项目由于场地东西以及南北方向坡度变化均较大，光伏组件支架立柱施工放线误差较大，再加上支架大多采用在工厂按标准化构件加工运输到现场安装，前面两种因素就导致了支架立柱间的柱间支撑和檩条上的水平支撑无法张拉紧，由于支撑是光伏支架结构体系稳定性所需构架，如支撑出现未张紧的情况，支架结构体系有可能由静定结构体系变成可变结构体系，从而引起支架的结构安全对光伏电站的正常运行造成较大隐患。针对山区地形的特殊原因，我们引入一种新型柔性拉杆运用于山区复杂地形的光伏组件支架上，同时考虑到施工的方便性又兼顾了用料的经济性。
关键词：光伏发电；土建设计
1. 新型柔性拉杆土建设计背景技术
光伏组件支架通常有双立柱和单立柱两种结构形式的支架（见图一a、b），每组光伏组件铺设方式大多为横向布置2列，纵向11块或10块光伏组件，每组支架由4榀横向框架及4根纵向檩条组成，当采用双立柱结构支架时，框架立柱纵向设置柱间斜拉杆，每榀框架由前立柱、后立柱、斜梁及斜撑组成；当采用单立柱结构支架时，框架斜梁一般设置水平拉杆，每榀框架由立柱及斜梁及前、后斜撑组成。相对于一个大中型光伏项目由于光伏组件较多，通常组件支架有上千组甚至上万组，支架通常采用在工厂定制然后运到现场安装的工序完成，每组支架都按同一个标准构件加工制造，对于项目场地比较平坦，施工放线也比较精准的情况下，柱间拉杆或水平拉杆采用标准长度定制和传统的节点连接方式时（传统节点连接方式详见图二a、b），施工单位安装也较容易满足设计要求。对于目前土地资源的不断匮乏，平坦的场地建议光伏电站可能性越来越小，因此推向更多的山区地形修建光伏电站，山区地形复杂东西南北坡向变化较大，由于场地坡度变化大的原因再加上坡度大施工定位固难造成施工放线误差大，就造成了每组组件支架的柱间距斜长是个变化值，即柱间斜拉杆（双立柱支架结构时）或水平拉杆（单立柱支架结构时）是一个变
图二a 图二b
化值，变化值的范围与场地坡度变化情况成正比，由于光伏项目支架的特点是采用工厂标准化的加工，也就是斜拉杆或水平拉杆采用传统的生产模式加工出来的长度是一个固定值，同时供货厂家也考虑了施工造成的误差，所以在斜拉杆或水平拉杆两头设置了一定长度的外螺纹，因考虑到加工成本外螺纹的设置长度有限，即通过斜拉杆或水平拉杆两头设置的螺纹长度只能调整很小的误差，如通过把斜拉杆或水平拉杆两头设置的螺纹长度加长来调节更大的由于坡度变化引起的长度变化生产加工成本比较高，由于斜拉杆或水平拉杆对支架结构体系的稳定性起较大作用，斜拉杆或水平拉杆如果没有足够的调节长度的性能就造成斜拉杆或水平拉杆不能张紧，不能张紧就达不到设置斜拉杆或水平拉杆的作用，容易造成光伏组件支架结构体系变成非静定结构体系而失稳。针对山区光伏项目坡度变化弧度较大的特点，要考虑光伏组件支架斜拉杆或水平拉杆必须张紧，即要保证足够的调节长度范围，同时要兼顾项目造价低、施工安装方便，我们创新采用了新型柔性拉杆运用于山区复杂地形的光伏项目。
2．新型柔性拉杆构件组成及现场施工
复杂地形山区光伏组件支架新型柔性拉杆主要是由小直径的冷拔低碳钢丝材质的斜拉杆、斜拉杆一端由钢筋墩头机现场制作一个墩头同时配一个垫圈、斜拉杆另一端为空心螺杆配垫圈螺母同时由钢筋墩头机现场制作一个墩头组成（见图三a、b）。光伏支架由于整体荷载较小，斜拉杆或水平拉杆按计算通常采用Φ4冷拔低碳钢丝即可满足设计要求，传统的斜拉杆或水平拉杆由于要加工外螺纹直径太小加工螺纹比较困难，所以现在已建的光伏项目通常是采用Φ10（或Φ12）的圆钢做斜拉杆以方便加工外螺纹。新型柔性拉杆由于只需要在冷拔低碳钢丝材质的斜拉杆两端加工成墩头即可，不需要加工外螺纹，所以可以采用Φ4冷拔低碳钢丝，由于钢筋直径比传统斜拉杆或水平拉杆所用的普通碳钢Φ10钢材用量减小很多，冷拔低碳钢丝与普通圆钢价格差异较小，使得新型柔性拉杆比传统的拉杆有较大的经济性。冷拔低碳钢丝供货上厂家可以成卷供货，比传统拉杆更便于运输。新型柔性拉杆的长度施工单位可以根据支架所处的实际坡度确定长度从而现场截断做墩头，施工机具较小施工工艺也比较简单，同时也可避免传统斜拉杆或水平拉杆尺寸过长产生的材料浪费。新型柔性拉杆斜拉杆一端的墩头带垫圈直接与支架节点板连接，另一端由于带空心螺纹带螺母可起到张紧的作用从而更能保证支架结构体系的稳定。
参照图三，斜拉杆连接节点中，现场立柱安装后，施工单位实测斜拉杆的长度后按实测长度现场切割冷拔低碳钢丝材质的斜拉杆，斜拉杆切割完成后一端在墩头机上制作一个墩头，墩头下配一个垫圈穿过角钢连接板，另一端套上空心螺杆，同时空心螺杆（螺杆上带垫片和螺母）穿过另外一端的角钢连接板，斜拉杆在空心螺杆制作墩头，空心螺杆具有一定的长度，通过拧紧空心螺杆上的螺母实现张紧的功能，从而保证支架结构体系和稳定性。
图三a 图三b
3.结论及运用
新型柔性拉杆的引用可以针对性用在复杂地形山区光伏组件支架上，在保证结构体系安全性的同时，具有施工操作方便，避免材料浪费的优点具有较好经济效益，本技术的实际运用效果可供同行进一步参考研究。
参考文献：
[1] 李天军.山地光伏电站施工难点分析[J].建材与装饰，2016，05（8）：233-234.
[2] 钟海民.山地光伏电站建设管理经验浅析[J].水电与新能源，2016，07（8）：87-88.
论文作者:陈刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/26
标签：拉杆论文; 支架论文; 光伏论文; 立柱论文; 水平论文; 柔性论文; 结构论文; 《防护工程》2019年第6期论文;