一种适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架的制作方法

本实用新型涉及光伏支架领域，尤其涉及一种适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架。

背景技术：

随着国内光伏装机容量不断的增大，陆上用地日趋紧张。光伏建设用地正从简单地形到复杂地形、从地质条件稳定场地到不稳定地场过度，支架设计的技术难度不断增大、成本也在上升。针对采煤沉陷区场地不均匀沉降、压缩及拉伸变形、倾斜变形等复杂的变形条件，目前市场的光伏支架，无论是固定式、固定可调式、平单轴跟踪、斜单轴跟踪支架，都不具有协调地基变形的能力，不能满足地基复杂变形条件下的正常使用要求。在地基变形发生时支架结构构件产生弯曲变形，引起次应力，严重时支架会失稳破坏，从而导致支架上安装的光伏组件发生过大的变形后，产生隐裂甚至破坏。因此目前光伏市场的支架，如使用在复杂变形的场上，则导致整个电站质量不可控、安全不可控、运维不可控，从而导致投资失败。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架，针对影响上部支架及组件安全的沉降差、拉伸及压缩变形进行分析，通过对节点铰接及节点间的水平滑移设计，实现在地基发生深度沉降差、支架柱间场地水平拉伸及压缩条件下，支架构件不发生任何相对变形及次应力，同时支架安装组件的平面不会产生形变，不会影响光伏组件的安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架，包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱和第二立柱的顶端分别铰接连接有至少一对转动平动连接件和一对转动非平动连接件，其中至少一对所述转动平动连接件分别能够相对滑动且相对转动的套接于一转动平动轴上，至少一对所述转动非平动连接件分别能够相对转动的套接于一转动非平动轴上，所述转动平动轴和转动非平动轴分别安装于一固定件上的两个限位板之间；一主梁装配于两个所述固定件上，所述固定件或所述主梁连接用于安装光伏组件的次梁；所述转动平动轴的长度大于所述转动平动连接件的装配长度以使二者之间有一定的相对位移距离。

进一步的，所述第一立柱和第二立柱的顶端分别设置有一对所述转动平动连接件和一对所述转动非平动连接件。

进一步的，两个所述转动平动轴和两个所述转动非平动轴分别固定安装于对称设置于所述固定件下端两侧的一对所述限位板上。

进一步的，其特征在于：所述固定件为抱铁。

进一步的，所述主梁贯穿式设置于两个所述抱铁之间。

进一步的，所述次梁固定于所述主梁上。

进一步的，所述主梁为矩形管。

进一步的，所述抱铁为与所述矩形管适配的方形抱铁。

进一步的，所述第一立柱和第二立柱均由下至上依次包括基础、柱脚连接件和上立柱。

进一步的，所述上立柱顶端通过柱头连接件与所述转动平动连接件和转动非平动连接件铰接连接。柱头连接件分别与转动平动连接件和转动非平动连接件通过铰接轴连接以实现转动，以便适应调节沉降差引起的主梁与立柱的角度变化。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过柱顶节点连接方式的设计，实现在场地发生深度沉降、水平拉伸及压缩等复杂变形条件下，支架结构不会产生任何次应力，支架次梁所在平面不会产生任何形状变化(由矩形变成平行四边形)，在场地变形情况下组件不会产生任何隐裂甚至破坏，且支架用钢量与常规地面电站相当，安装快速便捷，无需后期维护。

在地基发生沉降变形时，主梁由水平状态向倾斜变化，与立柱夹角也由90度变为锐角/钝角，支架通过转动平动连接件/转动非平动连接件实现主梁的自由转动，满足立柱在地基不均匀沉降下主梁不产生任何应力及变形的要求，因此不会对太阳能组件产生任何破坏。

本实用新型可实现双立柱沉降差±400mm，并可以通过调整抱铁限位板的设计，按需求实现更大的沉降差要求。市场现有支架均无法实现地基深度变形差条件下的要求，在立柱间发生不均匀沉降后支架构件变形严重，次应力过大，同时因构件变形过大导致太阳能组件发生破坏。

当地基发生拉伸/压缩变形时，即原立柱间距离由原设计值变大/变小，本支架能过转动平动连接件实现立柱柱顶与主梁间的同步水平移动，保证双立柱间柱顶间距与基础间距相等，避免柱顶与基础位移不同步引起柱底产生弯矩。本实用新型可实现水平拉伸14mm/m的拉伸/压缩变形，并可以通过调整抱铁限位板的位置，实现30mm/m甚至更大的拉伸/压缩允许水平位移。目前市面现在支架在地基发生水平位移情况下，由于柱底间距变大/变小，而柱顶间距均保持不变，导致柱顶产生附加弯矩，当变形超过一定范围，甚至引起立柱破坏。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架的主视图；

图2为本实用新型适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架的侧视图；

图3为图1中a处局部放大图；

图4为图1中b处局部放大图；

图5为图2中c处局部放大图；

附图标记说明：1.第一立柱；2.第二立柱；3.光伏组件；4.柱头连接件；5.转动平动连接件；6.转动非平动连接件；7.转动平动轴；8.转动非平动轴；9.抱铁；901.限位板；10.主梁；11.次梁；12-铰接轴。

具体实施方式

如图1至5所示，一种适应采煤沉陷区地基复杂变形的光伏支架，包括第一立柱1和第二立柱2，所述第一立柱1和第二立柱2的顶端通过柱头连接件分别铰接连接有一对转动平动连接件5和转动非平动连接件6，其中一对所述转动平动连接件5分别能够相对滑动且相对转动的套接于一转动平动轴7上，一对所述转动非平动连接件6分别能够相对转动的套接于一转动非平动轴8上，所述转动平动轴7和转动非平动轴8分别安装于一抱铁9上的对称设置的两对限位板901之间；一主梁10装配于两个所述抱铁9上，所述抱铁9上半部分连接用于安装光伏组件3的次梁11；所述转动平动轴7的长度大于所述转动平动连接件5的装配长度以使二者之间有一定的相对位移距离。

本实施例中：所述主梁10为矩形管，所述抱铁9为与矩形管适配的方形抱铁。所述第一立柱1和第二立柱2均由下至上依次包括基础、柱脚连接件和上立柱，基础为混凝土基础或phc管桩基础，用于支撑上部支架，柱脚连接件为14号槽钢，用于连接基础及立柱的连接件，上立柱为矩钢管120x80x4mm。转动平动连接件5为直径42x80x5圆管+钢板，与转动平动轴7连接，实现上立柱平动及主梁10的转动,并通过抱铁9的限位板901实现水平位移距离的限制；转动非平动连接件6为直径42x80x5圆管+钢板，与转动非平动轴8连接，实现主梁10的转动，并通过抱铁9的县委办901实现限制水平位移；转动平动轴7与抱铁9固定，实现转动平动连接件5在转动平动轴7上的平动，并通过抱铁9的限位板901实现水平位移距离限制；转动非平动轴8与抱铁9固定，通过抱铁9的限位板901实现限制水平位移；抱铁98为-300x6mm钢板，与主梁10通过夹紧方式连接。柱头连接件4分别与转动平动连接件5和转动非平动连接件6通过铰接轴12连接以实现转动，以便适应调节沉降差引起的主梁与立柱的角度变化。

本实用新型通过柱顶节点连接方式的设计，实现在场地深度沉降、水平拉伸及压缩等复杂变形条件下，支架结构不会产生任何次应力，支架的次梁11所在平面不会产生任何形状变化(由矩形变成平行四边形)，在场地变形情况下组件不会产生任何隐裂甚至破坏，且支架用钢量与常规地面电站相当，安装快速便捷。

在地基发生沉降变形时，主梁10由水平状态向倾斜变化，与立柱夹角也由90度变为锐角/钝角，支架通过转动平动连接件5/转动非平动连接件6实现主梁10的自由相对转动，满足立柱在地基不均匀沉降下主梁不产生任何应力及变形的要求，因此不会对太阳能组件产生任何破坏。

本实用新型的转动平动轴7所在限位板设置间距为180mm，可实现双立柱沉降差400mm，并可以通过调整抱铁9的限位板901的设计，按需求实现更大的沉降差要求。现有市场支架均无法实现地基深度变形差条件下的要求，在立柱间发生不均匀沉降后支架构件变形严重，次应力过大，同时导致太阳能组件发生破坏。

当地基发生拉伸/压缩变形时，即原立柱间距离由原设计值变大/变小，本支架能过转动平动连接件实现立柱柱顶与主梁间的同步水平移动，保证双立柱间柱顶间距与基础间距相等，避免柱顶与基础位移不同步引起柱底产生弯矩。

本实用新型的转动平动轴7所在限位板设置间距为180mm，可实现水平±14mm/m的拉伸/压缩变形量，并可以通过调整抱铁限位板的位置，按要求实现更大的拉伸/压缩允许水平位移量。目前市面现在支架在地基发生水平位移情况下，由于柱底间距变大/变小，而柱顶间距均保持不变，导致柱顶产生附加弯矩，当变形超过一定范围，甚至引起立柱破坏。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。