路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下:
电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm
焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为
PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
根据27m/s的设计允许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的系数,F = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以,设计选取的焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆的抗风是没有问题的。
目前制约太阳能发电应用的重要环节之一是价格,以一盏双路的太阳能路灯为例,两路负载共为60瓦,(以长江中下游地区有效光照4.5h/天、每夜放电7小时、增加电池板20%预留额计算)其电池板就需要160W左右,按每瓦4元计算,电池板的费用就要640元,再加上180AH左右的蓄电池组费用也在1080左右,整个路灯一次性投入成本大大高于市电路灯,造成了太阳能路灯应用领域的主要瓶颈。
一些工程商常选用LED灯作为太阳能路灯的照明,但是LED灯的质量参差不齐,光衰严重的LED半年就有可能衰减50%光照度。所以一定要选择光衰较慢的LED灯,或者选用无极灯、低压钠灯等。
地基浇注
⒈确定立灯位置;勘察地质情况,如果地表1米2皆是松软土质,那么开挖深度应加深;同时要确认开挖位置以下没有其他设施(如电缆、管道等),路灯顶部没有长时间遮阳物体,否则要适当更换位置。
⒉在立灯具的位置预留(开挖)符合标准的1米3坑;进行预埋件定位浇筑。预埋件放置在方坑正中,PVC穿线管一端放在预埋件正中间、另端放在蓄电池储存处(如上图所示)。注意保持预埋件、地基与原地面在同一水平面上(或螺杆顶端与原地面在同一水平面上,根据场地需要而定),有一边要与道路平行;这样方可保证灯杆竖立后端正而不偏斜。然后以C20混凝土浇筑固定,浇筑过程中要不停用震动棒震动,保证整体的密实性,牢固性。
⒊施工完毕,及时清理定位板上残留泥渣,并以废油清洗螺栓上杂质。
⒋混泥土凝固过程中,要定时浇水养护;待混凝土完全凝固(一般72小时以上),才能进行吊灯安装。