BR112013007406B1 - VERTICAL STRUCTURE FOR LOAD SUPPORT - Google Patents
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Abstract
a presente invenção direcionada a uma estrutura vertical para suporte de cargas, tais como turbinas de geradores eólicos, linhas de transmissão de energia, sistemas de telecomunicações, e outras aplicações, a estrutura vertical, compreendendo três colunas metálicas obliquas em forma frustocônicas dispostas em uma configuração de seção transversal triangular; e um pluralidade de membros de contraventamento interligando as colunas.the present invention directed to a vertical structure to support loads, such as turbines of wind generators, power transmission lines, telecommunications systems, and other applications, the vertical structure, comprising three oblique metal columns in frustoconic shape arranged in a configuration triangular cross section; and a plurality of brace members interconnecting the columns.
Description
[001]FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [001] FUNDAMENTALS OF THE INVENTION
[002]CAMPO TÉCNICO [002] TECHNICAL FIELD
[003] Esta invenção refere-se a estruturas verticais para suportar cargas, mais particularmente a estruturas verticais tais como torres ou similares utilizadas para turbinas de geradores eólicos, linhas de transmissão de energia elétrica, telecomunicações, e outras aplicações.[003] This invention relates to vertical structures to support loads, more particularly to vertical structures such as towers or similar used for wind turbine turbines, electric power transmission lines, telecommunications, and other applications.
[004]ESTADO DA TÉCNICA [004] STATE OF TECHNIQUE
[005] Estruturas verticais para suportar cargas tais como torres ou similares utilizadas para suportar turbinas de geradores eólicos eólica, linhas de transmissão de energia elétrica, telecomunicações, e outras aplicações são bem conhecidas no estado da técnica. Os projetos estruturais, componentes e materiais dessas estruturas verticais variam conforme a aplicação.[005] Vertical structures to support loads such as towers or similar used to support turbines for wind turbines, electric power transmission lines, telecommunications, and other applications are well known in the state of the art. The structural designs, components and materials of these vertical structures vary depending on the application.
[006] Um tipo de estrutura vertical que tem recebido atenção especial nas últimas décadas são as estruturas verticais para turbinas de geradores eólicos ou outras cargas pesadas.[006] One type of vertical structure that has received special attention in recent decades is the vertical structures for wind turbines or other heavy loads.
[007] A energia eólica se tornou uma fonte de energia muito atraente, tanto devido a um aumento na eficiência dos geradores quanto a um aumento na demanda do mercado para fontes limpas e renováveis de energia.[007] Wind energy has become a very attractive energy source, both due to an increase in the efficiency of generators and an increase in market demand for clean and renewable sources of energy.
[008] O aumento da eficiência dos geradores de energia eólica está relacionado com um grande esforço na melhoria de vários aspectos da tecnologia, incluindo muitos problemas relacionados com a concepção e fabrico dos componentes do gerador de energia eólica, incluindo, entre outras, as pás do rotor, o gerador elétrico, a torre e os sistemas de controle.[008] The increase in efficiency of wind power generators is related to a great effort in the improvement of several aspects of the technology, including many problems related to the design and manufacture of the components of the wind power generator, including, among others, the blades. the rotor, the electric generator, the tower and the control systems.
[009] Um dos fatores relacionados com o aumento da eficiência é o aumento da altura das torres e o aumento da relação de aspecto das pás do rotor, no entanto, o aumento da relação de aspecto das lâminas do rotor envolve geralmente rotores mais pesados e maiores e o aumento da altura da torre pode envolver a utilização de material adicional, por exemplo, aço, para a fabricação da torre.[009] One of the factors related to the increase in efficiency is the increase in the height of the towers and the increase in the aspect ratio of the rotor blades, however, the increase in the aspect ratio of the rotor blades generally involves heavier rotors and larger and increasing the height of the tower may involve the use of additional material, for example, steel, to manufacture the tower.
[010] Assim, como uma torre usualmente representa cerca de quinze a trinta por cento do custo do gerador de energia eólica, existe uma grande necessidade de se obter torres mais altas e mais robustas, a custos mais baixos.[010] Thus, as a tower usually represents about fifteen to thirty percent of the cost of the wind power generator, there is a great need to obtain taller and more robust towers at lower costs.
[011] A maioria das grandes turbinas eólicas fabricados nas duas últimas décadas, com uma potência de saída mais elevada do que um megawatt adotam torres tubulares de aço, comumente referidas como torres “monotubulares” como a escolha preferida. As torres monotubulares, usualmente cônicas a partir da base para o topo ou perto do topo, tendo seções conectadas com flanges aparafusadas. Uma restrição relacionada com torres monotubulares são as limitações de transporte rodoviário que restringem o diâmetro dos segmentos. Por exemplo, os segmentos tubulares com diâmetros superiores a cerca de 4 metros (cerca de 13,12 pés) não podem ser transportados em estradas de muitos países.[011] Most large wind turbines manufactured in the past two decades, with an output power higher than one megawatt, adopt steel tubular towers, commonly referred to as “single-tube” towers as the preferred choice. Monotubular towers, usually conical from the bottom to the top or near the top, having sections connected with bolted flanges. A restriction related to monotubular towers are the limitations of road transport that restrict the diameter of the segments. For example, tubular segments with diameters greater than about 4 meters (about 13.12 feet) cannot be transported on roads in many countries.
[012] Torres treliçadas usualmente precisam de menos material (por exemplo, menos aço) do que torres monotubulares, mas requerem um maior número de componentes e conexões aparafusadas. Estas ligações aparafusadas estão sujeitas a variações de cargas de fadiga, por isso, elas têm a desvantagem de necessitarem maior manutenção.[012] Lattice towers usually need less material (for example, less steel) than monotubular towers, but require a greater number of components and bolted connections. These screw connections are subject to variations in fatigue loads, so they have the disadvantage of requiring more maintenance.
[013] Há muitas tentativas no estado da técnica que tentam resolver estas questões, tais como os pedidos de patente US2007/0095008A1 (Arsene) e US2009/0249707A1 (Curme). Além destes documentos são conhecidos W02006/124562 A2 (Livingston) e, particularmente WO2010/076606 A1 (De Abreu) que descreve uma torre metálica compreendendo membros de treliça com perfil de canal, em que o comprimento da alma do canal é menor que o comprimento da aba do canal.[013] There are many attempts in the state of the art that attempt to resolve these issues, such as patent applications US2007 / 0095008A1 (Arsene) and US2009 / 0249707A1 (Curme). In addition to these documents are known W02006 / 124562 A2 (Livingston) and, particularly WO2010 / 076606 A1 (De Abreu) which describes a metal tower comprising truss members with channel profile, in which the length of the channel web is less than the length the channel tab.
[014]REVELAÇÃO [014] REVELATION
[015]PROBLEMA TÉCNICO [015] TECHNICAL PROBLEM
[016] Um problema técnico em particular relacionado com as estruturas verticais, tais como torres ou semelhantes utilizadas para suportar cargas pesadas, tais como grandes turbinas de geradores eólicos, incluindo os documentos do estado da técnica aqui citados, é a falta de um balanceamento entre a distribuição de tensão e deformação dos vetores de cargas verticais e horizontais ao longo da extensão da estrutura vertical. Devido a esta falta de balanceamento, os segmentos de torre são projetados com perdas significativas de materiais em alguns segmentos ou com montagens que resultam em complexos requisitos de transporte, fabricação e instalações.[016] A technical problem in particular related to vertical structures, such as towers or the like used to support heavy loads, such as large wind turbine turbines, including the state of the art documents cited here, is the lack of a balance between the stress distribution and deformation of the vertical and horizontal load vectors along the extension of the vertical structure. Due to this lack of balance, tower segments are designed with significant material losses in some segments or with assemblies that result in complex transportation, manufacturing and installation requirements.
[017]SOLUÇÃO TÉCNICA [017] TECHNICAL SOLUTION
[018] Para superar os obstáculos e problemas descritos acima e outras desvantagens não mencionadas aqui, de acordo com os propósitos da invenção, tal como aqui descritos, um aspecto básico da presente invenção refere-se a uma estrutura vertical para suporte de cargas que compreende três colunas metálicas oblíquas frustocônica dispostas numa configuração de seção transversal triangular, e uma pluralidade de membros de contraventamento interligando as colunas.[018] To overcome the obstacles and problems described above and other disadvantages not mentioned here, in accordance with the purposes of the invention, as described herein, a basic aspect of the present invention relates to a vertical load-bearing structure comprising three frustoconic oblique metal columns arranged in a triangular cross-section configuration, and a plurality of bracing members interconnecting the columns.
[019]EFEITOS VANTAJOSOS [019] ADVANTAGEOUS EFFECTS
[020] A presente invenção possui várias vantagens sobre o estado da técnica. Em comparação com estruturas verticais do estado da técnica, a presente invenção permite uma redução surpreendente no peso da estrutura de cerca de 30%, alcançando, em alguns casos, mais de 60%, dependendo dos requisitos de concepção do caso. Uma das razões para tal redução significativa no peso total da estrutura é que cada coluna da estrutura vertical tem um comportamento de tensão e deformação semelhante a uma torre monotubular, sem ter as limitações do diâmetro maior das estruturas verticais de torres monotubulares individuais.[020] The present invention has several advantages over the state of the art. In comparison with vertical structures of the prior art, the present invention allows for a surprising reduction in the weight of the structure by about 30%, reaching, in some cases, more than 60%, depending on the case design requirements. One of the reasons for such a significant reduction in the total weight of the structure is that each column of the vertical structure has a stress and deformation behavior similar to a monotubular tower, without having the limitations of the larger diameter of the vertical structures of individual monotubular towers.
[021] A vantagem em redução de peso é acompanhada por vantagens adicionais em fabricação, transporte e instalação, bem como a disponibilidade de uma nova classe de estruturas verticais para aplicações pesadas e críticas, tais como turbinas de energia eólica com uma potência superior a 3 MW com torres superiores a 100 metros (maior do que 328 pés).[021] The weight reduction advantage is accompanied by additional advantages in manufacturing, transportation and installation, as well as the availability of a new class of vertical structures for heavy and critical applications, such as wind turbines with a power greater than 3 MW with towers greater than 100 meters (greater than 328 feet).
[022]DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [022] DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[023] Os desenhos em anexo não são necessariamente representados em escala. Nos desenhos, alguns componentes idênticos ou quase idênticos ilustrados em várias figuras podem ser representados por um número correspondente. Para propósitos de clareza, nem todos os componentes estão identificados em cada desenho.[023] The attached drawings are not necessarily represented to scale. In the drawings, some identical or almost identical components illustrated in several figures can be represented by a corresponding number. For the sake of clarity, not all components are identified in each drawing.
[024] A Fig. 01 ilustra uma vista em perspectiva de uma estrutura vertical exemplificativa de acordo com um modo de execução da presente invenção.[024] Fig. 01 illustrates a perspective view of an exemplary vertical structure according to an embodiment of the present invention.
[025] A Fig. 02 ilustra uma vista superior de uma estrutura exemplar vertical de acordo com um modo de execução da presente invenção.[025] Fig. 02 illustrates a top view of an exemplary vertical structure according to an embodiment of the present invention.
[026] A Fig. 03 ilustra uma vista lateral de duas colunas de uma estrutura vertical exemplificativa de acordo com um modo de execução da presente invenção.[026] Fig. 03 illustrates a side view of two columns of an exemplary vertical structure according to an embodiment of the present invention.
[027] A Fig. 04 ilustra uma vista lateral de duas colunas de uma estrutura vertical exemplificativa de acordo com um modo de execução da presente invenção.[027] Fig. 04 illustrates a side view of two columns of an exemplary vertical structure according to an embodiment of the present invention.
[028]DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [028] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[029]MODOS DA INVENÇÃO [029] MODES OF THE INVENTION
[030] Esta invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes construtivos e arranjo de componentes determinados na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos. A invenção é realizável com outras configurações e pode ser praticada ou executada de várias maneiras. Ademais, a fraseologia e terminologia aqui utilizadas têm o propósito de descrever e não devem ser consideradas como restritivas. O uso de “incluindo”, “compreendendo”, “possuindo”, “contendo” ou “envolvendo”, e variantes desses termos, tem a intenção de abarcar os itens listados após os ditos termos e seus equivalentes, bem como itens adicionais.[030] This invention is not limited in its application to the construction details and arrangement of components determined in the following description or illustrated in the drawings. The invention is feasible with other configurations and can be practiced or performed in several ways. In addition, the phraseology and terminology used here are intended to describe and should not be considered as restrictive. The use of "including", "comprising", "possessing", "containing" or "involving", and variants of these terms, is intended to cover the items listed after said terms and their equivalents, as well as additional items.
[031] A Fig. 01 ilustra uma vista em perspectiva de uma estrutura vertical exemplificativa de acordo com um modo de execução da presente invenção. No exemplo mostrado na Fig. 01, que está em escala aproximada, a estrutura vertical (1) para suporte de cargas compreende três colunas metálicas oblíquas frustocônicas (2, 3, 4) dispostas numa configuração de seção transversal triangular, e uma pluralidade de componentes de contraventamento (5) interligando as colunas (2, 3, 4).[031] Fig. 01 illustrates a perspective view of an exemplary vertical structure according to an embodiment of the present invention. In the example shown in Fig. 01, which is in approximate scale, the vertical structure (1) for load support comprises three frustoconic oblique metal columns (2, 3, 4) arranged in a triangular cross-section configuration, and a plurality of components bracing (5) connecting the columns (2, 3, 4).
[032] As colunas são preferencialmente fabricadas com um material metálico e formadas substancialmente em uma casca oblíqua frustocônica oca, adotando uma relação de diâmetro externo e espessura (D/t) preferencialmente entre 30 e 150. As cascas das colunas podem ser fabricadas através da calandragem da chapa em tubo, resultando em um perímetro essencialmente circular. Alternativamente, as colunas podem ser fabricadas com placas metálicas dobráveis, por exemplo, utilizando-se processos de dobramento a frio ou a quente, e unindo por soldagem as extremidades laterais, resultando essencialmente em uma área de seção transversal poligonal multifacetada, com qualquer número de lados desejados. As colunas também podem ter uma forma de seção transversal essencialmente oblonga ou elíptica, desde que a forma frustocônica obliqua seja mantida.[032] The columns are preferably manufactured with a metallic material and formed substantially in a hollow frustoconic oblique shell, adopting an external diameter and thickness (D / t) ratio preferably between 30 and 150. The column shells can be manufactured through the calendering of the tube sheet, resulting in an essentially circular perimeter. Alternatively, the columns can be manufactured with foldable metal plates, for example, using cold or hot folding processes, and by joining the lateral ends by welding, essentially resulting in a multifaceted polygonal cross-sectional area, with any number of desired sides. The columns can also have an essentially oblong or elliptical cross-sectional shape, as long as the frustoconic oblique shape is maintained.
[033] Deve ser entendido que a forma frustocônica oblíqua da coluna pode ser alternativamente obtida por fabricação de uma coluna frustocônica reta, que é inclinada durante a instalação, a fim de obter a forma frustocônica oblíqua da coluna. Esta solução pode ser vantajosa devido a problemas de fabricação, tais como limitações em algumas máquinas que fabricam apenas cones retos.[033] It should be understood that the oblique frustoconical shape of the column can alternatively be obtained by manufacturing a straight frustoconical column, which is tilted during installation, in order to obtain the oblique frustoconical shape of the column. This solution can be advantageous due to manufacturing problems, such as limitations on some machines that manufacture only straight cones.
[034] As colunas podem ser fabricadas em qualquer material metálico adequado, por exemplo aço. A alta resistência do aço estrutural de baixa liga, com limite de elasticidade superior a 370 MPa, é o preferido. As colunas podem incluir materiais compostos. Por exemplo, as cascas de colunas de metal podem ser reforçadas interiormente por fibras, cerâmicas, e qualquer outro material adequado. Alternativamente, como as colunas são cascas ocas, podem ser preenchidas com qualquer material adequado, quer para reforçar a estrutura ou para fornecer um efeito de amortecimento para reduzir as tensões sobre a fundação. Por exemplo, as colunas podem ser preenchidas com concreto para reforçar a estrutura. Como as estruturas verticais, para as aplicações preferenciais, tais como geradores de energia eólica de diversos megawatts, são usualmente muito altas, por exemplo, superiores a 70 metros (superior a 230 pés) ou ainda maiores do que 120 metros (superior a 394 pés), cada coluna será normalmente fabricada em segmentos separados que são unidos em conjunto durante a instalação no local.[034] The columns can be made of any suitable metallic material, for example steel. The high strength of low-alloy structural steel, with an elastic limit above 370 MPa, is preferred. The columns can include composite materials. For example, metal column shells can be reinforced internally by fibers, ceramics, and any other suitable material. Alternatively, as the columns are hollow shells, they can be filled with any suitable material, either to reinforce the structure or to provide a damping effect to reduce stresses on the foundation. For example, the columns can be filled with concrete to reinforce the structure. As vertical structures, for preferred applications, such as wind power generators of several megawatts, are usually very high, for example, greater than 70 meters (greater than 230 feet) or even greater than 120 meters (greater than 394 feet) ), each column will normally be manufactured in separate segments that are joined together during on-site installation.
[035] No modo de execução mostrado na Fig. 01, os componentes de contraventamento (5) incluem uma pluralidade de diagonais (6) e vigas (7). O número, tipo, dimensões e geometria dos componentes de contraventamento dependerá da aplicação particular e do caso. Em alguns casos, as vigas ou os membros diagonais podem não ser necessários. Em alguns casos, as vigas e/ou os membros diagonais podem ter dimensões e geometria semelhantes para toda a estrutura vertical, o que resulta em ganhos de eficiência significativos no fabrico dos componentes de contraventamento.[035] In the execution mode shown in Fig. 01, the bracing components (5) include a plurality of diagonals (6) and beams (7). The number, type, dimensions and geometry of the bracing components will depend on the particular application and the case. In some cases, beams or diagonal members may not be necessary. In some cases, the beams and / or diagonal members may have similar dimensions and geometry for the entire vertical structure, which results in significant efficiency gains in the manufacture of the bracing components.
[036] As diagonais e vigas podem ter qualquer seção padrão disponível ou especial (perfil), tal como uma seção de ângulo, seções de canal, de perfis tubulares ou cônicos, entre outros. Por exemplo, os componentes de contraventamento podem ter uma seção cônica com variadas relações D/t.[036] Diagonals and beams can have any available or special standard section (profile), such as an angle section, channel sections, tubular or conical profiles, among others. For example, bracing components can have a tapered section with varying D / t ratios.
[037] Os componentes de contraventamento podem ser constituídos por materiais metálicos, materiais compostos ou combinações dos mesmos. Por exemplo, uma diagonal tubular pode ser reforçada com um composto de concreto. Outras seções, incluindo seções abertas, podem também ser reforçadas com materiais compostos.[037] The bracing components can consist of metallic materials, composite materials or combinations thereof. For example, a tubular diagonal can be reinforced with a concrete compound. Other sections, including open sections, can also be reinforced with composite materials.
[038] A Fig. 02 ilustra uma vista superior de uma estrutura exemplar vertical de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Como mostrado nesta figura, a estrutura vertical (1) para suporte de cargas inclui um eixo longitudinal central (11), definido ao longo do comprimento da estrutura vertical (1). A distância entre o eixo longitudinal central (11) da estrutura vertical (1) e o eixo central (22, 23, 24) de cada coluna (2, 3, 4) sobre a base da estrutura vertical (1) é substancialmente o mesmo. A distância entre o eixo longitudinal central (11) da estrutura vertical (1) e o eixo central (32, 33, 34) de cada coluna no topo da estrutura vertical (1) é substancialmente a mesma. Além disso, no exemplo representado na Fig. 02, os eixos centrais (22, 32; 23, 33; 24, 34) das colunas (2, 3, 4) são inclinados no sentido do eixo longitudinal central (11) da estrutura vertical (1) em ângulos substancialmente iguais.[038] Fig. 02 illustrates a top view of an exemplary vertical structure according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the vertical load bearing structure (1) includes a central longitudinal axis (11), defined along the length of the vertical structure (1). The distance between the central longitudinal axis (11) of the vertical structure (1) and the central axis (22, 23, 24) of each column (2, 3, 4) on the base of the vertical structure (1) is substantially the same . The distance between the central longitudinal axis (11) of the vertical structure (1) and the central axis (32, 33, 34) of each column at the top of the vertical structure (1) is substantially the same. In addition, in the example shown in Fig. 02, the central axes (22, 32; 23, 33; 24, 34) of the columns (2, 3, 4) are inclined towards the central longitudinal axis (11) of the vertical structure (1) at substantially equal angles.
[039] O momento de inércia de cada uma das colunas (2,3,4) em pelo menos um segmento da estrutura vertical (1) é de preferência substancialmente maior do que o momento de inércia dos elementos de contraventamento (5) que interligam as colunas correspondentes (2, 3, 4) do segmento. Preferencialmente, o momento de inércia de cada uma das colunas (2, 3, 4) ao longo do comprimento da estrutura vertical varia entre cerca de 35 vezes na parte superior da estrutura e 600 vezes, na parte inferior da estrutura em relação ao momento de inércia dos componentes de contraventamento (5) que interligam as colunas (2, 3, 4).[039] The moment of inertia of each of the columns (2,3,4) in at least one segment of the vertical structure (1) is preferably substantially greater than the moment of inertia of the bracing elements (5) that interconnect the corresponding columns (2, 3, 4) of the segment. Preferably, the moment of inertia of each of the columns (2, 3, 4) along the length of the vertical structure varies between about 35 times at the top of the structure and 600 times at the bottom of the structure in relation to the moment of inertia of the bracing components (5) that connect the columns (2, 3, 4).
[040] No exemplo mostrado na Fig. 03, os eixos centrais (22, 32; 23, 33) das colunas (12, 13) são inclinados no sentido do eixo longitudinal central (11) da estrutura vertical (1) e as geratrizes interiores (18, 19) das colunas (12, 13) se encontram em ângulo reto em relação ao plano da base das colunas (2, 3). Neste exemplo, a terceira coluna não é mostrada na figura por razões de clareza.[040] In the example shown in Fig. 03, the central axes (22, 32; 23, 33) of the columns (12, 13) are inclined towards the central longitudinal axis (11) of the vertical structure (1) and the generatrices interiors (18, 19) of the columns (12, 13) are at right angles to the plane of the base of the columns (2, 3). In this example, the third column is not shown in the figure for clarity.
[041] No exemplo mostrado na Figura 04, os eixos centrais (22, 32; 23, 33) das colunas (2, 3) são inclinados no sentido oposto ao do eixo longitudinal central (11) da estrutura vertical (1) e as geratrizes exteriores (18, 19) das colunas (2, 3) se encontram em ângulo reto em relação ao plano da base das colunas (2, 3). Neste exemplo, a terceira coluna não é mostrada na figura por razões de clareza.[041] In the example shown in Figure 04, the central axes (22, 32; 23, 33) of the columns (2, 3) are inclined in the opposite direction to the central longitudinal axis (11) of the vertical structure (1) and the outer generators (18, 19) of the columns (2, 3) are at right angles to the plane of the base of the columns (2, 3). In this example, the third column is not shown in the figure for clarity.
[042] A estrutura vertical pode ser especificamente configurada para suportar uma turbina eólica. Com base nesta especificação, um técnico no assunto seria capaz de definir os componentes particulares e/ou adicionais e/ou acessórios que podem ser adequados para cada tipo de turbina eólica. Por exemplo, o projeto da nacelle da turbina eólica pode necessitar de uma peça de transição, especialmente concebida entre a parte superior da torre e a base da nacelle.[042] The vertical structure can be specifically configured to support a wind turbine. Based on this specification, a person skilled in the art would be able to define the particular and / or additional components and / or accessories that may be suitable for each type of wind turbine. For example, the design of the wind turbine nacelle may require a transition piece, specially designed between the top of the tower and the base of the nacelle.
[043] No caso de linhas de transmissão de energia, um técnico no assunto seria capaz de definir braços específicos para suportar as linhas.[043] In the case of power transmission lines, a technician in the subject would be able to define specific arms to support the lines.
[044] A estrutura vertical pode ser utilizada em combinação com estruturas complementares, por exemplo, pelo menos uma estrutura vertical adicional disposta numa configuração de pórtico. Por exemplo, esta configuração pórtico pode ser útil para estações base de teste.[044] The vertical structure can be used in combination with complementary structures, for example, at least one additional vertical structure arranged in a gantry configuration. For example, this gantry configuration can be useful for test base stations.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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