試論鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔及其改造設(shè)計(jì)對(duì)策

陳杰

摘要：在無(wú)線通信技術(shù)快速發(fā)展的背景下，通信塔的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了非?？焖俚陌l(fā)展。而由于通信塔的類型非常多，改造設(shè)計(jì)難度較大，通信鐵塔的設(shè)計(jì)和改造工作也開(kāi)始受到了廣泛關(guān)注。因此，為了保證能夠更加高效的開(kāi)展改造工作，真正發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)通信塔的作用，當(dāng)前需要在準(zhǔn)確分析鋼結(jié)構(gòu)通信塔特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，按照實(shí)際的改造原則、改造技術(shù)要求，制定出有效改造的措施。以此能夠在保證鋼結(jié)構(gòu)通信塔結(jié)構(gòu)符合要求的同時(shí)，使其能夠更好的發(fā)揮出應(yīng)有作用。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);通信鐵塔;改造設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)通信塔是裝設(shè)通信天線的一種高聳式結(jié)構(gòu)，在塔身上安裝各個(gè)通信企業(yè)的通信天線、休息平臺(tái)和安裝平臺(tái)等，建設(shè)的主要目的是為了滿足通信工程實(shí)際的掛高和覆蓋需要。因此，為了能夠有效解決在鋼結(jié)構(gòu)通信塔改造中存在的不足，當(dāng)前需要針對(duì)具體的改造設(shè)計(jì)方法和原則進(jìn)行分析，并且針對(duì)性的制定出設(shè)計(jì)策略。以此保證能夠更好的發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔的作用，促使通信工程能夠更加順利的建設(shè)。

一、鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔設(shè)計(jì)特點(diǎn)與改造原則

（一）設(shè)計(jì)特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔屬于一種高聳結(jié)構(gòu)，與普通的建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)相同，在改造設(shè)計(jì)中需要經(jīng)過(guò)初步規(guī)劃、技術(shù)設(shè)計(jì)以及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)三個(gè)不同的階段，但是與普通建筑設(shè)計(jì)工作不同的是，鋼結(jié)構(gòu)通信塔改造設(shè)計(jì)中，需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：一，由于鋼結(jié)構(gòu)通信塔屬于一種外露性的結(jié)構(gòu)類型，風(fēng)荷載情況是整個(gè)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，能夠?qū)νㄐ潘慕Y(jié)構(gòu)布置、尺寸設(shè)置、截面形狀等設(shè)計(jì)工作有著一定影響[1]。二，鋼結(jié)構(gòu)的通信塔具有無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要充分考慮后期維護(hù)、保養(yǎng)問(wèn)題，以及通信塔的腐蝕問(wèn)題。三，需要結(jié)合周圍的環(huán)境，合理的設(shè)定好對(duì)應(yīng)航空障礙標(biāo)志。

（二）改造原則

在對(duì)通信塔進(jìn)行改造之前，需要先對(duì)其實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行明確，并且深入的進(jìn)行分析，制定出規(guī)范合理的設(shè)計(jì)步驟，在滿足實(shí)際安全性要求的基礎(chǔ)上，保證改造設(shè)計(jì)的合理性[2]。改造原則主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：一，安全性原則，即需要保證在經(jīng)過(guò)改造后，原結(jié)構(gòu)的承載能力符合要求，不會(huì)出現(xiàn)超出承載能力的情況。二，適用性原則，即改造后需要保證原有的功能，確保各個(gè)運(yùn)營(yíng)商之間設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)互相干擾的情況，并且能夠真正滿足通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基礎(chǔ)要求。三，耐久性原則，即在存量鐵塔使用的年限內(nèi)，需要保證其能夠正常運(yùn)行，功能不變的情況下具備一定耐久性[3]。四，經(jīng)濟(jì)性原則，即改造方案需要結(jié)合對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性、可操作性原則，盡量降低施工成本。五，靈活性原則，即改造方案需要保證因地制宜，按照實(shí)際情況靈活的進(jìn)行調(diào)整，滿足后期的維護(hù)、擴(kuò)容等要求。

二、鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔改造設(shè)計(jì)具體對(duì)策

（一）塔架標(biāo)準(zhǔn)選型

塔形是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔改造設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響的重要因素之一，改造設(shè)計(jì)中需要包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：一，平面的選型與設(shè)計(jì)，塔架的實(shí)際平面形狀主要有四邊形、三角形和多邊形，邊的數(shù)量多少與塔建構(gòu)材料消耗情況相關(guān)，在設(shè)計(jì)中需要準(zhǔn)確考慮到這項(xiàng)內(nèi)容。二，立面的選型，塔架的立面輪廓線主要有直線、折線和曲線，按照塔架結(jié)構(gòu)自身的受力情況進(jìn)行分析，曲線是立面結(jié)構(gòu)最好的一種形式，但是該種形式容易出現(xiàn)尺寸大小不統(tǒng)一等問(wèn)題;直線形狀設(shè)計(jì)形式相對(duì)比較標(biāo)準(zhǔn)，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)中需要使用到比較多的材料，在各個(gè)環(huán)節(jié)中都可能出現(xiàn)問(wèn)題，造成建設(shè)工作不夠規(guī)范、準(zhǔn)確，同時(shí)也增加了設(shè)計(jì)的成本[4]。三，腹桿形式以及具體安排，在實(shí)際的施工中，交叉形式的腹桿體系一般會(huì)應(yīng)用在塔架上半部分設(shè)計(jì)中，其優(yōu)勢(shì)是焊接點(diǎn)較少，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。同時(shí)，為了保證后續(xù)建設(shè)工作能夠更加順利的開(kāi)展，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要按照搭建剛度要求對(duì)腹桿體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證能夠減少節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，保證塔架能夠具備良好的抗風(fēng)效果。

（二）保證承載能力

單管塔、美化塔一般會(huì)采用位移控制的方式，在設(shè)計(jì)中需要保證鐵塔應(yīng)力數(shù)值低于基本強(qiáng)度設(shè)計(jì)數(shù)值。為了保證鐵塔的基本承載能力，設(shè)計(jì)中需要注重以下幾個(gè)方面內(nèi)容：一，針對(duì)鐵塔的改造設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，需要適當(dāng)?shù)姆艑捨灰埔?，采用有效的措施提升?gòu)件應(yīng)力，保證鐵塔能夠擁有較好的承載能力。二，將現(xiàn)有鐵塔中使用的構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，將其變成規(guī)格較高的材料，如角鋼橫材等。三，采取對(duì)應(yīng)的措施將節(jié)點(diǎn)位置上螺栓承載能力進(jìn)行有效提升，如果條件允許，可以采用規(guī)格比較高的高強(qiáng)度螺栓對(duì)其進(jìn)行替換[5]。四，適當(dāng)增加一些輔助構(gòu)件，將主要構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行降低，提升構(gòu)件的實(shí)際安全性、穩(wěn)定性。

（三）降低荷載效應(yīng)

風(fēng)荷載是在改造設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，需要采用適當(dāng)?shù)拇胧?，有效減少風(fēng)荷載情況，保證鐵塔的穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō)：一，需要有效減少掛載的實(shí)際迎風(fēng)面積，可以采用的方式主要是將天線進(jìn)行調(diào)整，變成合路天線、小天線或者是寬頻天線等，主要目的是為了保證能夠達(dá)到規(guī)定的天線數(shù)量。同時(shí)，在減少平臺(tái)迎風(fēng)面積的過(guò)程中，可以采用拆除平臺(tái)、將平臺(tái)變成支架兩種方式。此外，減少爬梯迎風(fēng)面積可以采用饋線多層疊層、饋線穿入到圓管載面內(nèi)部等措施。二，需要有效減少構(gòu)件的體型系數(shù)情況，但是在實(shí)施該項(xiàng)措施之前，需要保證迎風(fēng)面積與體型系數(shù)的乘積減少。同時(shí)，針對(duì)三管塔、角鋼塔等各種角鋼零構(gòu)件，可以采用外包圓材料對(duì)其進(jìn)行處理。三，鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔的實(shí)際應(yīng)用周期會(huì)直接影響到風(fēng)振動(dòng)系數(shù)大小情況，而與鐵塔剛度相關(guān)的元素包括結(jié)構(gòu)實(shí)際質(zhì)量、剛度。因此，為了保證減少風(fēng)振系數(shù)，需要設(shè)計(jì)中采用一定措施，合理有效的減少結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)。如針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中比較大的通信平臺(tái)來(lái)說(shuō)，尤其是單管塔、美化塔結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，平臺(tái)的結(jié)構(gòu)一般會(huì)比較大，這時(shí)就可以采用拆除平臺(tái)的方式，減少平臺(tái)質(zhì)量，縮短鋼結(jié)構(gòu)的自振周期，進(jìn)而達(dá)到減少風(fēng)振系數(shù)的目標(biāo)。此外，還可以通過(guò)增加拉線、支撐的形式，提升通信塔的整體強(qiáng)度。四，按照結(jié)構(gòu)荷載的相關(guān)規(guī)定，在對(duì)鐵塔荷載進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要準(zhǔn)確考慮到鐵塔的實(shí)際使用年限情況，可以通過(guò)不同的重現(xiàn)期數(shù)值，對(duì)通信塔的使用年限進(jìn)行考量，并且在反復(fù)檢驗(yàn)、使用后，對(duì)能夠有效減少風(fēng)壓的具體數(shù)值信息進(jìn)行調(diào)整[6]。同時(shí)，還可以在改造設(shè)計(jì)中通過(guò)降低天線高度、降低鐵塔高度、降低支架高度、改變平臺(tái)設(shè)置等各種方式，將鐵塔荷載的作用點(diǎn)高度進(jìn)行降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鐵塔結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)進(jìn)行降低的效果。

結(jié)語(yǔ)：

在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔改造設(shè)計(jì)中，由于鐵塔自身具備多樣性、復(fù)雜性特點(diǎn)，造成改造工作中經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，不僅影響了改造設(shè)計(jì)工作的進(jìn)度，同時(shí)對(duì)于完善通信鐵塔體系也有著一定不利影響。因此，在實(shí)際的改造設(shè)計(jì)中，需要在準(zhǔn)確了解鐵塔改造設(shè)計(jì)原則、要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)塔架選型、保證承載、降低荷載等多個(gè)方面制定出具體的有效改造設(shè)計(jì)對(duì)策。只有這樣才能夠在保證鐵塔穩(wěn)定、安全的基礎(chǔ)上，真正開(kāi)展有效的鐵塔改造工作，為通信工程更加高效的建設(shè)提供一定支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 王紀(jì)娟. 鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔的改造設(shè)計(jì)探究[J]. 科學(xué)與信息化，2020（2）：118-119.

[2] 陳燁. 鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔的改造設(shè)計(jì)分析[J]. 中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2019（19）：150-151.

[3] 李彥龍. 淺析鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔的改造設(shè)計(jì)[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019（15）：1182.

[4] 陸同衛(wèi). 淺析鋼結(jié)構(gòu)通信鐵塔的改造設(shè)計(jì)[J]. 價(jià)值工程，2015（27）：95-96.

[5] 祁育仙，郭雷. 關(guān)于通信鐵塔共享改造與系統(tǒng)干擾的分析[J]. 中國(guó)新通信，2020，22（9）：27.

[6] 賈青濤，曹沛. 通信存量鐵塔改造技術(shù)[J]. 中國(guó)新通信，2018，20（12）：34.

福建省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 福建省 福州市 350001