共享模式下既有鐵塔構(gòu)件的卸荷置換

羅寶康 王君

【摘要】 通信基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)共享是現(xiàn)在通信行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文主要針對(duì)當(dāng)下現(xiàn)存的角鋼塔的特點(diǎn)，提出置換塔身的若干構(gòu)件，通過(guò)降低起控制作用的風(fēng)荷載對(duì)塔身的作用效應(yīng)，完成塔身的卸荷，進(jìn)而增加天線實(shí)現(xiàn)共享的目的。

【關(guān)鍵詞】 角鋼塔 平臺(tái) 置換 新增抱桿 共享

ABSTRRACT：Communications infrastructure to realize sharing is the inevitable developing trend of the communications industry now。This paper aiming at the characteristics of the present existing Angle steel tower， proposes to displace some artifacts of the tower that can reduce the effects of wind load on the tower，in order to reach the purpose of unloading Shared。

Keywords：Angel-steel Tower platform displace Add more derrick shared

一、引言

在近年來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，基站共享已然成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，但與此同時(shí)也帶來(lái)了一些新的問(wèn)題和技術(shù)障礙。其中之一便是怎樣合理的增加抱桿與天線。共享模式下，同一通信塔上的抱桿和天線數(shù)量都將增加，而作為通信塔的設(shè)計(jì)人員就需要考慮新增的抱桿及天線等設(shè)施對(duì)原通信塔的影響，在保證通信塔安全的前提下，通過(guò)對(duì)原有通信塔的改造，完成塔增加抱桿和天線數(shù)量等問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商天線載體共享。本文主要針對(duì)這一問(wèn)題提出了對(duì)帶有平臺(tái)的角鋼塔進(jìn)行若干構(gòu)件的置換，達(dá)到塔身卸荷的目的，從而實(shí)現(xiàn)基站共享。

三、結(jié)構(gòu)技術(shù)解決問(wèn)題的思路

由上式可知，塔身卸荷最直接的辦法是減小塔身的受風(fēng)面積，角鋼塔的平臺(tái)在塔身的風(fēng)荷載作用效應(yīng)中占有一定的比例，若取消平臺(tái)可以減少一部分風(fēng)荷載作用達(dá)到卸荷的目的，但平臺(tái)在角鋼塔的維護(hù)、檢修與安裝中都起著至關(guān)重要的作用，因此通過(guò)取消平臺(tái)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)共享代價(jià)頗高，并非最佳方案。由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可知，βZ 為風(fēng)振系數(shù)，與塔自身的特性及所處環(huán)境有關(guān)，μZ為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，與塔高有關(guān)， W0為基本風(fēng)壓，這三項(xiàng)因素在既有鐵塔中為固定值，已無(wú)法改變，只能從風(fēng)荷載的體形系數(shù)μS上尋找突破口。

本文提出可通過(guò)用μS較小的構(gòu)件來(lái)替換原平臺(tái)主材以解決卸荷問(wèn)題。傳統(tǒng)的角鋼塔平臺(tái)欄桿構(gòu)件多為角鋼，角鋼的體形系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》一般取為1.3，而圓管的體形系數(shù)為0.6，若將平臺(tái)外圍橫向桿件與豎向桿件（圖1中5、6、7）由角鋼置換為等效截面特性（替換后的截面模量等力學(xué)指標(biāo)不小于原主材）的圓管，例如將原平臺(tái)的主材L70X5（圖1中7）置換為φ50x5圓管，兩者截面特性相近，但體形系數(shù)由1.3變?yōu)?.6，且投影后的有效迎風(fēng)面積也比原來(lái)減小近30%，兩者共同作用下，平臺(tái)的風(fēng)荷載作用效應(yīng)減小了70%左右，這就給新增天線和抱桿提供了可能。本例中單根角鋼與圓管的體型系數(shù)、擋風(fēng)面積、風(fēng)荷載作用效應(yīng)的對(duì)比見(jiàn)下表1：

由上述可知，置換一定的鋼平臺(tái)構(gòu)件可以通過(guò)改變?chǔ)蘏達(dá)到卸荷的目的，實(shí)現(xiàn)增加抱桿的可能，達(dá)成基站共享。

三、實(shí)例分析

一高度60m的角鋼塔，在不同高度處設(shè)有三層平臺(tái)，每層平臺(tái)設(shè)有6付天線，平臺(tái)直徑為3.5m，平臺(tái)欄桿高度為1.05m，除去底部外沿角鋼外，上部水平欄桿有三層，由角鋼及鋼板組成，頂層為L(zhǎng)70X5的角鋼，二層及三層為50mm寬的鋼板。豎向構(gòu)件為L(zhǎng)40X4，受風(fēng)方向投影范圍內(nèi)共9根，每個(gè)角鋼在受風(fēng)方向的平均垂直投影寬度約為53mm，按照本文提出的置換方法，將欄桿上部構(gòu)件替換，并將塔身卸荷的μS S與新增的天線μS S（按每幅天線高度1.5m，寬度0.3m）做如下對(duì)比：

由表2和表3可知，每置換一個(gè)平臺(tái)便可增加規(guī)格為1.5x0.3的天線1.6個(gè)，本例中一共三個(gè)平臺(tái)，可增加天線個(gè)數(shù)為1.6x3=4.8個(gè)，完全可以滿足增加一家運(yùn)營(yíng)商天線（即3幅天線）的需求，當(dāng)需要增加兩家運(yùn)營(yíng)商天線時(shí)（即6幅天線），僅通過(guò)平臺(tái)欄桿替換無(wú)法滿足需求時(shí)，可在平臺(tái)欄桿替換的基礎(chǔ)上采取將塔身原來(lái)的大尺寸天線（如TD天線）與新增天線均使用尺寸較小的小型號(hào)天線，同時(shí)拆除塔身的一些次要附件如標(biāo)識(shí)物等，來(lái)滿足運(yùn)營(yíng)商的不同需求。

四、 施工方法

在實(shí)現(xiàn)平臺(tái)替換安裝時(shí)，施工流程簡(jiǎn)易，操作速度快，可令平臺(tái)底面（圖1中3）及其外沿角鋼保持不動(dòng)，將上部橫向桿件和豎向桿件（圖1中4）全部拆除，替換為圓管，替換后的橫向圓管（圖1中6）與豎向圓管（圖1中5）連接時(shí)可使用U型卡（如圖2所示），豎向圓管與平臺(tái)底的外圍角鋼連接時(shí)，豎向圓管下端與過(guò)渡角鋼焊接，角鋼下部鉆孔用螺栓與原平臺(tái)底部的外圍角鋼連接，操作方便快捷，免去了使用腳手架施工的麻煩。平臺(tái)的欄桿替換過(guò)程可采取整體替換或分段替換，整體替換在施工期間內(nèi)需要短時(shí)間的停站，會(huì)影響基站的運(yùn)行，未征得運(yùn)營(yíng)商同意的情況下不建議采用此方案。

本文建議采用分段拆卸安裝的方式，將既有塔的平臺(tái)欄桿分成四段，先拆除其中的一段，并在剩余欄桿兩端各加設(shè)一根圓管與塔身連接作為臨時(shí)支撐，以保證平臺(tái)的整體穩(wěn)定（如圖3），拆除段上的天線可臨時(shí)安裝在塔身的適當(dāng)位置或相鄰段的欄桿上，待本段安裝固定完成后，再進(jìn)行下一段的拆除及安裝，如此反復(fù)，直至安裝結(jié)束，此過(guò)程不需要停站，可保證運(yùn)營(yíng)商通信的順利進(jìn)行，建議采用。

四、結(jié)語(yǔ)

本文主要從減小塔身的作用效應(yīng)出發(fā)，利用不同構(gòu)件的風(fēng)荷載體形系數(shù)、受風(fēng)面積的不同，提出將角鋼塔平臺(tái)欄桿的角鋼構(gòu)件置換為體形系數(shù)和受風(fēng)面積更小的圓管，使塔身的風(fēng)荷載作用效應(yīng)減小，卸掉一部分荷載，塔身卸荷后可以增加抱桿和天線的數(shù)量，使共享成為可能，本文還給出了替換過(guò)程中的一些方法和建議，妥善地解決了替換的施工難題，此置換方法施工方便，項(xiàng)目投資少、建設(shè)速度快，可廣泛用于全國(guó)各地市既有角鋼塔的改造，提高運(yùn)營(yíng)商的通信服務(wù)水平，具有較高的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王方林，共建共享?xiàng)l件下的通信桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)討論[J].特種結(jié)構(gòu).2010（6），Vol.27，No.3.

[2] 沈之容，王肇民.鋼結(jié)構(gòu)通信塔設(shè)計(jì)與施工[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.12.

[3] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)海[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.12.

[4]GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]GB50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[6]YD5003-2014，通信建筑工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].