基于通信鐵塔的安全性及安全性評估分析

韓文理

（陜西郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

信息化時代為通信技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展提供了支撐，通信事業(yè)的發(fā)展極大地方便了人與人之間的溝通。通信信號的收發(fā)要以通信鐵塔作為載體，這樣才能保證信號在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)全覆蓋，其是通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。通信鐵塔作為普遍的通信基礎(chǔ)設(shè)施，隨著通信技術(shù)的發(fā)展和完善，已經(jīng)在城鄉(xiāng)各處廣泛分布。但因長期處于野外，容易受到惡劣環(huán)境等的影響，會不同程度地影響通信鐵塔的安全性。選擇科學(xué)有效的安全性評估方法是目前研究通信鐵塔安全性的重點之一[1]。

1 通信鐵塔概述

1.1 通信鐵塔種類

以我國通信鐵塔的不同結(jié)構(gòu)為依據(jù)，可將其劃分為兩種類型，即自立式塔和分立式塔；以不同的材質(zhì)為依據(jù)，可劃分為角鋼式塔和鋼管式塔；以不同的建設(shè)地點為依據(jù)，可分為地面式塔和樓頂式塔。在受力不同的情況下，通信鐵塔主要劃分為3種類型，即空間桁架塔、拉線塔和單管塔。

1.2 通信鐵塔特點及影響因素

結(jié)構(gòu)較為寬大是通信鐵塔的主要特點，現(xiàn)階段我國建造的鐵塔除本身重量外并無其他的豎向負(fù)載，并且結(jié)構(gòu)自重較輕。水平荷載以風(fēng)荷載和地震荷載為主要載體，因此通信鐵塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下會產(chǎn)生抗拔現(xiàn)象，進(jìn)而形成非線性荷載效應(yīng)。通信鐵塔在實際運(yùn)行過程中，大風(fēng)與地震是較為普遍的影響因素。風(fēng)荷載是引起結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的決定性因素，地震荷載是引起振動的決定性因素，兩者都會影響通信鐵塔的正常運(yùn)行，造成較為嚴(yán)重的損失。對通信鐵塔造成較大影響的原因主要是節(jié)點間及柱腳連接的破壞。在建設(shè)通信鐵塔的過程中，需以通信鐵塔結(jié)構(gòu)的主要特征為依據(jù)，合理地建設(shè)與維護(hù)通信鐵塔[2]。

2 通信鐵塔存在的問題

現(xiàn)階段雖然我國移動通信正在迅速發(fā)展和完善，通信鐵塔的數(shù)量隨之增多，但是在建設(shè)過程中我國通信鐵塔仍然有較多的問題需要解決。由于實際鐵塔的荷載設(shè)計偏小并且計算方式較為簡化，導(dǎo)致設(shè)計同實際結(jié)構(gòu)相比，鐵塔建設(shè)偏差較大。由于選材的不科學(xué)合理，導(dǎo)致在加工制作鐵塔的過程中，鐵塔建設(shè)的質(zhì)量無法得到有效保障。此外，鐵塔施工過程中存在不嚴(yán)格按照施工基本要求的情況，這極大地降低了鐵塔建設(shè)的安全性。

2.1 通信鐵塔建設(shè)的研究與設(shè)計方向較窄

現(xiàn)階段我國在通信鐵塔建設(shè)過程中，研究與設(shè)計的主要方向是對風(fēng)荷載，很多地區(qū)忽略了地震荷載的重要性。隨著通信鐵塔建設(shè)研究的不斷深入，研究已經(jīng)證實，風(fēng)力的大小是控制通信鐵塔基礎(chǔ)作用力的主要因素。為滿足較大的需求，通信鐵塔高度會不斷增加，導(dǎo)致鐵塔的結(jié)構(gòu)剛度逐漸降低，自振頻率逐漸減小。在通信鐵塔的影響因素中，地震災(zāi)害比風(fēng)荷載的影響高20%左右。因此，在建設(shè)通信鐵塔研究風(fēng)力荷載影響的同時，也需要考慮地震荷載的相關(guān)措施[3]。

2.2 通信鐵塔專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱

通信鐵塔的建造高度通常較高，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，由于沒有比較牢固的支撐點，會導(dǎo)致塔頂高處的損害程度要明顯高于地面。近年來對地震災(zāi)害的研究表明，受災(zāi)最為嚴(yán)重的通信鐵塔是屋頂建筑式結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段我國對于建設(shè)通信鐵塔關(guān)鍵技術(shù)的掌握還不充分，缺少明確的施工流程標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在施工過程中工作人員難以保證科學(xué)合理地完成通信鐵塔的建設(shè)。因此，需重視通信鐵塔建設(shè)中專業(yè)人才的培養(yǎng)，進(jìn)而提高工作人員對通信鐵塔建設(shè)問題的專業(yè)分析能力，為進(jìn)一步完善我國的通信技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持與保障。

我國實際建設(shè)通信鐵塔過程還有待進(jìn)一步完善。目前通信鐵塔大多建設(shè)在荒郊野外，處于零散分布狀態(tài)，缺少專業(yè)人員看管和維護(hù)，常年受惡劣環(huán)境的影響（風(fēng)吹、日曬、雨淋等）。這對維護(hù)通信鐵塔的安全是一個巨大挑戰(zhàn)，鐵塔的安全性問題難以有效解決。

3 通信鐵塔的安全性檢查內(nèi)容

為有效滿足移動通信的發(fā)展需求，我國對通信鐵塔的安全性問題的重視程度逐漸提高。以下幾個方面是我國通信鐵塔安全性檢查的主要內(nèi)容[4]。

3.1 基礎(chǔ)情況的具體檢查

鐵塔建造的最大保障是其基礎(chǔ)情況安全有效。實際檢查過程中，主要檢查內(nèi)容包括鐵塔塔腳的連接穩(wěn)定性判斷，鐵塔是否有較為嚴(yán)重的裂縫，以及依照相關(guān)規(guī)范，對完成基礎(chǔ)的不均勻沉降問題的合理性判斷。

3.2 鐵塔塔身垂直與否的檢測

通信鐵塔建設(shè)過程中，相關(guān)規(guī)定中對于鐵塔塔身的垂直度進(jìn)行了明確規(guī)定，不能超出規(guī)定的偏差數(shù)值，必須符合相關(guān)規(guī)范要求。

3.3 檢查鐵塔截面尺寸

合理規(guī)劃鐵塔的不同標(biāo)志高度，可通過采集實際建設(shè)場地的數(shù)據(jù)來完成；實際測量截面的尺寸時，可通過卷尺、超聲波測試儀等完成。

3.4 鋼質(zhì)材料的檢查

在鐵塔建設(shè)過程中，需先實際采集選用的鋼質(zhì)材料，完成真實檢測，并完成鋼質(zhì)材料抗拉強(qiáng)度的計算，判斷建設(shè)通信鐵塔選用的鋼質(zhì)材料是否合格，能否有效滿足實際狀況的需要。對于塔身不同的標(biāo)高構(gòu)建，檢測人員需要進(jìn)行抽樣檢測，通過檢測其焊接質(zhì)量，確定螺栓狀態(tài)。

4 通信鐵塔安全性評估措施

我國對通信技術(shù)的重視程度逐漸提高，對于通信鐵塔建設(shè)的安全性問題的研究領(lǐng)域也逐漸拓寬。但由于技術(shù)及區(qū)域環(huán)境等限制，通信鐵塔的安全性仍然存在較多問題。對于風(fēng)力荷載及地震荷載等影響因素的分析，還存在較大的局限性。

4.1 有效融合先進(jìn)技術(shù)，提高相關(guān)人員專業(yè)性

在通信鐵塔建設(shè)過程中，目前計算機(jī)技術(shù)在我國發(fā)展得較為成熟，可將其與動態(tài)采集、測試技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合。鐵塔建設(shè)完成后，在通信鐵塔使用過程中，通過采集實際數(shù)據(jù)參數(shù)并完整地保存數(shù)據(jù)來增強(qiáng)安全性評估的準(zhǔn)確性。通過計算機(jī)技術(shù)與鐵塔后期的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)完成分析比對，進(jìn)而獲取安全性評估狀態(tài)。在鐵塔建設(shè)現(xiàn)場，需對鐵塔進(jìn)行動力性能檢測，通過檢驗測試獲取鐵塔動力性具體參數(shù)，完成鐵塔狀態(tài)的檢驗。這極大地減少了檢測人員的工作量，提高了工作效率，也為提高鐵塔的安全性提供了具體的數(shù)據(jù)依據(jù)。通過檢測鐵塔的動力性能準(zhǔn)確獲取參考數(shù)據(jù)，通過計算機(jī)技術(shù)完成鐵塔在大風(fēng)、地震及覆雪等情況下的狀態(tài)模擬仿真實驗，有效地實現(xiàn)通信鐵塔安全性的建設(shè)問題的檢驗，保證對鐵塔安全性具體情況進(jìn)行改善。通過檢測鐵塔建設(shè)地區(qū)天氣變化情況，對周邊環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。以實際問題為依據(jù)，借鑒發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)驗，作出科學(xué)合理的規(guī)劃措施，能進(jìn)一步提高通信鐵塔的安全性能，促進(jìn)移動通信技術(shù)的發(fā)展和完善。注重通信鐵塔建設(shè)及維護(hù)專業(yè)人才的挖掘和培養(yǎng)，學(xué)習(xí)并吸收發(fā)達(dá)國家及地區(qū)的經(jīng)驗，提高相關(guān)工作人員的專業(yè)水平和專業(yè)技能[5]。

4.2 加固通信鐵塔主材

進(jìn)一步完善通信鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)施，通信鐵塔的主要受力構(gòu)件之一為主材。對通信鐵塔進(jìn)行加固的重點在于加固主材。實際加固主材時所采用的具體操作方法為擴(kuò)大構(gòu)件的截面積，主要以合適的形式將兩個角鋼拼接，完成雙拼角鋼的增加，進(jìn)而起到加固的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在對通信鐵塔的主材進(jìn)行加固時，雙拼角鋼采取十字形組合形式效果更好，具體可以根據(jù)實際需要，選用合適的連接構(gòu)件完成雙拼角鋼的組合。由于連接構(gòu)件除具備基本的連接作用外，還需承載一定的負(fù)荷，選擇連接構(gòu)件材料時需重點關(guān)注材料的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。而在連接主材與連接件時，需依據(jù)具體情況采用不同的夾具來實現(xiàn)[6]。

關(guān)于鐵塔的安全性，在通信鐵塔的建設(shè)及維護(hù)階段皆需嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保質(zhì)保量完成基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。相關(guān)單位可根據(jù)本地區(qū)的實際情況制定具體的規(guī)章制度，檢測過程中要嚴(yán)格遵循規(guī)范，保證鐵塔建筑的安全性，滿足人們對移動通信更高質(zhì)量的需求。

5 結(jié)語

隨著我國移動通信的發(fā)展，各個城市的通信鐵塔設(shè)施建設(shè)逐漸增多，移動通信正常使用要以通信鐵塔為基本的設(shè)施保障。信號的接收和傳輸都由通信鐵塔完成。隨著移動通信需求的增長，通信鐵塔的安全性評估問題亟需解決。通信鐵塔使用壽命有限，需定期維護(hù)與保養(yǎng)，提高通信鐵塔在使用過程中的穩(wěn)定性與長久性。本文對我國通信鐵塔的種類及特點作了具體介紹，分析了安全性及其安全性評估的現(xiàn)狀，并探討了通信鐵塔的安全性及具體的安全性評估措施，以便推動我國移動通信事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。