探究鐵路通信鐵塔的設(shè)計與思考

孫國強(qiáng)

鐵路通信鐵塔在鐵路通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，鐵路通信鐵塔還承載著無線通信系統(tǒng)天線，是當(dāng)前無線通信系統(tǒng)中重要的一部分，對比一般通信設(shè)備，無法在通信機(jī)房中安裝鐵塔，因此鐵路通信鐵塔屬于室外通信設(shè)施，同時具有較多的數(shù)量，臨近鐵路設(shè)施，因此需要維護(hù)鐵路通信鐵塔的安全性和穩(wěn)定性，這關(guān)系到無信通信工作的穩(wěn)定性和鐵路行車安全和游客生命財產(chǎn)安全性，在鐵路通信鐵塔設(shè)計過程中，需要保障施工和維護(hù)工作的安全性。

一、概述

（一）概念和功能

我國通信行業(yè)發(fā)展速度不斷提高，因為通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來機(jī)遇，在通信建設(shè)過程中通信鐵塔發(fā)揮著重要的作用。鐵路通信鐵塔屬于重要的通信設(shè)施，主要包括避雷針和爬梯以及塔體構(gòu)件。鐵路通信鐵塔負(fù)責(zé)傳送和發(fā)射信號和微波等。連接不同的鐵路通信鐵塔，可以高效傳送信號，促進(jìn)鐵路行業(yè)發(fā)展。當(dāng)前我國通信行業(yè)發(fā)展具有多樣性特征，在多個方面也突出了鐵路通信鐵塔的作用，可以高效傳遞信息。

（二）主要特征

投入使用鐵路通信鐵塔之后，可以有效發(fā)射和接受通信信號。提升信號發(fā)射接收工作的穩(wěn)定性和可靠性，降低自然因素和人為因素對于基站的影響。鐵路通信鐵塔的高度比較高，因此周圍的建筑物不會影響到鐵塔的工作，提升信號接收的效率和質(zhì)量，提高信號傳遞的通暢性。鐵路通信鐵塔具有自我保護(hù)能力，鐵塔主要結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，并且利用特殊的連接形式，通過在鐵塔上設(shè)置避雷針，可以有效保護(hù)鐵路通信鐵塔，在雷雨等惡劣天氣也可以正常運行。

（三）選址要點

在鐵路通信鐵塔設(shè)計過程中需要合理選擇場地，為后續(xù)建設(shè)工作奠定基礎(chǔ)，在選址工作的過程中，要避免場地周圍存在易燃易爆的建筑物，盡量遠(yuǎn)離電力高壓線，否則可能會引發(fā)鐵塔倒塌等問題，威脅到周圍人員的生命財產(chǎn)安全。鐵路通信鐵塔和電力高壓線的距離要控制在50～100m范圍內(nèi)，垂直距離在3m以上。

在鐵路通信鐵塔選址階段需要綜合考慮四周水文地質(zhì)情況，選擇的地質(zhì)要具備良好的地質(zhì)，并且具備平坦的地形。盡量避開突破邊緣和斷層等部位，遠(yuǎn)離很容易發(fā)生洪澇災(zāi)害的地區(qū)。因為水文地質(zhì)條件的影響，鐵路通信鐵塔可能會出現(xiàn)不均勻沉降等問題，影響到鐵路通信鐵塔的安全性。

二、鐵路通信鐵塔設(shè)計的要求

對比一般的建筑結(jié)構(gòu)，鐵路通信鐵塔比較特殊，鐵路通信鐵塔具有較高的高度，同時具有較小的橫截面，鐵路通信鐵塔結(jié)構(gòu)具有柔性，同時長期外露在外界，風(fēng)荷載發(fā)揮著重要的作用，因為結(jié)構(gòu)無防護(hù)設(shè)備，這就需要注重鐵路通信鐵塔維護(hù)保養(yǎng)工作，因為施工條件和一般結(jié)構(gòu)具有較大的不同，同時需要考慮鐵塔運輸和高空吊裝等因素，因此需要分段制作鐵路通信鐵塔。鐵路通信鐵塔還要承受風(fēng)荷載和地震等方面的影響，在鐵路通信鐵塔設(shè)計過程中需要結(jié)合風(fēng)振系數(shù)和風(fēng)壓高度變化系數(shù)等，滿足鐵路通信鐵塔的要求。

在鐵路通信鐵塔設(shè)計過程中，需要為施工提供便利條件，在實際施工過程中需要進(jìn)行組裝和吊裝工作，在現(xiàn)場作業(yè)中利用機(jī)械，整體設(shè)計施工比較復(fù)雜，一些施工場地比較小，無法落實大型機(jī)械作業(yè)，因此在鐵路通信鐵塔設(shè)計過程中需要考慮到鐵塔安裝的便利性。

在設(shè)計階段需要保障維護(hù)工作的便利性，因為鐵塔的特征，無法落實結(jié)構(gòu)維護(hù)工作，這就需要保障保養(yǎng)工作的有效性，提升鐵路通信鐵塔的安全性，因此在鐵路通信鐵塔設(shè)計過程中考慮保養(yǎng)工作的便利性，同時也要為維修工作提供更大的便利。

三、鐵路特殊地段鐵路通信鐵塔設(shè)計

（一）隧道口

我國地形比較復(fù)雜，一些鐵路項目需要穿越山區(qū)，山區(qū)涉及到很多隧道和橋隧，在設(shè)計無線通信系統(tǒng)的過程中，隧道中需要利用漏泄同軸電纜和光纖直放站，落實弱場補(bǔ)強(qiáng)工作，在隧道口設(shè)置光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)，連接遠(yuǎn)端機(jī)漏纜和天線，可以覆蓋隧道內(nèi)弱場區(qū)，在隧道口區(qū)域中設(shè)置射頻電纜，安置光纖直放站具有較大的難度，可以在山頂和山坡位置安置，因為和設(shè)備和鐵路線的距離比較小，在饋線內(nèi)會嚴(yán)重?fù)p耗信號，不利于在隧道內(nèi)覆蓋無線信號。

在隧道內(nèi)需要設(shè)置四柱角鋼塔三柱管塔，控制鐵塔高度在30m以內(nèi)，同時要選擇Q345以上的鋼材材質(zhì)。在平臺設(shè)計過程中，要注意減少鐵路通信鐵塔的受力面積，可以設(shè)立多個平臺，單個平臺的天線數(shù)量要少于4副，利用8.8級的高強(qiáng)度螺栓連接主體，控制接地電阻在4Ω以內(nèi)。

（二）跨越大江和大河的橋梁

我國水系比較豐富，很多鐵路需要跨越大江和大河，直接影響到無線設(shè)計方案。因為橋梁形式比較豐富，此外橋梁的距離比較長，不利于在地面設(shè)置鐵路通信鐵塔來覆蓋場強(qiáng)，可以在橋梁上設(shè)置漏泄統(tǒng)籌電纜加設(shè)光纖直放站，也可以設(shè)置小型天線。選擇在橋上設(shè)置漏泄同軸電纜，需要綜合考慮加設(shè)條件，因為橋梁上缺乏無線通信立桿的位置，利用接觸網(wǎng)共支柱，因此引發(fā)嚴(yán)重的維護(hù)問題和電磁干擾問題，因為鐵路通信鐵塔維護(hù)保養(yǎng)工作比較復(fù)雜，在橋梁上設(shè)置鐵路通信鐵塔，可以方便實施無線通信系統(tǒng)，降低電磁干擾，保障整體通信效果。但是在橋梁上設(shè)置鐵路通信鐵塔，需要考慮橋梁共振和寬度等方面，因此大橋中設(shè)置的鐵路通信鐵塔需要利用三邊管塔四柱角鋼塔，控制鐵塔高度在30m以內(nèi)，選擇Q345以上的鋼材材質(zhì)，提升鐵路通信鐵塔的抗震烈度，保障鐵塔安全等級為一級以上，在設(shè)計平臺的過程中需要減少受力面積，控制每個平臺的天線數(shù)量，利用高強(qiáng)度螺栓連接主體。

四、處理鐵路通信鐵塔基礎(chǔ)各種土質(zhì)

（一）部分消除液化沉陷

經(jīng)過處理工作之后，有效減少地基液化指數(shù)。工作人員可以利用強(qiáng)夯和振動加密處理措施，控制樁間土的標(biāo)貫錘擊數(shù)量。根據(jù)基底處理深度的1/2控制基礎(chǔ)邊緣的處理寬度。為了減小液化震陷，可以覆蓋非液化土層，有效改善周圍的排水工作。

（二）全部消除液化沉陷

利用樁基措施的過程中，計算穩(wěn)定土層深度，保障堅硬持力層深度在0.8m以上，針對非堅硬場地，需要控制持力層深度在1.5m以上。利用加密法加固處理過程中，需要處理液化深度下界。利用強(qiáng)夯振動加密處理措施，加固了碎石樁之后，控制樁間土的標(biāo)貫錘擊數(shù)量。工作人員可以替換利用非液化土層，適當(dāng)?shù)脑黾油翆痈采w厚度。工作人員在利用加密法和換填法的過程中，需要嚴(yán)格控制基礎(chǔ)邊緣的處理寬度。

（三）降低液化影響

工作人員需要控制基底埋深，合理調(diào)整基底面積，避免出現(xiàn)基礎(chǔ)偏心問題。提升基礎(chǔ)剛度，利用伐基箱基，避免出現(xiàn)不均勻沉降問題。利用灌注樁穿透液化層，向液化層下面的持力層傳力。

（四）凍土處理

凍土?xí)拗畦F路通信鐵塔的埋深，在施工過程中遇到凍土層，落實防凍害措施。工作人員要避免在建筑地基中浸入雨水和地表水以及生產(chǎn)廢水等，優(yōu)化排水設(shè)施，在山區(qū)設(shè)置截水溝，在建筑物之下需要設(shè)置暗溝，將地表水和潛水流有效排除。合理選擇建筑場地，選擇的建筑場地要具備較高的地勢，同時具有較低的地下水位和良好的地表排水性能。在基礎(chǔ)側(cè)面填入非凍脹性的砂土，控制回填厚度在10cm以內(nèi)，在地下水位以下的基礎(chǔ)利用樁基礎(chǔ)自錨式基礎(chǔ)。如果樁基礎(chǔ)承臺下存在凍土，需要在梁和承臺下設(shè)置一定的空隙，避免因為土凍脹引發(fā)承臺拱裂問題。地基具有較強(qiáng)的凍脹性，需要設(shè)置鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁，控制上部分建筑的長高比，使房屋整體剛度因此提升。

五、結(jié)語

在信息時代，鐵路通信鐵塔發(fā)揮著重要的作用，因此我國需要注重鐵路通信鐵塔設(shè)計工作，合理選擇鐵路通信鐵塔的位置，如果條件允許，要盡量避免在地質(zhì)條件惡劣的區(qū)域設(shè)置鐵路通信鐵塔，維護(hù)鐵路通信鐵塔的安全性，同時需要落實鐵路通信鐵塔維護(hù)管理工作，避免影響到鐵路通信鐵塔工作性能。

作者單位：中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司邯鄲市分公司