現(xiàn)有通信鐵塔加固技術(shù)研究解析

文／曹修健、李丞 山東省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 山東濟南 250000

引言：

通信鐵塔是通信行業(yè)的基礎(chǔ)，借助通信鐵塔能滿足通信行業(yè)正常業(yè)務(wù)的順利進行。通信鐵塔容易受到環(huán)境因素、地理因素的影響，在受到環(huán)境因素、地理因素影響時會導(dǎo)致通信鐵塔的穩(wěn)定性受到影響。為保證通信鐵塔的正常使用，需要分析通信鐵塔的加固技術(shù)并對其合理運用，實現(xiàn)對現(xiàn)有通信鐵塔的加固。基于此，本文以現(xiàn)有通信鐵塔為目標(biāo)，主要分析通信鐵塔的加固技術(shù)，要求經(jīng)過加固后，通信鐵塔的服務(wù)能力得以提升。

1.既有自立式鋼結(jié)構(gòu)通信塔結(jié)構(gòu)安全性檢測和鑒定

在通信鐵塔加固之前，需要進行安全性檢測和鑒定，才能進行加固作業(yè)?，F(xiàn)對鑒定和檢測、結(jié)構(gòu)分析等內(nèi)容展開研究，具體如下。

1.1 鑒定與檢測

檢測是整個工作的基礎(chǔ)，在加固之前要先對既有自立式鋼結(jié)構(gòu)通信塔的結(jié)構(gòu)進行安全性檢測和鑒定。檢測時要對需要檢測的內(nèi)容逐項檢測，將底部塔體和頂部塔體作為檢測的關(guān)鍵部位，使檢測結(jié)果能滿足加固作業(yè)需求。檢測內(nèi)容包括節(jié)點的安全性、構(gòu)件的完整性、結(jié)構(gòu)的整體性、塔體側(cè)向位移等，這些內(nèi)容同樣是頂部塔體檢測的關(guān)鍵。在檢測時，必須要按照相應(yīng)檢測標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，以提高檢測效果。檢測完成后還要對鐵塔的安全性以及鐵塔的結(jié)構(gòu)特點進行總結(jié)，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點，能得出鐵塔有體積相對較大、結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的特性。因此在對通信鐵塔進行檢測時，檢測難度會相對較高。在進行檢測作業(yè)時應(yīng)選擇先大后小的方式，按照先整體后局部的順序完成檢測工作。

檢測時，應(yīng)先對鐵塔整體結(jié)構(gòu)和塔體的變形程度進行檢測，再對鐵塔的構(gòu)件進行研究，分析其規(guī)格對鐵塔的影響。檢測完成后根據(jù)各項檢測數(shù)據(jù)分析通信鐵塔的承載力，完成鑒定工作。檢測時要注意對連接節(jié)點和構(gòu)件生銹情況進行檢測。

最后，要對通信鐵塔的功能進行檢測，同時完成鑒定工作。要求通信鐵塔在服務(wù)時，能保證其功能完好。鐵塔功能完好，是確保通信鐵塔服務(wù)能力的關(guān)鍵，因此必須要做好功能的檢測和鑒定。促使通信鐵塔能更好地滿足通信行業(yè)的發(fā)展需求[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)分析

在對既有自立式鋼結(jié)構(gòu)通信塔進行安全性檢測和鑒定之時，應(yīng)同時對通信鐵塔進行結(jié)構(gòu)分析。要求通信鐵塔在服務(wù)過程中，能保持良好的服務(wù)能力。

在結(jié)構(gòu)分析時，需要注意對構(gòu)件和節(jié)點的承載能力進行分析，通過對構(gòu)件和節(jié)點承載能力的分析，讓通信鐵塔在服務(wù)時，能發(fā)揮相應(yīng)作用。在進行結(jié)構(gòu)分析時可先對塔體樣式、荷載類型進行研究，通過對塔體結(jié)構(gòu)的研究，讓塔體能發(fā)揮相應(yīng)作用。

計算前要先掌握鐵塔的基本情況，包括構(gòu)件的材質(zhì)和參數(shù)等內(nèi)容。在必要時可展開調(diào)查工作，以獲取更具有利用價值的數(shù)據(jù)。通過一系列的計算方法，對所獲取的數(shù)據(jù)進行計算，在模型分析時，除去塔體結(jié)構(gòu)之外，還要對連接方式進行研究。一般情況下，塔體的連接方式包括剛接和鉸接兩種。其中鉸接是通過鉸鏈完成連接，屬于柔性連接方式，而剛接則是以剛節(jié)點為基礎(chǔ)完成連接，屬于剛性連接方式。在塔體結(jié)構(gòu)分析時，要進行荷載的分析。荷載分析時要具有一定的全面性，在不同條件下，因為荷載類型的差異，其所承受的荷載也會有差異。如果有不受到外界干擾的因素，其產(chǎn)生的荷載就屬于永久性荷載。除此之外還有其他荷載類型，常見的包括風(fēng)荷載、地震荷載、冰雪荷載和溫度變化等荷載。這些荷載的產(chǎn)生，有部分與自然環(huán)境有關(guān)系，有部分與氣候條件有關(guān)系，在分析風(fēng)荷載和地震荷載的時候，要展開全面、多方位的分析，并注意對分析結(jié)果進行分類。要求除按照相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)完成檢測工作外，還要注意對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、精準(zhǔn)性和代表性等進行控制，使塔體整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，促使塔體能發(fā)揮相應(yīng)作用，更好地滿足實際工作需求。

1.2.1 風(fēng)荷載的計算

因風(fēng)荷載會隨鐵塔高度的變化而發(fā)生變化，因此風(fēng)荷載的計算是不可以忽略的。在分析時，可得出風(fēng)荷載除對鐵塔結(jié)構(gòu)有影響之外，一般也會給建筑物產(chǎn)生影響的結(jié)論，所以要合理進行風(fēng)荷載的計算。在對風(fēng)荷載進行分析時，可按照公式（1）完成相應(yīng)計算。

結(jié)合上述公式（1）可以完成對風(fēng)荷載的計算，其中ωk用于描述風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，ω0用于描述基本風(fēng)壓，μz用于描述風(fēng)壓高度變化的系數(shù)，μs用于描述風(fēng)荷載體形系數(shù)，至于βz則描述z 高度處的風(fēng)振系數(shù)。按照這部分內(nèi)容，可完成對風(fēng)荷載的分析，后續(xù)還要注意對地震荷載的計算[2]。

1.2.2 地震荷載的計算

地震荷載的計算，要結(jié)合地震荷載的基本情況。計算時，應(yīng)力分析可以將強震時的加速度乘以質(zhì)量，得到靜荷載的數(shù)值。通過對靜荷載的分析，確保地震荷載的順利計算，可根據(jù)公式（2）完成相應(yīng)計算。

按照上述公式（2）可展開相應(yīng)分析。公式中，rQD用于描述設(shè)計時的剪切力，tC0 能實現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)剪切力系數(shù)的研究， 可用于描述從塔頂?shù)絩 的固定荷載與活荷載之和，Z 可用于描述地域系數(shù)，tT 可用于描述鐵塔第一周期，bT 則用于描述建筑物的第一周期，而tar用于描述剪切力系數(shù)的比值。

另外在分析時，注意對彈性與彈性相連的附屬系統(tǒng)的控制，注意數(shù)值不要超過1%，可對其表達方式進行優(yōu)化，可按照如下公式（3）展開分析。

按照上述公式（3）能保證，地震荷載計算工作的順利進行，確保荷載能得到合理分析。在上述公式中，F(xiàn) 為水平地震力的標(biāo)準(zhǔn)值，γ 為附屬系統(tǒng)的功能系數(shù)，η 則為附屬系統(tǒng)的類別系數(shù)，ζ1可用于描述附屬系統(tǒng)的連接狀態(tài)系數(shù)，ζ2可用于描述樓層位置系數(shù)，amax可用于描述多遇地震影響系數(shù)的最大值，而G 可用于描述附屬系統(tǒng)的重力[3]。

按照上述內(nèi)容，能完成通信鐵塔的結(jié)構(gòu)分析工作，主要包括地震荷載和風(fēng)荷載的分析。要求經(jīng)過分析后，通信鐵塔在工作時，能為通信行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。如下表1所示，為某地通信鐵塔的基本參數(shù)情況。

表1 某地通信鐵塔的基本參數(shù)情況

2.現(xiàn)有通信鐵塔加固技術(shù)

為了滿足通信鐵塔的工作需求，要對通信鐵塔展開加固技術(shù)的研究，從而發(fā)揮加固技術(shù)的作用。通過對角鋼自立塔身的結(jié)構(gòu)加固、根底加固等措施進行分析，經(jīng)過合理加固后，能保證通信鐵塔的功能和作用。

2.1 角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)加固

在加固時，可通過角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)加固方法，來提升塔身的服務(wù)能力。以角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，展開加固分析，讓角鋼自立塔身在服務(wù)時，能發(fā)揮相應(yīng)作用，更好地滿足實際工作需求。現(xiàn)選擇角鋼自立塔為研究對象，通信塔結(jié)構(gòu)可選用之字形，還可選用K 形和X 形，通過對結(jié)構(gòu)的加固，讓角鋼自立塔能體現(xiàn)相應(yīng)作用。

隨著通信行業(yè)的發(fā)展，角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)成為通信行業(yè)的基礎(chǔ)。工作時，利用角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)滿足作業(yè)需求，推動通信行業(yè)的發(fā)展。加固時先對通信塔體掛載能力進行分析，再對天線設(shè)備掛載面積進行分析。若未達到安全面積，會通過擴容解決問題，這種作業(yè)難度不高，操作也相對容易，能輕易實現(xiàn)鐵塔的加固。在對擴容加固的鐵塔分析時，若已經(jīng)達到了原設(shè)計荷載，就不會通過調(diào)整來達到擴容的目的，這種狀況下，需展開加固技術(shù)的應(yīng)用，從而達到擴容的目的。

2.1.1 主材加固

在具體加固時，可先對主材進行加固，因為主材是通信鐵塔的主要受力構(gòu)件，其在運行時，會承受通信鐵塔的所有受力。為達擴容需求，在加固時，可使用雙拼角鋼的方式，起到加固的作用。在對主材進行研究和分析時，可以發(fā)現(xiàn)十字形的角鋼具有較好的加固效果。所以在作業(yè)期間，可針對主材的基本情況，通過對角鋼組合的選用，使之符合作業(yè)需求。

2.1.2 主材連接處的加固

在主材加固后，可進行主材連接處的加固。具體做法是在加固時，通過角鋼之間的螺栓使主材與內(nèi)、外包鋼共同連接，使之成為一個整體。近年來，自然災(zāi)害的增加，會影響主材連接件的強度。自然災(zāi)害的影響，能引發(fā)主材連接處斷裂的問題，從而導(dǎo)致倒塔的概率增加，直至發(fā)生倒塔的情況。為了提升主材連接處的構(gòu)件強度，可對產(chǎn)生問題的原因進行分析。為了提高主材連接處的可靠性，要先對主材連接處的X 型構(gòu)件的截面積進行加強，要求其能滿足加固需求。再對主材連接處的輔材進行控制，讓主材的傳力結(jié)構(gòu)能發(fā)揮相應(yīng)作用。此種方式能有效增加內(nèi)外包鋼的厚度和長度，使主材連接處的強度可以得到提升。

按照上述方式，能實現(xiàn)主材和主材的連接處的加固。通過對主材和主材的連接處的加固，可以改善角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)的承載能力。完成角鋼自立塔結(jié)構(gòu)的改善后還要進行基礎(chǔ)的加固，通過對基礎(chǔ)的加固，可保障角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)加固水平提升，減少通信鐵塔的故障[4]。

2.2 基礎(chǔ)加固

在角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)加固完成后，需要展開基礎(chǔ)的加固，基礎(chǔ)經(jīng)過加固后，能提升基礎(chǔ)的承載能力。在進行角鋼自立塔身結(jié)構(gòu)加固時，通過對塔體主材和主材連接處的加固，會導(dǎo)致塔體自身重力增加，同時也會能引起風(fēng)荷載的增加，會給塔體的承載力帶來影響。因此，需要對鐵塔的基礎(chǔ)進行加固。基礎(chǔ)加固的方法主要是基礎(chǔ)加寬法，具體做法是在原有的基礎(chǔ)上進行加寬處理，這種加固方式可以適用于地基承載力或是變形不滿足的環(huán)境中。基礎(chǔ)加固時，通過基礎(chǔ)加寬的方式，能起到較好的加固效果。同時較大型的通信鐵塔會有獨立的基礎(chǔ)，如果基礎(chǔ)抗拔能力不能滿足要求，會導(dǎo)致整體設(shè)計不滿足要求，所以可以通過增加基礎(chǔ)面節(jié)來增加基礎(chǔ)的抗拔能力，使混凝土在抗拔計算時滿足設(shè)計要求。從根本上看可以發(fā)現(xiàn)，為增加抗拔能力，進行土體的置換以及改換強度較高的混凝土等做法無法滿足加固需求。這里需要注意，土體的置換操作需要在自然天氣的條件下，完成相關(guān)的工作。如果從基礎(chǔ)問題入手，就能對塔體傾斜的問題進行有效控制?；A(chǔ)加固時需要采用灌注混凝土的方式，通過灌注混凝土的方式，可有效提升基礎(chǔ)的承載能力。

3.塔與主樓聯(lián)結(jié)、加固

為了滿足通信鐵塔的加固需求，要分析塔與的主樓的聯(lián)結(jié)方式，再完成相應(yīng)加固作業(yè)，促使加固水平合理提升。具體工作分析如下。

現(xiàn)以某通信鐵塔為研究對象，主要對鐵塔柱腳的受力展開分析。一般情況下，上拔力為52kN，下壓力為123.57kN，水平力為18.34kN，經(jīng)過校核后，進行原柱最大軸向力的分析，其最大軸向力應(yīng)為4872.8kN，軸向力的增大系數(shù)就為J=123570/4872800=2.5%，原柱足以承擔(dān)鐵塔傳遞來的力。所以需要對通信鐵塔承受的力進行控制，再保證鐵塔和原框架柱的連接效果。

在工作時，可先進行焊接，通過焊接使承載力能滿足需求。焊接時需要使塔基礎(chǔ)和柱縱筋露出，之后再使用對氧乙炔將外露的柱鋼筋進行焊接。這種方法在應(yīng)用時，會經(jīng)過高溫處理，因此需要展開調(diào)查，確保鋼筋能滿足熱處理的要求。在焊接時，容易發(fā)生熱處理過程導(dǎo)致鋼筋變脆的情況，甚至?xí)霈F(xiàn)鋼筋斷裂的問題。

此外還可以通過兩邊柱的頂部剝鑿的方式，從柱頂上鑿除50mm，露出梁支座鋼筋。如果沒有找到縱筋，可在下方60mm 處進行剝鑿。通過解決柱頂結(jié)點不滿足抗震要求的問題，讓塔與樓聯(lián)結(jié)、加固水平的提升。

在工作中，還可對縱筋進行研究，如果其僅延伸到主筋下方60mm 處的位置，柱頂節(jié)點就不滿足抗震需求。另外，在焊接期間，如果柱子表面以下100mm 范圍內(nèi)的混凝土被燒壞，會對柱和框架梁都有一定的危害。所以結(jié)合上述分析，對柱頂結(jié)點進行加固，促使鐵塔的基礎(chǔ)支墩和邊柱可靠聯(lián)結(jié)的同時，還可對柱頂結(jié)點進行加固，以滿足加固的需求[5]。

除此之外，在加固時，需要對加固聯(lián)結(jié)加固的原則進行研究，可在如下原則的基礎(chǔ)上，完成聯(lián)結(jié)加固。

（1）牢固支撐的要求。作業(yè)時需要保證聯(lián)結(jié)和加固滿足牢固支撐的要求。一般情況，如果牢固支撐不符合要求，會引起鐵塔基礎(chǔ)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，最終會給聯(lián)結(jié)加固帶來影響。為了滿足工作需求，需要對牢固支撐進行分析，可對鐵塔自身的承載需求進行分析，重點對結(jié)構(gòu)、對基礎(chǔ)表現(xiàn)出的作用力進行分析。

（2）經(jīng)濟性的要求。在聯(lián)結(jié)加固時，應(yīng)注意經(jīng)濟性的要求。主要因為加固可能會帶來一定的經(jīng)濟損失，為了滿足成本的合理控制，要對經(jīng)濟性進行管控。在通信鐵塔加固作業(yè)時，應(yīng)以承載力為研究對象，展開承載力的分析，對施工質(zhì)量進行管控，要求其施工質(zhì)量能符合加固需求。還要對通信鐵塔的加固成本進行控制，如此就能符合通信工程的經(jīng)濟效益。另外，工作時還要對運行中存在的問題進行分析，再對加固的經(jīng)濟性進行管控，以便在進行加固工作時，可排除干擾因素給加固成本帶來的影響，促使加固時，不會在質(zhì)量問題上出現(xiàn)問題，避免出現(xiàn)較多的成本問題，提高加固的整體經(jīng)濟性，也能滿足通信工程的發(fā)展需求。經(jīng)濟性原則是聯(lián)結(jié)加固時必須考慮的問題，經(jīng)濟性原則可以對聯(lián)結(jié)加固時的效果進行提升，如此可提升加固的水平，以滿足通信行業(yè)的需求。

（3）因地制宜的原則。為了提高通信鐵塔的服務(wù)能力，避免其后續(xù)出現(xiàn)問題，應(yīng)采取因地制宜的原則。在加固時，需要以環(huán)境為基礎(chǔ)，促使加固作業(yè)能結(jié)合地形的特點。因地制宜原則是一種常見的建設(shè)原則，因地制宜的原則要做好環(huán)境的研究，減少環(huán)境因素的干擾。在加固時，要注意對環(huán)境進行分析，對地形的特點進行分析，對存在的環(huán)境問題進行分析，并針對環(huán)境特點，采取適宜的應(yīng)對措施，確?；A(chǔ)的設(shè)計方案能符合作業(yè)需求[6]。

在聯(lián)結(jié)和加固時，可按照上述原則展開分析，讓聯(lián)結(jié)和加固水平能得以提升，以此來達到提升塔與主樓聯(lián)結(jié)、加固水平的提升。讓二者之間能相互配合，推動通信鐵塔的服務(wù)的作用。工作時注意通信鐵塔的加固分析，讓通信鐵塔能發(fā)揮相應(yīng)作用，減少通信鐵塔的問題，促使通信鐵塔能滿足通信行業(yè)的需求。

結(jié)語：

本文以通信鐵塔為研究目標(biāo)，主要對通信鐵塔的基本情況展開分析，再對既有自立式鋼結(jié)構(gòu)通信塔結(jié)構(gòu)安全性檢測和鑒定。經(jīng)過鑒定和檢測后，對現(xiàn)有通信鐵塔進行加固研究，之后在對塔與主樓聯(lián)結(jié)、加固進行研究。經(jīng)過研究分析后，確保在通信鐵塔加固后，能保證其保持較好的服務(wù)作用，能滿足通信鐵塔的工作需求，促進通信行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。