試論鋼結構通信鐵塔及其改造設計對策

陳杰

摘要：在無線通信技術快速發展的背景下，通信塔的建設實現了非常快速的發展。而由于通信塔的類型非常多，改造設計難度較大，通信鐵塔的設計和改造工作也開始受到了廣泛關注。因此，為了保證能夠更加高效的開展改造工作，真正發揮出鋼結構通信塔的作用，當前需要在準確分析鋼結構通信塔特點的基礎上，按照實際的改造原則、改造技術要求，制定出有效改造的措施。以此能夠在保證鋼結構通信塔結構符合要求的同時，使其能夠更好的發揮出應有作用。

關鍵詞：鋼結構;通信鐵塔;改造設計

鋼結構通信塔是裝設通信天線的一種高聳式結構，在塔身上安裝各個通信企業的通信天線、休息平臺和安裝平臺等，建設的主要目的是為了滿足通信工程實際的掛高和覆蓋需要。因此，為了能夠有效解決在鋼結構通信塔改造中存在的不足，當前需要針對具體的改造設計方法和原則進行分析，并且針對性的制定出設計策略。以此保證能夠更好的發揮出鋼結構通信鐵塔的作用，促使通信工程能夠更加順利的建設。

一、鋼結構通信鐵塔設計特點與改造原則

（一）設計特點

鋼結構通信鐵塔屬于一種高聳結構，與普通的建筑結構施工設計相同，在改造設計中需要經過初步規劃、技術設計以及施工圖紙設計三個不同的階段，但是與普通建筑設計工作不同的是，鋼結構通信塔改造設計中，需要重點考慮以下幾個方面的內容：一，由于鋼結構通信塔屬于一種外露性的結構類型，風荷載情況是整個設計中的重點內容，能夠對通信塔的結構布置、尺寸設置、截面形狀等設計工作有著一定影響[1]。二，鋼結構的通信塔具有無圍護結構特點，在設計中需要充分考慮后期維護、保養問題，以及通信塔的腐蝕問題。三，需要結合周圍的環境，合理的設定好對應航空障礙標志。

（二）改造原則

在對通信塔進行改造之前，需要先對其實際運行情況進行明確，并且深入的進行分析，制定出規范合理的設計步驟，在滿足實際安全性要求的基礎上，保證改造設計的合理性[2]。改造原則主要包括以下幾個方面的內容：一，安全性原則，即需要保證在經過改造后，原結構的承載能力符合要求，不會出現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，確保各個運營商之間設備不會出現互相干擾的情況，并且能夠真正滿足通信網絡覆蓋的基礎要求。三，耐久性原則，即在存量鐵塔使用的年限內，需要保證其能夠正常運行，功能不變的情況下具備一定耐久性[3]。四，經濟性原則，即改造方案需要結合對應的經濟性、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，按照實際情況靈活的進行調整，滿足后期的維護、擴容等要求。

二、鋼結構通信鐵塔改造設計具體對策

（一）塔架標準選型

塔形是對鋼結構通信鐵塔改造設計產生影響的重要因素之一，改造設計中需要包括以下幾個方面內容：一，平面的選型與設計，塔架的實際平面形狀主要有四邊形、三角形和多邊形，邊的數量多少與塔建構材料消耗情況相關，在設計中需要準確考慮到這項內容。二，立面的選型，塔架的立面輪廓線主要有直線、折線和曲線，按照塔架結構自身的受力情況進行分析，曲線是立面結構最好的一種形式，但是該種形式容易出現尺寸大小不統一等問題;直線形狀設計形式相對比較標準，但是在實際的設計中需要使用到比較多的材料，在各個環節中都可能出現問題，造成建設工作不夠規范、準確，同時也增加了設計的成本[4]。三，腹桿形式以及具體安排，在實際的施工中，交叉形式的腹桿體系一般會應用在塔架上半部分設計中，其優勢是焊接點較少，構造比較簡單。同時，為了保證后續建設工作能夠更加順利的開展，在設計過程中需要按照搭建剛度要求對腹桿體系進行設計，保證能夠減少節點的數量，保證塔架能夠具備良好的抗風效果。

（二）保證承載能力

單管塔、美化塔一般會采用位移控制的方式，在設計中需要保證鐵塔應力數值低于基本強度設計數值。為了保證鐵塔的基本承載能力，設計中需要注重以下幾個方面內容：一，針對鐵塔的改造設計工作來說，需要適當的放寬位移要求，采用有效的措施提升構件應力，保證鐵塔能夠擁有較好的承載能力。二，將現有鐵塔中使用的構件進行調整，將其變成規格較高的材料，如角鋼橫材等。三，采取對應的措施將節點位置上螺栓承載能力進行有效提升，如果條件允許，可以采用規格比較高的高強度螺栓對其進行替換[5]。四，適當增加一些輔助構件，將主要構件的長細比進行降低，提升構件的實際安全性、穩定性。

（三）降低荷載效應

風荷載是在改造設計中需要重點考慮的內容，在實際的設計中，需要采用適當的措施，有效減少風荷載情況，保證鐵塔的穩定性。具體來說：一，需要有效減少掛載的實際迎風面積，可以采用的方式主要是將天線進行調整，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到規定的天線數量。同時，在減少平臺迎風面積的過程中，可以采用拆除平臺、將平臺變成支架兩種方式。此外，減少爬梯迎風面積可以采用饋線多層疊層、饋線穿入到圓管載面內部等措施。二，需要有效減少構件的體型系數情況，但是在實施該項措施之前，需要保證迎風面積與體型系數的乘積減少。同時，針對三管塔、角鋼塔等各種角鋼零構件，可以采用外包圓材料對其進行處理。三，鋼結構通信鐵塔的實際應用周期會直接影響到風振動系數大小情況，而與鐵塔剛度相關的元素包括結構實際質量、剛度。因此，為了保證減少風振系數，需要設計中采用一定措施，合理有效的減少結構風振系數。如針對鋼結構中比較大的通信平臺來說，尤其是單管塔、美化塔結構來說，平臺的結構一般會比較大，這時就可以采用拆除平臺的方式，減少平臺質量，縮短鋼結構的自振周期，進而達到減少風振系數的目標。此外，還可以通過增加拉線、支撐的形式，提升通信塔的整體強度。四，按照結構荷載的相關規定，在對鐵塔荷載進行調整時，需要準確考慮到鐵塔的實際使用年限情況，可以通過不同的重現期數值，對通信塔的使用年限進行考量，并且在反復檢驗、使用后，對能夠有效減少風壓的具體數值信息進行調整[6]。同時，還可以在改造設計中通過降低天線高度、降低鐵塔高度、降低支架高度、改變平臺設置等各種方式，將鐵塔荷載的作用點高度進行降低，進而實現對整個鐵塔結構荷載效應進行降低的效果。

結語：

在實際的鋼結構通信鐵塔改造設計中，由于鐵塔自身具備多樣性、復雜性特點，造成改造工作中經常會遇到各種各樣的問題，不僅影響了改造設計工作的進度，同時對于完善通信鐵塔體系也有著一定不利影響。因此，在實際的改造設計中，需要在準確了解鐵塔改造設計原則、要求的基礎上，通過塔架選型、保證承載、降低荷載等多個方面制定出具體的有效改造設計對策。只有這樣才能夠在保證鐵塔穩定、安全的基礎上，真正開展有效的鐵塔改造工作，為通信工程更加高效的建設提供一定支持。

參考文獻

[1] 王紀娟. 鋼結構通信鐵塔的改造設計探究[J]. 科學與信息化，2020（2）：118-119.

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[3] 李彥龍. 淺析鋼結構通信鐵塔的改造設計[J]. 建筑工程技術與設計，2019（15）：1182.

[4] 陸同衛. 淺析鋼結構通信鐵塔的改造設計[J]. 價值工程，2015（27）：95-96.

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

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

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