谈通讯单管塔两种连接方式的特点

穆宇亮 彭 朋

(中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北 石家庄 050021)

谈通讯单管塔两种连接方式的特点

穆宇亮 彭 朋

(中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北 石家庄 050021)

对单管塔插接和内法兰两种常用形式进行了分析，分别论述了两种连接方式的优缺点，通过对不同连接直径两种连接方式用钢量的对比，解决了在最小用钢量时选择连接方式的问题。

通讯单管塔，插接式，法兰式，连接，用钢量

单管塔是通讯塔的一种主要形式，是由若干节锥形钢筒通过法兰连接或插接而成。随着对通讯铁塔美观要求的提高和铁塔建设时用地面积的限制，越来越多的通讯铁塔都采用单管塔的形式。其外观也呈现出多样化、景观化、伪装化的特点，例如，围栏装饰塔、灯杆景观塔、美化轮景观塔、飘带美化塔、伪装仿生树塔等形式多样的铁塔，都是由单管塔增设景观设备而成的。

单管塔的连接方式分为插接式和法兰式，其中法兰式连接又分为内法兰和外法兰两种形式。外法兰铁塔的法兰、加劲板和螺栓暴露在外，出于对美观因素的考虑，实际应用中使用已经越来越少了，现在连接方式主要是插接式和内法兰式。

1 两种连接方式

1.1 内法兰式连接铁塔

内法兰式是相邻铁塔在端口安装连接法兰，通过螺栓将相邻塔段紧固在一起。塔身需要预先安装法兰盘和加劲板，通过螺栓、法兰盘和加劲板传递塔身内力。这种连接方式的特点是：1)适用于管径较粗的单管塔，需确保塔身内有足够的安装操作空间。2)内法兰式连接的铁塔，塔身垂直度有保证，方便铁塔的拆卸和搬迁。3)该种铁塔在设计时，允许采用两端钢筒直径相同的等口径塔段，可以允许安装的若干平台或美化轮采用相同的构件尺寸，可以满足厂家标准化生产的要求，也使得直接安装在塔身抱杆的垂直度容易调整。与此同时，内法兰式铁塔由于采用螺栓连接，在现场施工时，需要由安装工人逐个紧固螺栓，施工速度较插接式铁塔慢。塔内空间有限，对于个别直径小的塔身，施工工人在塔内紧固螺栓施工面不足，导致螺栓不易拧紧。法兰式连接方式中，法兰板的宽度与螺栓的最小允许端距有关，随着螺栓孔或板件厚度的增加最小允许端距增大，法兰板所需的宽度也就越宽，法兰板宽度一般取2.7倍～3倍的螺栓孔直径。以北京某运营商一宏站为例，基本风压0.45 kN/m2,高度47 m，塔身上部有3层直径3 m的外平台，高度分别为45 m，42 m，39 m，拟每层平台安装6副、共18副移动通讯板状天线。对于这种塔身高、荷载大的铁塔，需要大管径的塔身，经初步判断，所需直径允许塔内设爬梯并有安装操作空间，所以该塔采用内法兰式连接。

1.2 插接式连接铁塔

插接式是下段铁塔塔段部分插入上段铁塔底部，依靠上下铁塔插接段楔紧的作用传递塔身内力的一种连接方式。这种连接方式的特点是：1)适用于管径较细的单管塔，例如灯杆塔、美化杆塔等荷载较小的情况。2)不需要内法兰铁塔施工时人工紧固大量的螺栓，只需吊装塔段后将每节铁塔插接挤紧后即可，施工周期短，便于机械化快速施工。但也有其缺点：1)插接式连接塔筒的插接挤紧不易均匀严密，导致铁塔塔身垂直度不易控制。2)由于在使用过程中受到自重和风荷载的作用，塔筒之间的插接挤紧作用越来越大，使得该类铁塔在搬迁拆卸时较为困难。

插接式连接方式中，插接长度与插接段最大直径有关，插接段直径越大，所需插接段长度就越长，插接段长度一般为1.5倍插接段最大直径。

以北京某运营商一灯杆景观塔为例，基本风压取0.45 kN/m2,高度30 m，塔身29 m安装有6盏装饰灯头，在28 m，25 m，23 m塔身处各安装3副、共9副移动通讯板状天线，不设外平台。该塔塔身高度低、风荷载较小，故塔身允许采用较小的管径，为方便施工并节约用钢量，所以该灯杆景观塔采用插接式连接。

2 连接方式的选用

表1 内法兰形式连接的用钢量

通过以上内容，可以了解单管塔的两种连接方式的特点和适用范围，内法兰连接方式适用于粗管径的情况，插接连接方式适用于细管径的情况。下面通过一个具体的单管塔，对不同连接管径的两种连接方式的用钢量进行对比，找出不同情况下用钢量最小时，选用何种连接方式。连接的两段铁塔，连接处塔身的直径选取400 mm～1 000 mm，每次递增50 mm，内法兰螺栓选用M33，螺栓孔直径36 mm，螺栓所在圆直径为塔身直径减去3倍螺栓孔直径，内法兰内边缘直径为塔身直径减去5.6倍螺栓孔直径，法兰厚度采用24 mm。考虑铁塔里紧固螺栓的操作空间，螺栓按间隔200 mm左右均匀布置，每个螺栓包含螺杆、两个螺母、垫片等，重量取2 kg。加劲板个数与螺栓数量相同，宽度取法兰板宽度，高度按1.5倍加劲板宽度，厚度取8 mm。详细数据见表1。

对于插接式连接的塔段，连接处塔身的直径选取同内法兰连接。采用下端塔身向上插接方式，塔身坡度为1.7%，塔段插接长度取连接处塔身直径的1.5倍，塔段壁厚取6 mm。详细数据见表2。

表2 插接形式连接的用钢量

将两种连接方式不同直径的重量进行对比，并将两种连接方式的重量绘成图，见图1。

3 结语

由此可得出结论，两种连接方式各有优缺点，为节约钢材，减少投资。内法兰式连接适用于塔身筒体较粗的情况，插接式连接适用于塔身筒体较细的情况。从图1中可以看出，在连接直径小于850 mm时，插接式连接方式用钢量较小；当连接直径大于850 mm时，法兰式连接方式用钢量较小。以此不难得到，在一般情况下塔段连接直径为800 mm～900 mm以下时，宜采用插接连接方式；塔段连接直径在800 mm～900 mm以上时，建议采用法兰连接为宜。参考文献：

[1] 黄 健,潘汉明,屠海明,等.单管塔的选型设计[J].钢结构,2004(1):99-101.

[2] 胡 丹,苗建义.关于通信塔建设若干问题的讨论[J].山西建筑,2014，40(5):26-27.

[3] 陈俊岭,吴水根,马人乐.单管塔中钢管构件的受力分析[J].特种结构，2003(1):55-57.

Discussion on two connection methods of communication single-pipe tower

Mu Yuliang Peng Peng

(ChinaSteelShijiazhuangEngineeringDesignInstituteCo.,Ltd,Shijiazhuang050021,China)

The paper analyzes two common types of communication single-pipe tower, including plug-in type and flange type, and discusses their merits and defects. Through comparing steel consumption to two kinds of connection methods with various diameters, it solves connection methods selecting problems with minimum steel consumption.

communication single-pipe tower, plug-in type, flange type, connection, steel consumption

1009-6825(2015)07- 0031- 02

2014-12-20

穆宇亮(1979- )，男，硕士，工程师； 彭 朋(1986- )，男，助理工程师

TU391

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