某电视台发射铁塔结构安全性鉴定

王成，黄卫

（安徽省城建设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230000）

某电视台发射铁塔结构安全性鉴定

王成，黄卫

（安徽省城建设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230000）

铁塔结构是移动信号发射器的重要支撑物，随着移动信号覆盖面积的不断扩展，信号塔的保有量不断增加，然而，当铁塔出现各种损伤时，缺少必要的检测鉴定及加固处理，往往会出现一定的安全隐患，随着损伤情况的日益严重，必然影响铁塔的安全性和使用期限。文章结合工程实例，对既有铁塔结构进行了检测鉴定工作，对类似结构安全性鉴定具有重要的参考意义。

铁塔；检测；安全性；鉴定

铁塔结构是移动信号发射器的重要支撑物，随着移动信号覆盖面积的不断扩展，信号塔的保有量不断增加，铁塔结构的运行管理问题日益突出。同时，随着时间的推移，铁塔构件镀锌层脱落及锈蚀，影响铁塔的耐久性，也导致铁塔的材料力学性能退化和承载能力的降低，严重影响了铁塔运行的安全性。因此，对铁塔结构安全性进行检测评定是保证基站铁塔长期使用必要的技术措施。本文以某电视台发射铁塔结构的检测评定为例，对铁塔结构安全性检测评定的一般方法进行阐述。

某电视台发射塔现状照片见图1，本塔以直径较小的多节钢管为主材，塔体横截面为正方形结构，根开为12m，对角线尺寸为16.97m，建筑总高度为65m。基础形式为独立基础，平面布置见图2所示。该塔建造于1986年6月，设计使用年限为30年，将于2016年6月到期，为确定该塔目前安全状况，以及后续使用年限，委托单位委托我公司对该塔进行结构安全性鉴定。

图1 发射塔现状外观

图2 基础平面布置图

①资料搜集：收集该工程现有技术资料，通过口头询问，调查使用情况，作为检测评估工作的参考依据；

②结构现状检查：对该建筑物结构形式、塔基、塔柱、塔身、桅杆等构件现状进行全面检查，对铁塔构造及构件锈蚀情况进行调查；

③地基基础检测：调查该建筑物的基础形式，检测基础不均匀沉降等情况；

④对构件尺寸进行检测；

⑤对主体结构的倾斜度进行检测；

⑥对钢构件涂层干漆膜厚度进行检测；

⑦对钢构件材料强度进行检测；

⑧对钢构件主要焊缝进行超声波探伤检测；

⑨整体结构计算复核；

⑩鉴定结论及建议。

①铁塔构件间采用高强螺栓连接，部分连接节点处出现高强螺栓缺失、螺栓出扣不合格、螺栓以小带大、螺栓单帽、松动、反串等现象。

②铁塔塔柱、塔梁及桅杆等构件均已刷防腐涂料，部分构件局部出现干漆膜脱落，并出现锈蚀。

③铁塔塔柱、塔梁与法兰盘的连接可靠，连接节点无损伤，部分节点有轻微锈蚀现象。

④该塔使用环境为室外环境，环境使用条件未发生改变，结构无明显超载现象或其它人为损伤情况发生。

①经现场调查，地基承载状态良好，未发现塔体因地基不均匀沉降而导致明显的下陷、倾斜等现象。

②基础不均匀沉降检测，现场采用水准仪对基础的不均匀沉降进行检测，检测结果见图3所示。由图3可知，基础的不均匀沉降较小，最大沉降差为9mm。

图3 基础不均匀沉降

③经现场调查，柱基础地脚螺栓连接可靠，未出现明显的松动、锈蚀现象。

3.3.1 钢构件尺寸检测

现场采用游标卡尺、金属测厚仪、钢卷尺对塔体塔梁、塔柱钢管的直径、壁厚进行检测，具体检测结果在此不一一列举。

3.3.2 主体结构的倾斜度检测

为检验该铁塔施工误差及投入使用后荷载作用下的构件变形，现场采用全站仪对塔体横截面水平支撑的交点（中心点）进行主体结构倾斜度检测，检测结果在此不一一列举。结果表明，塔身中心垂直倾斜度满足《移动通信工程钢塔桅结构验收规范》（YD/T5132-2005）中不大于全塔高度的1/1500的要求。

3.3.3 涂层干漆膜厚度检测

现场采用涂层厚度测量仪检测塔柱、塔梁涂层厚度，检测结果在此不一一列举。结果表明，构件涂层干漆膜总厚度满足《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）中室外涂层干漆膜总厚度不小于150μm，且允许偏差为-25μm的要求。

3.3.4 钢材强度检测

现场采用里氏硬度计对塔柱、塔梁的强度σb进行检测。先除去塔柱、塔梁表面涂层，用砂纸打磨平整后使用里氏硬度计进行检测，检测结果在此不一一列举。结果表明，钢材强度达到Q235要求。

3.3.5 焊缝探伤检测

现场采用超声波探伤仪对部分焊缝进行检测，检测结果表明，所检测的焊缝质量满足规范要求。

该铁塔的计算模型如图4所示，采用3D3S钢结构—空间结构设计软件塔架结构模块，验算各荷载组合下，对塔身主体结构的强度、变形及稳定性进行分析。参考《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》（YD/T5131-2005）、《高耸结构设计规范》（GB50135-2006）和《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等规范。

计算控制参数

结构类型：四角管塔结构

结构总高度：65m

地面粗糙度：B类

材料的自重(kN/m3)：78.5

地震烈度：7度(0.10g)

场地类别：Ⅰ类

地震分组：第一组

荷载取值：基本风压0.35kN/m2；基本雪压0.45kN/m2；基本裹冰厚度8mm；

平台活荷载2.0kN/m2；

钢材强度：Q235

图4 计算模型

计算结果表明，本塔体在各荷载组合下，塔身主体结构的强度、变形及稳定性均满足规范要求。

依据《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB50144-2008）对该塔体进行结构安全性鉴定，综合评定该塔体结构安全性等级为B级，略低于国家现行标准规范的安全性要求，仍能满足结构安全性的下限水平要求，尚不明显影响整体安全，有部分构件应采取必要的维修措施。

①对不符合要求的螺栓进行更换及补全，并做好防锈处理。螺栓拧紧后外露丝扣不应小于2～3扣；穿入方向朝向应一致，由内向外，由下向上；对缺失的螺栓应进行补装；单帽螺栓进行补全螺帽；对松动螺栓进行紧固处理；对缺失垫片的螺栓进行补全垫片。

②对该建筑部分出现干漆膜脱落的构件进行补刷防腐涂层。

该塔体自鉴定之日起，按上述建议维修后，后续使用年限建议为10年。

[1]GB50144-2008，工业建筑可靠性鉴定标准[S].

[2]GB/T50621-2010，钢结构现场检测技术标准[S].

[3]YD/T5132-2005，移动通信工程钢塔桅结构验收规范[S].

本文通过对5个具有不同填充墙填充率的框架结构进行数值分析，得出如下结论：

①结构自振周期出现是以3个为一组，组内数值相差不大，而各组之间数值相差较大。

②纯框架结构能量耗损比框架填充墙结构要迅速。

③建模时同时考虑填充墙质量和刚度，计算刚度采用的是填充墙初始开裂时的刚度，为初始刚度的0.2倍。得到的周期折减系数取值范围为0.4～0.85，小于规范建议值0.5～0.9。

参考文献

[1]清华大学土木工程结构专家组，西南交通大学土木工程结构专家组，北京交通大学土木工程结构专家组，叶列平，陆新征.汶川地震建筑震害分析[J].建筑结构学报,2008,29(4)：1-9.

[2]刘玉姝，李国强.带填充墙钢框架结构抗侧力性能试验及理论研究[J].建筑结构学报，2005,26(3)：78-84.

[3]曹万林，王光远，吴建有，等.轻质填充墙异型柱框架结构层刚度及其衰减过程的研究[J].建筑结构学报，1995,16(5)：20-31.

[4]王玉霞.填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响[D].成都：西南交通大学，2008.

[5]苗凤.填充墙对钢筋混凝土框架结构动力性能的影响[D].长沙：湖南大学，2006.

[6]张慧，王艺扬.填充墙对框架结构体系自振周期的影响[J].水电能源科学，2008,26（6）：102-104.

[7]唐兴荣，周振轶，刘利花，等.多层砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2012,33(11)：72-81.

TU311.3

B

1007-7359（2016）05-0214-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.076

王成（1982-），男，安徽和县人，毕业于合肥工业大学，硕士；工程师，国家注册一级结构工程师。