钢结构通信铁塔的改造设计探究

王纪娟

摘 要 钢结构通信塔是装设通信天线的一种高耸结构形式，在钢结构通信塔上包含了移动电话线、各个行业的通信天线、安装平台和休息平台等。在无线通信技术的快速发展下，全国范围内的通信塔建设发展快速，通信塔类型丰富多样。为了能够更好地改造和使用钢结构通信塔，文章在阐述钢结构通信铁塔特点的基础上，结合发展实际就钢结构通信铁塔的改造设计原则和改造设计技术应用问题进行探究。

关键词 钢结构通信铁塔;高耸结构;改造设计

钢结构通信塔在通信行业拥有广阔的应用空间，应用的目的是将通信天线通过塔架抬高到一定高度来满足整个工程的施工工艺要求。在钢结构通信塔设计的过程中为了确保钢结构通信塔设计符合相关标准需要结合实际需要来改进优化钢结构通信塔的设计，将钢结构通信塔的设计和工艺配比结合在一起。另外，针对当前钢结构通信塔应用范围比较狭窄的问题，需要通过一种改造工艺来实现钢结构通信铁塔的共享使用。

1钢结构通信铁塔的特点分析

钢结构通信铁塔是一种高耸结构，和一般建筑结构施工设计一样都需要经历初步设计、技术设计、施工图设计三个阶段，但是和一般建筑结构设计相比钢结构通信塔具备高柔、外露、缺乏围护的特点。在钢结构通信铁塔设计的时候要着重考虑以下几个方面的因素：第一，钢结构通信塔是一种外露性很强的结构类型，风荷载在整个结构塔的设计中起到了十分重要的作用，突出表现为对钢结构通信塔的结构布置、尺寸选择、截面形状设计等有着十分重要的影响。第二， 钢结构通信塔具备无围护的特点，在设计这类塔形结构的时候还需要充分考虑其后期维护保养问题，密切关注通信塔的腐蚀问题。第三， 钢结构通信塔和周围的环境也存在密切的关联，如果通信塔较高则是需要在其上面设定航空障碍标志[1]。

2钢结构通信铁塔的改造设计原则

按照相关操作规定，旧有通信塔的安全评定等级为S级，荷载组合效应设计数值小于R结构抗力设计数值（S

在综合统计分析以上资料信息之后重新打造结构模型得出钢结构通信铁塔的结构应力、位移等重要力学数据信息。在對这些信息综合比较分析发现铁塔的基础数据信息和塔身存在一定的安全隐患，由此制定出相应的改造措施来强化钢结构通信铁塔的安全性和稳定性，实现多个运营商对钢结构通信铁塔的共享[2]。

存量钢结构式通信铁塔如果具备施工图纸资料，且在施工现场不存在开裂现象、铁塔本身没有腐蚀和构件变形的情况下需要结合拟挂设荷载情况来对原有的钢结构通信铁塔进行建模分析，根据多方建模信息比对来确定最终的改造方案。

3钢结构通信铁塔的改造设计技术

3.1 塔架的标准选型

塔形是影响钢结构通信铁塔设计的重要因素，具体包含以下几个方面的设计内容：第一，平面选型设计。塔架平面形状包含三角形、四边形、多边形，边数多少和塔的建构材料消耗呈现反比的关系。第二，立面选型。塔架立面轮廓线包含直线形、折线形和曲线形，具体如图一所示。对于塔架结构的基本受力情况来讲，曲线形式立面的最好形式，但是容易出现结构构件尺寸大小不统一的问题。直线形状的塔架设计趋于标准化，但是在具体操作的时候往往需要应用较多的材料。第三，腹杆的形式和安排。在一般情况下，交叉腹杆体系是会被安排在塔架的上部分，具有焊接量少、构造简单的特点。在塔架搭建的过程中需要根据塔建的刚度要求来打造腹杆体系，力求通过腹杆的体系布置来减少节段中的节点数量，最终达到降低风阻力的效果[3]。

3.2 提升钢结构构件和基础承载能力

单管塔和美化塔一般采取的是位移控制模式，在位移控制的时候钢结构铁塔的应力数值要远远低于它的基本强度设计数值，因此，在钢结构铁塔构造的时候要采取措施适当地放宽铁塔的基本位移要求，并采取必要的措施提升构件的应力从而确保通信钢结构铁塔能够具备较高的承载力。第二，将以往的钢结构通信塔构件调整为较高规格的材料，比如三管塔、角钢横材和斜材料。第三，采取措施提升节点位置上的螺栓承载能力，在条件允许的情况下可以应用较高规格的高强度螺栓进行替换。第四，增加辅助构件，减少主要构件的长度和细度比例，增强构件的稳定性和安全性[4]。

3.3 采取措施减少风荷载

（1）减少挂载的迎风面积

减少挂载迎风面积的方式包含将天线调整为小天线、合路天线、宽频天线等，目的是达到规定的天线使用数量。减少平台迎风面积的方式包含拆除以往平台，将以往的平台改变为支架。减少爬梯迎风面积的方式包含更换原有爬梯材质、拆除原来的爬梯护笼等。减少外露馈线迎风面积的方式包含实现对馈线的多层叠层和将馈线穿入到圆管截面内部等。

（2）减少构件的体型系数

减少构件体型系数的基本前提是经过改造之后构件的迎风面积、体型系数乘积减少。对于三管塔、角钢塔等角钢的零构件则是可以应用外包圆材料进行包装处理。

（3）减少结构风振系数

钢结构通信铁塔应用周期直接影响风振动系数的大小，而和铁塔使用周期相关的信息还包含结构质量和刚度。为了能够减少风振系数需要相关人员采取措施减少钢结构通信铁塔的结构质量和结构强度[5]。

在钢结构通信平台质量较大，特别是单管塔和美化塔结构较大的情况下可以通过拆除以往平台的方式来减少平台的质量，目的是缩短钢结构通信塔的自震周期，最终达到减少风振系数的发展目的。另外，通过增加钢结构通信塔的拉线或者支撑还能够增强钢结构通信塔的强度。

（4）采取措施减少基本分压取值

根据结构荷载的有关规范规定在调整钢结构铁塔荷载的时候需要考虑铁塔的使用年限。对于钢结构铁塔的风荷载来讲可以通过选择不同的重现期数值来考虑钢结构通信铁塔的使用年限，在反复使用和检验之后最终确定有效的能够减少基本风压的数值信息。同时，还可以通过降低铁塔高度、降低天线、降低支架、改变平台设施等方式来减少钢结构铁塔荷载的作用点高度[6]。

4结束语

综上所述，从钢结构通信塔的改造设计实践操作情况来看影响钢结构通信铁塔设计的因素有很多，针对目前钢结构通信塔共享不方便的问题需要相关人员在综合考虑铁塔共享需求、安全性能、可靠性能、施工便捷与否、经济效益的基础双来优化钢结构铁塔的改造设计方案，从而更好地发挥出钢结构铁塔在通信领域和其他关联领域的应用作用。

参考文献

[1] 沈之容，倪阳，徐华刚.Study on Natural Vibration Basic Period of Steel Communication Monopole%钢结构单管通信塔自振基本周期的研究[J].特种结构，2008，25（2）：27-28，86.

[2] 张亮权，闫英春.钢结构通信塔设计[J].科技风，2011，（1）：183-184.

[3] 岳军，董轶赟.钢结构单管通信塔钢管桩基础设计探讨[J].浙江建筑，2018，（6）：19-24，44.

[4] 左林生，夏大桥，王谦，等.我国钢结构电视塔设计与施工概况[J].中国科技纵横，2018，（14）：106-107.

[5] 章勤.钢结构通信微波铁塔的标准化设计[J].安徽建筑，2006，（5）： 103-104.

[6] 陆同卫.浅析钢结构通信铁塔的改造设计[J].价值工程，2015，（27）： 103-104.