探究铁路通信铁塔的设计与思考

2020-12-30孙国强

中国信息化 2020年12期

孙国强

铁路通信铁塔在铁路通信系统中发挥着重要的作用，铁路通信铁塔还承载着无线通信系统天线，是当前无线通信系统中重要的一部分，对比一般通信设备，无法在通信机房中安装铁塔，因此铁路通信铁塔属于室外通信设施，同时具有较多的数量，临近铁路设施，因此需要维护铁路通信铁塔的安全性和稳定性，这关系到无信通信工作的稳定性和铁路行车安全和游客生命财产安全性，在铁路通信铁塔设计过程中，需要保障施工和维护工作的安全性。

一、概述

（一）概念和功能

我国通信行业发展速度不断提高，因为通信系统的发展带来机遇，在通信建设过程中通信铁塔发挥着重要的作用。铁路通信铁塔属于重要的通信设施，主要包括避雷针和爬梯以及塔体构件。铁路通信铁塔负责传送和发射信号和微波等。连接不同的铁路通信铁塔，可以高效传送信号，促进铁路行业发展。当前我国通信行业发展具有多样性特征，在多个方面也突出了铁路通信铁塔的作用，可以高效传递信息。

（二）主要特征

投入使用铁路通信铁塔之后，可以有效发射和接受通信信号。提升信号发射接收工作的稳定性和可靠性，降低自然因素和人为因素对于基站的影响。铁路通信铁塔的高度比较高，因此周围的建筑物不会影响到铁塔的工作，提升信号接收的效率和质量，提高信号传递的通畅性。铁路通信铁塔具有自我保护能力，铁塔主要结构为钢结构，并且利用特殊的连接形式，通过在铁塔上设置避雷针，可以有效保护铁路通信铁塔，在雷雨等恶劣天气也可以正常运行。

（三）选址要点

在铁路通信铁塔设计过程中需要合理选择场地，为后续建设工作奠定基础，在选址工作的过程中，要避免场地周围存在易燃易爆的建筑物，尽量远离电力高压线，否则可能会引发铁塔倒塌等问题，威胁到周围人员的生命财产安全。铁路通信铁塔和电力高压线的距离要控制在50～100m范围内，垂直距离在3m以上。

在铁路通信铁塔选址阶段需要综合考虑四周水文地质情况，选择的地质要具备良好的地质，并且具备平坦的地形。尽量避开突破边缘和断层等部位，远离很容易发生洪涝灾害的地区。因为水文地质条件的影响，铁路通信铁塔可能会出现不均匀沉降等问题，影响到铁路通信铁塔的安全性。

二、铁路通信铁塔设计的要求

对比一般的建筑结构，铁路通信铁塔比较特殊，铁路通信铁塔具有较高的高度，同时具有较小的横截面，铁路通信铁塔结构具有柔性，同时长期外露在外界，风荷载发挥着重要的作用，因为结构无防护设备，这就需要注重铁路通信铁塔维护保养工作，因为施工条件和一般结构具有较大的不同，同时需要考虑铁塔运输和高空吊装等因素，因此需要分段制作铁路通信铁塔。铁路通信铁塔还要承受风荷载和地震等方面的影响，在铁路通信铁塔设计过程中需要结合风振系数和风压高度变化系数等，满足铁路通信铁塔的要求。

在铁路通信铁塔设计过程中，需要为施工提供便利条件，在实际施工过程中需要进行组装和吊装工作，在现场作业中利用机械，整体设计施工比较复杂，一些施工场地比较小，无法落实大型机械作业，因此在铁路通信铁塔设计过程中需要考虑到铁塔安装的便利性。

在设计阶段需要保障维护工作的便利性，因为铁塔的特征，无法落实结构维护工作，这就需要保障保养工作的有效性，提升铁路通信铁塔的安全性，因此在铁路通信铁塔设计过程中考虑保养工作的便利性，同时也要为维修工作提供更大的便利。

三、铁路特殊地段铁路通信铁塔设计

（一）隧道口

我国地形比较复杂，一些铁路项目需要穿越山区，山区涉及到很多隧道和桥隧，在设计无线通信系统的过程中，隧道中需要利用漏泄同轴电缆和光纤直放站，落实弱场补强工作，在隧道口设置光纤直放站远端机，连接远端机漏缆和天线，可以覆盖隧道内弱场区，在隧道口区域中设置射频电缆，安置光纤直放站具有较大的难度，可以在山顶和山坡位置安置，因为和设备和铁路线的距离比较小，在馈线内会严重损耗信号，不利于在隧道内覆盖无线信号。

在隧道内需要设置四柱角钢塔三柱管塔，控制铁塔高度在30m以内，同时要选择Q345以上的钢材材质。在平台设计过程中，要注意减少铁路通信铁塔的受力面积，可以设立多个平台，单个平台的天线数量要少于4副，利用8.8级的高强度螺栓连接主体，控制接地电阻在4Ω以内。

（二）跨越大江和大河的桥梁

我国水系比较丰富，很多铁路需要跨越大江和大河，直接影响到无线设计方案。因为桥梁形式比较丰富，此外桥梁的距离比较长，不利于在地面设置铁路通信铁塔来覆盖场强，可以在桥梁上设置漏泄统筹电缆加设光纤直放站，也可以设置小型天线。选择在桥上设置漏泄同轴电缆，需要综合考虑加设条件，因为桥梁上缺乏无线通信立杆的位置，利用接触网共支柱，因此引发严重的维护问题和电磁干扰问题，因为铁路通信铁塔维护保养工作比较复杂，在桥梁上设置铁路通信铁塔，可以方便实施无线通信系统，降低电磁干扰，保障整体通信效果。但是在桥梁上设置铁路通信铁塔，需要考虑桥梁共振和宽度等方面，因此大桥中设置的铁路通信铁塔需要利用三边管塔四柱角钢塔，控制铁塔高度在30m以内，选择Q345以上的钢材材质，提升铁路通信铁塔的抗震烈度，保障铁塔安全等级为一级以上，在设计平台的过程中需要减少受力面积，控制每个平台的天线数量，利用高强度螺栓连接主体。

四、处理铁路通信铁塔基础各种土质

（一）部分消除液化沉陷

经过处理工作之后，有效减少地基液化指数。工作人员可以利用强夯和振动加密处理措施，控制桩间土的标贯锤击数量。根据基底处理深度的1/2控制基础边缘的处理宽度。为了减小液化震陷，可以覆盖非液化土层，有效改善周围的排水工作。

（二）全部消除液化沉陷

利用桩基措施的过程中，计算稳定土层深度，保障坚硬持力层深度在0.8m以上，针对非坚硬场地，需要控制持力层深度在1.5m以上。利用加密法加固处理过程中，需要处理液化深度下界。利用强夯振动加密处理措施，加固了碎石桩之后，控制桩间土的标贯锤击数量。工作人员可以替换利用非液化土层，适当的增加土层覆盖厚度。工作人员在利用加密法和换填法的过程中，需要严格控制基础边缘的处理宽度。

（三）降低液化影响

工作人员需要控制基底埋深，合理调整基底面积，避免出现基础偏心问题。提升基础刚度，利用伐基箱基，避免出现不均匀沉降问题。利用灌注桩穿透液化层，向液化层下面的持力層传力。

（四）冻土处理

冻土会限制铁路通信铁塔的埋深，在施工过程中遇到冻土层，落实防冻害措施。工作人员要避免在建筑地基中浸入雨水和地表水以及生产废水等，优化排水设施，在山区设置截水沟，在建筑物之下需要设置暗沟，将地表水和潜水流有效排除。合理选择建筑场地，选择的建筑场地要具备较高的地势，同时具有较低的地下水位和良好的地表排水性能。在基础侧面填入非冻胀性的砂土，控制回填厚度在10cm以内，在地下水位以下的基础利用桩基础自锚式基础。如果桩基础承台下存在冻土，需要在梁和承台下设置一定的空隙，避免因为土冻胀引发承台拱裂问题。地基具有较强的冻胀性，需要设置钢筋混凝土基础梁，控制上部分建筑的长高比，使房屋整体刚度因此提升。