现有通信铁塔加固技术研究解析

文／曹修健、李丞 山东省邮电规划设计院有限公司 山东济南 250000

引言：

通信铁塔是通信行业的基础，借助通信铁塔能满足通信行业正常业务的顺利进行。通信铁塔容易受到环境因素、地理因素的影响，在受到环境因素、地理因素影响时会导致通信铁塔的稳定性受到影响。为保证通信铁塔的正常使用，需要分析通信铁塔的加固技术并对其合理运用，实现对现有通信铁塔的加固。基于此，本文以现有通信铁塔为目标，主要分析通信铁塔的加固技术，要求经过加固后，通信铁塔的服务能力得以提升。

1.既有自立式钢结构通信塔结构安全性检测和鉴定

在通信铁塔加固之前，需要进行安全性检测和鉴定，才能进行加固作业。现对鉴定和检测、结构分析等内容展开研究，具体如下。

1.1 鉴定与检测

检测是整个工作的基础，在加固之前要先对既有自立式钢结构通信塔的结构进行安全性检测和鉴定。检测时要对需要检测的内容逐项检测，将底部塔体和顶部塔体作为检测的关键部位，使检测结果能满足加固作业需求。检测内容包括节点的安全性、构件的完整性、结构的整体性、塔体侧向位移等，这些内容同样是顶部塔体检测的关键。在检测时，必须要按照相应检测标准进行检测，以提高检测效果。检测完成后还要对铁塔的安全性以及铁塔的结构特点进行总结，结合其结构特点，能得出铁塔有体积相对较大、结构相对复杂的特性。因此在对通信铁塔进行检测时，检测难度会相对较高。在进行检测作业时应选择先大后小的方式，按照先整体后局部的顺序完成检测工作。

检测时，应先对铁塔整体结构和塔体的变形程度进行检测，再对铁塔的构件进行研究，分析其规格对铁塔的影响。检测完成后根据各项检测数据分析通信铁塔的承载力，完成鉴定工作。检测时要注意对连接节点和构件生锈情况进行检测。

最后，要对通信铁塔的功能进行检测，同时完成鉴定工作。要求通信铁塔在服务时，能保证其功能完好。铁塔功能完好，是确保通信铁塔服务能力的关键，因此必须要做好功能的检测和鉴定。促使通信铁塔能更好地满足通信行业的发展需求[1]。

1.2 结构分析

在对既有自立式钢结构通信塔进行安全性检测和鉴定之时，应同时对通信铁塔进行结构分析。要求通信铁塔在服务过程中，能保持良好的服务能力。

在结构分析时，需要注意对构件和节点的承载能力进行分析，通过对构件和节点承载能力的分析，让通信铁塔在服务时，能发挥相应作用。在进行结构分析时可先对塔体样式、荷载类型进行研究，通过对塔体结构的研究，让塔体能发挥相应作用。

计算前要先掌握铁塔的基本情况，包括构件的材质和参数等内容。在必要时可展开调查工作，以获取更具有利用价值的数据。通过一系列的计算方法，对所获取的数据进行计算，在模型分析时，除去塔体结构之外，还要对连接方式进行研究。一般情况下，塔体的连接方式包括刚接和铰接两种。其中铰接是通过铰链完成连接，属于柔性连接方式，而刚接则是以刚节点为基础完成连接，属于刚性连接方式。在塔体结构分析时，要进行荷载的分析。荷载分析时要具有一定的全面性，在不同条件下，因为荷载类型的差异，其所承受的荷载也会有差异。如果有不受到外界干扰的因素，其产生的荷载就属于永久性荷载。除此之外还有其他荷载类型，常见的包括风荷载、地震荷载、冰雪荷载和温度变化等荷载。这些荷载的产生，有部分与自然环境有关系，有部分与气候条件有关系，在分析风荷载和地震荷载的时候，要展开全面、多方位的分析，并注意对分析结果进行分类。要求除按照相关检测标准完成检测工作外，还要注意对检测结果的准确性、精准性和代表性等进行控制，使塔体整体结构的稳定性能满足相应标准，促使塔体能发挥相应作用，更好地满足实际工作需求。

1.2.1 风荷载的计算

因风荷载会随铁塔高度的变化而发生变化，因此风荷载的计算是不可以忽略的。在分析时，可得出风荷载除对铁塔结构有影响之外，一般也会给建筑物产生影响的结论，所以要合理进行风荷载的计算。在对风荷载进行分析时，可按照公式（1）完成相应计算。

结合上述公式（1）可以完成对风荷载的计算，其中ωk用于描述风荷载的标准值，ω0用于描述基本风压，μz用于描述风压高度变化的系数，μs用于描述风荷载体形系数，至于βz则描述z 高度处的风振系数。按照这部分内容，可完成对风荷载的分析，后续还要注意对地震荷载的计算[2]。

1.2.2 地震荷载的计算

地震荷载的计算，要结合地震荷载的基本情况。计算时，应力分析可以将强震时的加速度乘以质量，得到静荷载的数值。通过对静荷载的分析，确保地震荷载的顺利计算，可根据公式（2）完成相应计算。

按照上述公式（2）可展开相应分析。公式中，rQD用于描述设计时的剪切力，tC0 能实现对标准剪切力系数的研究， 可用于描述从塔顶到r 的固定荷载与活荷载之和，Z 可用于描述地域系数，tT 可用于描述铁塔第一周期，bT 则用于描述建筑物的第一周期，而tar用于描述剪切力系数的比值。

另外在分析时，注意对弹性与弹性相连的附属系统的控制，注意数值不要超过1%，可对其表达方式进行优化，可按照如下公式（3）展开分析。

按照上述公式（3）能保证，地震荷载计算工作的顺利进行，确保荷载能得到合理分析。在上述公式中，F 为水平地震力的标准值，γ 为附属系统的功能系数，η 则为附属系统的类别系数，ζ1可用于描述附属系统的连接状态系数，ζ2可用于描述楼层位置系数，amax可用于描述多遇地震影响系数的最大值，而G 可用于描述附属系统的重力[3]。

按照上述内容，能完成通信铁塔的结构分析工作，主要包括地震荷载和风荷载的分析。要求经过分析后，通信铁塔在工作时，能为通信行业的发展奠定基础。如下表1所示，为某地通信铁塔的基本参数情况。

表1 某地通信铁塔的基本参数情况

2.现有通信铁塔加固技术

为了满足通信铁塔的工作需求，要对通信铁塔展开加固技术的研究，从而发挥加固技术的作用。通过对角钢自立塔身的结构加固、根底加固等措施进行分析，经过合理加固后，能保证通信铁塔的功能和作用。

2.1 角钢自立塔身结构加固

在加固时，可通过角钢自立塔身结构加固方法，来提升塔身的服务能力。以角钢自立塔身结构为基础，展开加固分析，让角钢自立塔身在服务时，能发挥相应作用，更好地满足实际工作需求。现选择角钢自立塔为研究对象，通信塔结构可选用之字形，还可选用K 形和X 形，通过对结构的加固，让角钢自立塔能体现相应作用。

随着通信行业的发展，角钢自立塔身结构成为通信行业的基础。工作时，利用角钢自立塔身结构满足作业需求，推动通信行业的发展。加固时先对通信塔体挂载能力进行分析，再对天线设备挂载面积进行分析。若未达到安全面积，会通过扩容解决问题，这种作业难度不高，操作也相对容易，能轻易实现铁塔的加固。在对扩容加固的铁塔分析时，若已经达到了原设计荷载，就不会通过调整来达到扩容的目的，这种状况下，需展开加固技术的应用，从而达到扩容的目的。

2.1.1 主材加固

在具体加固时，可先对主材进行加固，因为主材是通信铁塔的主要受力构件，其在运行时，会承受通信铁塔的所有受力。为达扩容需求，在加固时，可使用双拼角钢的方式，起到加固的作用。在对主材进行研究和分析时，可以发现十字形的角钢具有较好的加固效果。所以在作业期间，可针对主材的基本情况，通过对角钢组合的选用，使之符合作业需求。

2.1.2 主材连接处的加固

在主材加固后，可进行主材连接处的加固。具体做法是在加固时，通过角钢之间的螺栓使主材与内、外包钢共同连接，使之成为一个整体。近年来，自然灾害的增加，会影响主材连接件的强度。自然灾害的影响，能引发主材连接处断裂的问题，从而导致倒塔的概率增加，直至发生倒塔的情况。为了提升主材连接处的构件强度，可对产生问题的原因进行分析。为了提高主材连接处的可靠性，要先对主材连接处的X 型构件的截面积进行加强，要求其能满足加固需求。再对主材连接处的辅材进行控制，让主材的传力结构能发挥相应作用。此种方式能有效增加内外包钢的厚度和长度，使主材连接处的强度可以得到提升。

按照上述方式，能实现主材和主材的连接处的加固。通过对主材和主材的连接处的加固，可以改善角钢自立塔身结构的承载能力。完成角钢自立塔结构的改善后还要进行基础的加固，通过对基础的加固，可保障角钢自立塔身结构加固水平提升，减少通信铁塔的故障[4]。

2.2 基础加固

在角钢自立塔身结构加固完成后，需要展开基础的加固，基础经过加固后，能提升基础的承载能力。在进行角钢自立塔身结构加固时，通过对塔体主材和主材连接处的加固，会导致塔体自身重力增加，同时也会能引起风荷载的增加，会给塔体的承载力带来影响。因此，需要对铁塔的基础进行加固。基础加固的方法主要是基础加宽法，具体做法是在原有的基础上进行加宽处理，这种加固方式可以适用于地基承载力或是变形不满足的环境中。基础加固时，通过基础加宽的方式，能起到较好的加固效果。同时较大型的通信铁塔会有独立的基础，如果基础抗拔能力不能满足要求，会导致整体设计不满足要求，所以可以通过增加基础面节来增加基础的抗拔能力，使混凝土在抗拔计算时满足设计要求。从根本上看可以发现，为增加抗拔能力，进行土体的置换以及改换强度较高的混凝土等做法无法满足加固需求。这里需要注意，土体的置换操作需要在自然天气的条件下，完成相关的工作。如果从基础问题入手，就能对塔体倾斜的问题进行有效控制。基础加固时需要采用灌注混凝土的方式，通过灌注混凝土的方式，可有效提升基础的承载能力。

3.塔与主楼联结、加固

为了满足通信铁塔的加固需求，要分析塔与的主楼的联结方式，再完成相应加固作业，促使加固水平合理提升。具体工作分析如下。

现以某通信铁塔为研究对象，主要对铁塔柱脚的受力展开分析。一般情况下，上拔力为52kN，下压力为123.57kN，水平力为18.34kN，经过校核后，进行原柱最大轴向力的分析，其最大轴向力应为4872.8kN，轴向力的增大系数就为J=123570/4872800=2.5%，原柱足以承担铁塔传递来的力。所以需要对通信铁塔承受的力进行控制，再保证铁塔和原框架柱的连接效果。

在工作时，可先进行焊接，通过焊接使承载力能满足需求。焊接时需要使塔基础和柱纵筋露出，之后再使用对氧乙炔将外露的柱钢筋进行焊接。这种方法在应用时，会经过高温处理，因此需要展开调查，确保钢筋能满足热处理的要求。在焊接时，容易发生热处理过程导致钢筋变脆的情况，甚至会出现钢筋断裂的问题。

此外还可以通过两边柱的顶部剥凿的方式，从柱顶上凿除50mm，露出梁支座钢筋。如果没有找到纵筋，可在下方60mm 处进行剥凿。通过解决柱顶结点不满足抗震要求的问题，让塔与楼联结、加固水平的提升。

在工作中，还可对纵筋进行研究，如果其仅延伸到主筋下方60mm 处的位置，柱顶节点就不满足抗震需求。另外，在焊接期间，如果柱子表面以下100mm 范围内的混凝土被烧坏，会对柱和框架梁都有一定的危害。所以结合上述分析，对柱顶结点进行加固，促使铁塔的基础支墩和边柱可靠联结的同时，还可对柱顶结点进行加固，以满足加固的需求[5]。

除此之外，在加固时，需要对加固联结加固的原则进行研究，可在如下原则的基础上，完成联结加固。

（1）牢固支撑的要求。作业时需要保证联结和加固满足牢固支撑的要求。一般情况，如果牢固支撑不符合要求，会引起铁塔基础出现不稳定的情况，最终会给联结加固带来影响。为了满足工作需求，需要对牢固支撑进行分析，可对铁塔自身的承载需求进行分析，重点对结构、对基础表现出的作用力进行分析。

（2）经济性的要求。在联结加固时，应注意经济性的要求。主要因为加固可能会带来一定的经济损失，为了满足成本的合理控制，要对经济性进行管控。在通信铁塔加固作业时，应以承载力为研究对象，展开承载力的分析，对施工质量进行管控，要求其施工质量能符合加固需求。还要对通信铁塔的加固成本进行控制，如此就能符合通信工程的经济效益。另外，工作时还要对运行中存在的问题进行分析，再对加固的经济性进行管控，以便在进行加固工作时，可排除干扰因素给加固成本带来的影响，促使加固时，不会在质量问题上出现问题，避免出现较多的成本问题，提高加固的整体经济性，也能满足通信工程的发展需求。经济性原则是联结加固时必须考虑的问题，经济性原则可以对联结加固时的效果进行提升，如此可提升加固的水平，以满足通信行业的需求。

（3）因地制宜的原则。为了提高通信铁塔的服务能力，避免其后续出现问题，应采取因地制宜的原则。在加固时，需要以环境为基础，促使加固作业能结合地形的特点。因地制宜原则是一种常见的建设原则，因地制宜的原则要做好环境的研究，减少环境因素的干扰。在加固时，要注意对环境进行分析，对地形的特点进行分析，对存在的环境问题进行分析，并针对环境特点，采取适宜的应对措施，确保基础的设计方案能符合作业需求[6]。

在联结和加固时，可按照上述原则展开分析，让联结和加固水平能得以提升，以此来达到提升塔与主楼联结、加固水平的提升。让二者之间能相互配合，推动通信铁塔的服务的作用。工作时注意通信铁塔的加固分析，让通信铁塔能发挥相应作用，减少通信铁塔的问题，促使通信铁塔能满足通信行业的需求。

结语：

本文以通信铁塔为研究目标，主要对通信铁塔的基本情况展开分析，再对既有自立式钢结构通信塔结构安全性检测和鉴定。经过鉴定和检测后，对现有通信铁塔进行加固研究，之后在对塔与主楼联结、加固进行研究。经过研究分析后，确保在通信铁塔加固后，能保证其保持较好的服务作用，能满足通信铁塔的工作需求，促进通信行业稳健发展。