移动通信三管塔的应用及分析

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1、设置横膈，自重可进一步降低；另外，三管塔塔身通常采用变截面设计，与风力变化曲线拟合，可最大限度发挥主材的强度，节约钢材用量，并达到最佳的抗风效果。2.2占地面积小现在移动通信用塔的高度大多不超过50m，由于天线的方向性不强，对变形要求不高，塔身设计一般按强度进行控制，因此能充分发挥钢管承载力高的特点。通常三管塔根开做到1.5〜3.5m，既降低了塔身自重，又减小塔基受力，能有效降低工程综合造价。2.3使用安全便利移动通信三管塔一般设置2〜3层平台，每层平台安装3〜6幅天线，只在个别情况下会挂小微波天线，所以天线总挡风面积不大，塔体在风荷载作用下扭转较小，通过调整腹杆及横杆体系，可

2、保证其在正常情况下的安全使用。同时，按照工艺要求，在塔身设置有专用爬梯及馈线支架，可方便工程人员对网络的维护及检修。2.4适用范围广三管塔不需要大型吊装设备安装，对基站施工的动通信铁塔作为基站配套中投资最大的一块，逐渐受到中国移动集团和各省公司越来越多的关注。调查数据表明，中国移动近三年的铁塔建设一直呈上升趋势，2007年仅落地铁塔就达2.8万座。2007年，我们在《中国移动基站铁塔标准化设计》的编制中引入了三角形钢管塔（简称三管塔），经过近一年的实践，证明它是一种应用前景宽广的移动通信塔。2三管塔的技术特点三管塔是以三根钢管为主柱，彼此间用横膈及腹杆相互连接而成的正三角形空间

3、桁架结构（见图1）。一般情况下，对塔桅这种高耸结构而言，横向荷载起主要控制作用。2.1结构效能高三管塔的主柱为圆形截面，钢管的风荷载体型系数为角钢的0.6〜0.8倍，且具有惯性矩大、各向同性的特点，无需设置太多图1三管塔入场通道和周边环境要求不高，能够广泛适用于城郊和农村等地市相对开阔，覆盖距离较远的区域。由于其根开较小，拓展了利用狭小场地的能力，大大降低了选址难度。2.5外形美观三管塔通常采用较小斜率的塔柱形式，从上至下光滑连续，腹杆采用角钢或钢管，整体外观简洁挺拔，比较美观。的影响。风荷载是三管塔计算时的主要荷载，作用在单位面积上的风荷载按如下公式计算：WK=βZμSμZW

4、0，其中杆件的体形系数μS应根据钢管直径的大小来确定，约为角钢的0.6〜0.8倍，其它系数按《建筑结构荷载规范》规定采用。3.2.2计算模型三管塔的计算模型采用整体空间桁架结构形式，因塔柱截面较大，且构造上是连续的，计算时弦杆宜按刚接，并按压弯构件验算其强度及稳定。采用这种模式计算，塔体变形比铰接桁架形式小，同时小根开三管塔的变形比较大，这样设计计算将更为经济，也与实际更吻合。横杆及腹杆由于刚度较小，可按铰接连接，对计算结果影响不大，按轴压构件验算其强度及稳定。3.2.3内力分析我们一般采用3D3S软件计算分析，通过与SAP、GTSTRUDL等有限元通用计算软件比较，计算结果都

5、较为接近。三管塔计算需分别考虑图2所示的三种风向工况考虑，第一种风向工况验算塔体的竖向扭转变形，第二种风向工况决定最大的基础压力及塔柱截面，当塔上悬挂微波天线时，应按第三种风向工况决定最大的基础拔力及塔体变形。3三管塔设计概述3.1结构构造及选材经计算分析，一般底部根开（边宽）取塔高的1/10〜1/15左右较为经济，实际工程中应结合塔架变形、受力及经济指标等因素综合考虑。结构设计时通常塔顶变形不起控制作用，塔架主要由强度控制，能充分发挥钢管的承载力，因而最经济合理。在风压及高度较大的情况下，底下塔段边宽可适当加大，以满足变形要求，同时也优化了塔柱受力。三管塔塔柱一般采用Q235

6、直缝卷焊（埋弧焊或高频电阻焊）钢管或无缝钢管，塔柱外径下大上小，同时通过调整钢管壁厚来适应受力曲线。塔柱间采用法兰连接，选用8.8级普通高强螺栓。腹杆宜采用刚性斜杆，由于截面宽度较窄，可采用单斜杆形式，横杆及斜杆与塔柱一般采用节点板连接，能节省材料和方便施工。3.2塔身设计3.2.1荷载计算三管塔的荷载主要有恒载、风荷载、地震作用等。由于三管塔属柔性结构，其自重轻，结构自振周期较长，在地震烈度为八度的情况下，地震作用远小于风荷载，不起控制作用，可不考虑其影响。因此，结构计算只需考虑自重荷载与风荷载的组合。三管塔的恒载包括塔身自重及天线、馈线等工艺设备的重量，因平台上活荷载较小，

7、为了计算方便，可把平台活载与恒载一起计算，对计算结果不会有大图2三种风向工况考虑3.2.4基础设计在风荷载的作用下，三管塔塔柱分别出现压力及拔力，由于根开小，底段塔柱的压力及拔力比较大，采用单塔柱单基础的作法比较困难，也不经济，因此三管塔宜采用整体联合基础来抵抗塔底的水平力及弯矩。三管塔基础宜采用带大承台的单桩基础，设计时化铁塔工程”工程规模为基站铁塔612座。通过信息交流和收集，山西移动2006年应用铁塔与我院设计的标准化三管塔钢材用量对比见表2。显而易见，采用标准化三管塔，每座塔身平均节