浅析通信铁塔的安全性及其安全性评估方法.pdf

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1、圈数据通信2013．5浅析通信铁塔的安全性及其安全性评估方法——李晓亮孙国良黄维学汲书强(工业和信息化部电信研究院北京100191)摘要：通信铁塔是通信信号发射和接收的主要栽体，是移动通信完成信号覆盖的基础设施，是移动通信网络中一个必不可少的组成部分。随着通信技术飞速发展，通信铁塔目前已经遍布城乡，随处可见。本文介绍了当前国内通信铁塔的种类、受力特点及典型灾害。分析了国内目前通信铁塔可能存在的安全问题和安全性检测方法，并提出对通信铁塔进行安全性检测的新方法及应用实例。建议运用多元化的方法来保证通信网络的安全与畅通关键

2、词：通信铁塔；安全性评估；动力特性；仿真1引言信所担负的重大作用，所以我们必须要求能够保证通信铁塔是移动通信基站的组成部分，起到了通信铁塔在El常使用及在地震及大风等自然灾害发架高通信天线的作用，是通信信号发射、接收和传输生时结构性能的安全性。设备的主要载体，是移动通信网完成信号覆盖的重要基础设施。21世纪的今天，全国各地的通信铁塔呈2通信铁塔的安全性分析现快速多样化建设。建设完成后，通信铁塔长期处于2．1通信铁塔及其分类室外自然环境下，其初始的质量状况，自然因素及人通信铁塔，按其结构，可以分为自立塔和拉线为因素都可

3、能影响到铁塔的安全使用。通过对通信塔；按其建设地点，可以分为地面塔和楼顶塔；按其铁塔初始质量状况，尤其是对抗震防风等性能进行材质，可分为角钢塔和钢管塔；按受力形式的不同，分析复核把关，并且结合通信铁塔的现场运行维护通信铁塔可分为空间桁架塔、拉线塔和单管塔三种。工作对其长期使用状态的安全性进行判定，及时找2．2受力特点及典型倒塌破坏出并消除通信铁塔的安全隐患，达到或延长其正常通信铁塔作为高耸结构物之一，其主要特点有：使用寿命的目的，从而为通信网的安全运行提供可结构高宽比较大，具有“高柔”特点；结构自重较轻，靠的保障。且

4、除自重外基本无其他竖向荷载；水平荷载以风荷自美国Duke教授20世纪70年代初提出生命线载和地震荷载作用为主，在水平荷载作用下结构基(Lifeline)和生命线地震工程(LifelineEarthquakeEngi—础会出现抗拔问题，具有非线性荷载效应。风荷neering)的概念之后f11，世界各国陆续均把通信系统列载与地震荷载是引起结构侧向位移和振动的主要因入生命线地震工程。通信铁塔系统构成了通信系统素，甚至起决定性作用。因此大风和地震作用是通信的神经网络，其结构的安全性直接关系着通信质量铁塔运行过程中的典型载荷形

5、式。在实际工程中曾及通信网络畅通，关系着附近建筑结构的安全。在地发生过多例因大风或地震导致的通信铁塔倒塌(如震发生时，更关系着抢险救援，关系着经济、政治等图1、图2所示)、倾斜等破坏。通信铁塔结构的破坏形社会功能的实现。2008年汶JII地震就充分证明了通式主要表现为：节点及柱脚连接破坏，杆件的整体失32收稿日期：2013-07—122013．5数据通信logyD稳_卜局部失稳，连接焊缝破坏和基础破坏等。规程巾类似结构(例如屋顶突出屋而的楼梯问、电梯间、水箱问等)的相关规定对放大系数进行取值。同时，由于铁塔属于柔性的

6、高耸结构，不能完全假定为一个质点，且该方法未考虑主体结构顶部铁塔之间的动力相互作用，因而该设计方法和参数选取带有一定程度的随意性和经验性。如今的通信铁塔数量巨大，分布范广而零散，图1遇强风倒塌的通信铁塔通信铁塔通常建在荒郊野外，无人看管，常年承受风吹日晒雨淋，环境条件恶劣，受反复循环的风荷载作用，常常会引发安全隐患。因此，鉴于以上通信铁塔可能存在的安全问题，应对通信铁塔进行定期的“健康体检”图2汶川地震中倒塌的通信铁塔3通信铁塔的安全性检测方法现状目前，国内对铁塔的安全性检测主要是针对铁2．3通信铁塔可能存在的问题分

7、析塔的物理外观、材料特性及化学特性的检测，其内容通信铁塔在设计、加工和施工等环节中都可能和方法主要包括以下几个方面。出现问题，比如设计时铁塔的荷载设计偏小，设计计(1)铁塔基础情况检查。铁塔基础是否出现严霞算时采用的简化计算模型与实际结构有较大差异，裂缝，基础的不均匀沉降是否满足相关规范要求，塔节点设计错误等；制作加工时，钢材不达标或者材料脚与基础的连接是否有效。用错材质等；现场施工时，螺栓没有紧固，无防松措(2)铁塔塔身垂直度检查。根据相关规范条文的施，基础施工不符合要求等。规定，对塔架整体垂直度偏差进行测量，并要

8、求满足除此之外，多年来人们一致认为风荷载对结构规范规定的偏差范围。的设计起着控制作用，而较少考虑结构所受的地震(3)截面尺寸检测。根据现场实际情况，对铁塔荷载作用。但是随着研究丁作的深入，学者们已发现于不同标高处抽取构件，用卷尺、超声波测厚仪、游在正常大风工况下，铁塔的基础作用力是由风速大标卡尺对塔柱、斜杆等钢构件的直径、壁厚等截而尺小控制的。