王金輝

(江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210006)

引言

從全國(guó)移動(dòng)通信基站建設(shè)的統(tǒng)計(jì)資料分析，近年來(lái)受土地資源緊張、征地費(fèi)用高漲、民眾對(duì)天線的輻射恐慌、租賃成本的持續(xù)攀升、百姓風(fēng)水觀念等因素的影響，基站選址難度增加、建設(shè)環(huán)境惡化、施工矛盾不斷已經(jīng)成為了通信基站建設(shè)中最棘手的問(wèn)題，導(dǎo)致解決網(wǎng)絡(luò)投訴的基站建設(shè)需求和基站建設(shè)環(huán)境的惡化之間的矛盾、站址征地租賃費(fèi)用的大幅度增加和基站建設(shè)成本的節(jié)約化要求之間的矛盾沖突越來(lái)越明顯。另外，隨著城鎮(zhèn)拆遷建設(shè)的推進(jìn)，部分區(qū)域原有基站被迫拆除。這些被迫拆除的基站所在區(qū)域環(huán)境較為特殊，周邊往往無(wú)法在短期內(nèi)建設(shè)合適的站點(diǎn)填補(bǔ)，導(dǎo)致該地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間沒有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，客戶感知差、投訴多。如何有效解決這種場(chǎng)景中的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題，倍受工程人員關(guān)注。

本文針對(duì)城鎮(zhèn)郊區(qū)小范圍的網(wǎng)絡(luò)投訴解決需求和現(xiàn)場(chǎng)不具備現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土塔基的工程建設(shè)需求，探索設(shè)計(jì)一種高度合適的輕質(zhì)簡(jiǎn)易單管塔，一種高度合適的簡(jiǎn)易單管塔，并采用裝配式預(yù)制配重混凝土基礎(chǔ)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)基站建設(shè)模式下現(xiàn)場(chǎng)需澆筑較大體積混凝土的建設(shè)方案，達(dá)到節(jié)省工程造價(jià)、縮短工程建設(shè)周期、降低工程實(shí)施中協(xié)調(diào)成本的目的，保障基站工程順利實(shí)施，實(shí)現(xiàn)投訴區(qū)域短時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

1 塔體方案的甄選

在基站工程中，簡(jiǎn)易塔體結(jié)構(gòu)一般較多采用自立式簡(jiǎn)易單管塔、組合H桿、組合抱桿等結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)基站選址及工程實(shí)施中業(yè)主反饋情況調(diào)查，上述組合H桿和組合抱桿上部結(jié)構(gòu)冗繁、美觀性差、占地面積較大;而自立式簡(jiǎn)易單管塔因塔體上部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、外觀輕盈，便于根據(jù)需要進(jìn)行桿體的美化改造及景觀裝飾等特點(diǎn)，工程應(yīng)用較好;此外，從塔體受力形式及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度分析，自立單管塔塔身迎風(fēng)面較小，對(duì)基礎(chǔ)占地面積要求較小，采取配重式基礎(chǔ)方案的可行性較大。

2 基礎(chǔ)方案的選定

通信塔架作為高聳結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載作用下的荷載效應(yīng)為其自身結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)計(jì)算的主要控制荷載工況，在上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求的前提下，基礎(chǔ)必須提供足夠的抗力保證上部結(jié)構(gòu)不發(fā)生整體傾覆。從結(jié)構(gòu)概念角度分析，塔體采用配重式混凝土基礎(chǔ)是可行的，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)裝配預(yù)制的混凝土配重單元，可以省去現(xiàn)場(chǎng)澆注大體積混凝土的繁瑣施工工序及養(yǎng)護(hù)時(shí)間，縮短了工程建設(shè)周期。

3 計(jì)算分析

采用SAP2000建模分析，計(jì)算時(shí)塔身幾何模型簡(jiǎn)化的原則是在保證計(jì)算精度的前提下，對(duì)一些與塔身強(qiáng)度，穩(wěn)定性沒有重要作用或者承受荷載情況并不關(guān)鍵的部位適當(dāng)簡(jiǎn)化，以提高計(jì)算速度。

計(jì)算選用15m、18m兩種高度塔體，塔身主材選用Q345B，支架、避雷針等構(gòu)件選用Q235B?？紤]塔體上部設(shè)置一層支架，安裝3根天線，設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓取為0.40kN/m2。塔身簡(jiǎn)化為底部固定，頂端自由的薄壁錐筒形結(jié)構(gòu)，由于爬釘板，保險(xiǎn)繩固定件等主要承受豎向荷載，可將其質(zhì)量附加到塔身上。整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和抗傾覆只要依靠鐵塔本身重量和配重塊重量，基礎(chǔ)的整體剛度主要由配重基礎(chǔ)外鋼框提供。配重塊設(shè)計(jì)，除了滿足基礎(chǔ)的穩(wěn)定性外，還應(yīng)考慮彎矩作用和吊裝，進(jìn)行強(qiáng)度和配筋計(jì)算，配筋應(yīng)滿足最小配筋率要求，防止裂縫產(chǎn)生。計(jì)算結(jié)果參見表1。

表1 不同高度配重式簡(jiǎn)易單管塔主要參數(shù)

4 工程試點(diǎn)實(shí)施

4.1 現(xiàn)場(chǎng)勘查選定站址

各專業(yè)設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)勘查，并結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境、道路交通及場(chǎng)地水文地質(zhì)勘探資料等，選定合適建設(shè)為位置。

4.2 基坑開挖及地基處理

結(jié)合場(chǎng)地土質(zhì)條件采用合適的施工工藝，基坑開挖至設(shè)計(jì)深度，或按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基處理后，由建設(shè)方組織設(shè)計(jì)、地質(zhì)勘探、監(jiān)理等單位工程人員現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)槽，確認(rèn)基底土體承載力滿足設(shè)計(jì)要求。基坑驗(yàn)槽合格后，鋪設(shè)基礎(chǔ)墊層，墊層可選用碎石拌漿的簡(jiǎn)化處理。

4.3 基礎(chǔ)型鋼外框吊裝

墊層平整度驗(yàn)收合格后，將預(yù)先在工廠完成整體焊接及鍍鋅處理的基礎(chǔ)型鋼外框吊裝就位，采取措施，保證鋼架頂面的水平度。

4.4 塔腳底法蘭的固定

基礎(chǔ)型鋼外框固定合格后，安裝塔段1底部法蘭板，并控制好塔段1管體的垂直度及頂部水平偏差，確保塔體豎直并保證后期塔身支撐的順利安裝。

4.5 基礎(chǔ)配重塊吊裝

塔段1固定施工驗(yàn)收合格后，在采取有效措施保證的條件下，遵循逐層對(duì)稱施工順序吊裝基礎(chǔ)配重塊，并隨時(shí)觀測(cè)調(diào)整塔身傾斜度。待配重塊全部吊裝結(jié)束后，用高強(qiáng)螺桿箍緊。

4.6 吊裝塔段2，安裝斜向支撐

基礎(chǔ)配重塊安裝完成，即可吊裝塔段2主鋼管，安裝到位后，安裝4根斜向支撐桿桿，支撐桿下部固定于基礎(chǔ)鋼框頂面四角固定件。

4.7 吊裝塔段3，安裝塔身支架

塔身2主鋼管安裝到位后，觀測(cè)塔頂垂直度，水平偏差調(diào)整合格后繼續(xù)吊裝塔段3，并觀測(cè)調(diào)整塔頂傾斜度至滿足要求。塔段3在吊裝之前，可先安裝固天線支架可在塔段3吊裝前完成與管身的安裝固定。

4.8 接地系統(tǒng)施工，檢測(cè)合格后回填基坑

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)置接地網(wǎng)，檢測(cè)基礎(chǔ)接地系統(tǒng)的接地電阻合格后，回填基坑，回填時(shí)注意控制回填土夯實(shí)質(zhì)量，并全程觀測(cè)塔身傾斜度。

5 工程效果

經(jīng)比較，試點(diǎn)站點(diǎn)采用配重式簡(jiǎn)易單管塔的總體工程造價(jià)，較采用傳統(tǒng)建設(shè)模式建設(shè)相同高度塔體的普通單管塔節(jié)約10%左右。通過(guò)與傳統(tǒng)基站建設(shè)模式下同類高度鐵塔工程比較，采用配重式簡(jiǎn)易自立單管塔的基站工程，自施工準(zhǔn)備階段到塔體安裝完成總工期不到20天，建設(shè)周期縮短了近50%，工期優(yōu)化效果非常明顯。試點(diǎn)基站開通運(yùn)營(yíng)后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，目標(biāo)覆蓋區(qū)域移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)良好。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)際需求，對(duì)一種15～18m高度的配重式簡(jiǎn)易自立單管塔進(jìn)行了分析研究，并全程跟蹤了試點(diǎn)基站的工程實(shí)施。較之傳統(tǒng)基站鐵塔建設(shè)工程，本文研究的配重式簡(jiǎn)易單管塔，其在施工便利性、節(jié)約投資成本、縮短工程周期等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

本文研究的配重式簡(jiǎn)易單管塔可采用標(biāo)準(zhǔn)模式工廠化生產(chǎn)，構(gòu)件制造質(zhì)量有保證，為基站工程大規(guī)模應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

通過(guò)工程實(shí)踐效果的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)塔身傾斜度控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)方面還需做進(jìn)一步改進(jìn)和完善，塔身下部剛性支撐增加可調(diào)節(jié)功能，使得塔身傾斜度更方便調(diào)節(jié)。

［1］高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50135－2006［S］GB50135－2006 Code for design of high－rising structures［S］.

［2］建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50007－2008［S］GB50007－2002 Code for design of building foundation［S］.

［3］鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017－2003［S］GB50017－2003 Code for design of steel structures［S］.

［4］中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)化工分會(huì).工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50046－2008.中國(guó)計(jì)劃出版社.

［5］王姝.新型可搬遷一體化移動(dòng)基站的設(shè)計(jì).特種結(jié)構(gòu).2012年29卷4期.