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混凝土桿塔應(yīng)用于無線通信論文

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混凝土桿塔應(yīng)用于無線通信論文

1可行性研究

目前,用于通信基站改良后的自立式單桿水泥桿有以下4種高度:

①21m水泥桿塔,應(yīng)用于基本風(fēng)壓0.45~0.55kN/m2,地面粗糙度B類的地區(qū),可最大安裝3副天線;

②18m水泥桿塔,應(yīng)用于基本風(fēng)壓0.45~0.55kN/m2,地面粗糙度B類的地區(qū),可最大安裝兩層共6副天線;

③15m水泥桿塔,應(yīng)用于基本風(fēng)壓0.45~0.65kN/m2,地面粗糙度B類的地區(qū),可最大安裝兩層共6副天線;

④12m水泥桿塔,應(yīng)用于基本風(fēng)壓0.45~0.65kN/m2,地面粗糙度B類的地區(qū),可最大安裝兩層共6副天線。新型桿塔可安裝天線尺寸不大于2640mm×280mm×100mm或1400mm×680mm×80mm,RRU及配電箱可掛于塔身,不可掛電池及機柜。改良后的新型桿塔解決了傳統(tǒng)混凝土桿塔在安全、造價等方面存在的不足;天線掛高最高可達20m,滿足了大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的需求;且自立式桿塔,不需要打拉線,避免了安全隱患;此外,造價相對較低,經(jīng)濟實用。

2對傳統(tǒng)混凝土桿塔的改良

傳統(tǒng)混凝土桿塔多用于電力系統(tǒng),以滿足架空輸電線路為主,不能滿足安裝無線通信天線的要求。因此,新型桿塔需在其基礎(chǔ)上進行改良,以適于無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的應(yīng)用。傳統(tǒng)混凝土桿塔采用直埋方式進行立桿,埋深降低了桿體地上高度,且受不同施工地點、土壤密度的影響,運行過程中桿段會產(chǎn)生傾斜,新型桿塔的桿段和基礎(chǔ)可采用法蘭連接,特別是應(yīng)用快裝預(yù)制基礎(chǔ)時,具有施工速度快、就位準(zhǔn)確、整體強度高的優(yōu)勢;傳統(tǒng)桿塔為腳扣式攀爬,專業(yè)施工人員能攀爬,但運行維護人員難操作,且安全沒有保障,新型桿塔增設(shè)了攀爬防墜落裝置、抱桿及饋線架,采用抱箍與桿段用螺栓連接,安全實用;用于通信基站的桿塔需掛設(shè)天線,迎風(fēng)面積增大,桿體所受的力也隨之增大,在傳統(tǒng)桿塔桿不變的前提下,須通過加大桿體配筋來增大承載能力;傳統(tǒng)混凝土桿塔外表為普通混凝土,容易受到大氣污染和冰雪的侵蝕,新型桿塔表面采用進口防腐涂料進行噴涂,既美觀又對桿體混凝土起到了一定的保護作用。

3新型桿塔與傳統(tǒng)鋼管塔建站方式的比較

3.1天線掛高及安裝數(shù)量比較

新型桿塔:最大高度21m,天線掛高20m;最多可安裝3副雙極化天線,所以無法滿足TD與G網(wǎng)共站的要求,也不能滿足共建共享的要求。傳統(tǒng)鋼管塔:中國移動集團公司的鐵塔標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計中,單管塔、三管塔從20m到60m高度可選擇范圍比較大,其中20m塔均按照兩層平臺設(shè)計,每層平臺可安裝6副天線,可以滿足后期擴容或共建共享的要求。

3.2運輸及施工難度比較

新型桿塔及快裝基礎(chǔ)屬于預(yù)制產(chǎn)品,工廠化加工,現(xiàn)場施工快,可實現(xiàn)當(dāng)天挖坑、當(dāng)天組塔、當(dāng)天完工。大大減少了施工過程中的工作量,降低了工作成本,可在短時期內(nèi)完成集中批量安裝任務(wù)。但桿塔為整體構(gòu)件,尺寸較大,運輸難度較大,且需現(xiàn)場吊裝,適用于吊車可以進場的基站。傳統(tǒng)鋼管塔為鋼結(jié)構(gòu),構(gòu)件尺寸小,便于運輸安裝,但須現(xiàn)場安裝,施工周期長,工作量大。

3.3后期維護和使用比較

新型桿塔采用離心成型工藝,混凝土在高速離心運轉(zhuǎn)情況下,排除多余水分,經(jīng)離心成型后的混凝土質(zhì)地較密實,混凝土強度得以提高,從而很好地保護鋼筋不受外界侵蝕,大大提高了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)桿塔的耐久性。因塔體為混凝土結(jié)構(gòu),野外運行無人為破壞,在后期運行中不用作任何防腐處理,與鐵塔相比大大降低了防腐費用。混凝土桿塔的體型系數(shù)為0.7,在同風(fēng)壓、同受風(fēng)面積的情況下,混凝土桿塔塔體所受的風(fēng)荷載相對較小,不易覆冰。傳統(tǒng)鋼管塔必須有專人定期進行觀測和維護,塔體及螺栓均為鋼構(gòu)件,容易被盜,每經(jīng)過大風(fēng)或者冰雪天氣之后,易對塔體產(chǎn)生變形或覆冰,需要全面檢查、維護,并需定期進行防腐處理,工作量較大,從而使運行成本大大增加。

3.4網(wǎng)絡(luò)維護的比較

新型桿塔和傳統(tǒng)鋼管塔均采用鋼制爬梯或爬釘,便于維護人員的攀爬,同時加裝了防墜落裝置,確保了運行維護人員的生命安全,便于網(wǎng)絡(luò)維護。

4快裝預(yù)制基礎(chǔ)與現(xiàn)澆基礎(chǔ)的比較

由于新型桿塔的塔身需要吊車吊裝,在滿足承載力要求及安全的前提下,如果基礎(chǔ)也可以預(yù)制吊裝,可大大減少現(xiàn)場施工的時間、提高產(chǎn)品質(zhì)量。新研制開發(fā)的快裝基礎(chǔ),工廠化標(biāo)準(zhǔn)模具加工成型,蒸汽養(yǎng)護,強度高,通用性好。基坑開挖做好墊層后即可吊裝就位,施工方便,速度快。對于需要轉(zhuǎn)移的基站可二次吊運,重復(fù)利用,不產(chǎn)生閑置或報廢,經(jīng)濟效益可觀。傳統(tǒng)現(xiàn)澆基礎(chǔ),基坑開挖后要組立模板,現(xiàn)場進行鋼筋綁扎,偏遠地區(qū)還要現(xiàn)場配制混凝土,需攪拌機、電源、振動棒等輔助設(shè)備,現(xiàn)場澆注的混凝土質(zhì)量受氣候、施工人員技術(shù)水平等影響,質(zhì)量較難控制,特別是冬季施工,質(zhì)量、工期更難保證,且周期長,工作量大。現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)只能一次使用。

5綜合分析

新型混凝土桿塔具有施工速度快、工程造價低、施工協(xié)調(diào)難度小,可多次重復(fù)利用等優(yōu)勢,在鐵路和高速公路沿線無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋、及時處理小區(qū)域補點應(yīng)用中可以發(fā)揮有效的作用;在需安裝的天線數(shù)量不超過6副時,可以作為20m鐵塔的替代產(chǎn)品。但因塔高受限,運輸、安裝要求條件高等因素制約了新型混凝土桿塔的應(yīng)用范圍。未來,可采用部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)配筋形式、外法蘭連接等新技術(shù)、新工藝開發(fā)出30m及以上高度的混凝土桿塔,同時研究推廣多樣化的安裝方式,使該類桿塔在移動通信工程建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

作者:譚洪利 孔珂 單位:中國移動通信集團設(shè)計院山東分院

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