混凝土桿塔應(yīng)用于無線通信論文

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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(jī)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(jià)等方面存在的不足；天線掛高最高可達(dá)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(jià)相對較低，經(jīng)濟(jì)實(shí)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(jìn)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(jìn)行立桿，埋深降低了桿體地上高度，且受不同施工地點(diǎn)、土壤密度的影響，運(yùn)行過程中桿段會(huì)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(shí)，具有施工速度快、就位準(zhǔn)確、整體強(qiáng)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(yùn)行維護(hù)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(shí)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(jìn)口防腐涂料進(jìn)行噴涂，既美觀又對桿體混凝土起到了一定的保護(hù)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(dòng)集團(tuán)公司的鐵塔標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)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(tái)設(shè)計(jì)，每層平臺(tái)可安裝6副天線，可以滿足后期擴(kuò)容或共建共享的要求。

3.2運(yùn)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(shí)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(shí)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(yùn)輸難度較大，且需現(xiàn)場吊裝，適用于吊車可以進(jìn)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(yùn)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(hù)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(yùn)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(shí)，混凝土強(qiáng)度得以提高，從而很好地保護(hù)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(yùn)行無人為破壞，在后期運(yùn)行中不用作任何防腐處理，與鐵塔相比大大降低了防腐費(fèi)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(jìn)行觀測和維護(hù)，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(hù)，并需定期進(jìn)行防腐處理，工作量較大，從而使運(yùn)行成本大大增加。

3.4網(wǎng)絡(luò)維護(hù)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(hù)人員的攀爬，同時(shí)加裝了防墜落裝置，確保了運(yùn)行維護(hù)人員的生命安全，便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

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(shí)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(hù)，強(qiáng)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(yùn)，重復(fù)利用，不產(chǎn)生閑置或報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)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(jìn)行鋼筋綁扎，偏遠(yuǎn)地區(qū)還要現(xiàn)場配制混凝土，需攪拌機(jī)、電源、振動(dòng)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(jià)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(shí)處理小區(qū)域補(bǔ)點(diǎn)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(shí)，可以作為20m鐵塔的替代產(chǎn)品。但因塔高受限，運(yùn)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(shí)研究推廣多樣化的安裝方式，使該類桿塔在移動(dòng)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(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院山東分院