三管塔与角钢塔的特点及应用.docx

三管塔与角钢塔的特点及应用周立宇张浩林胡炜（中国移动通信集团江苏有限公司淮安分公司淮安 223001）摘 要 本文将针对在传统通信铁塔市场中占统治地位的角钢塔和新兴的三管塔展开分析，主要比较两种塔型的各类技术特点，并结合二者在投资方面的差别对两种塔型的适用场景进行简单分析。关键词 通信 角钢塔 三管塔1 通信铁塔概述的角色。单管塔占地小、塔身轻、外形美观，在城市基站建设中优势独到，但造价较高和安全性能稍差是其主 要缺点。当前的通信铁塔市场主要就是角钢塔和单管塔 两大类型，二者各自在农村和城市占据主导地位。如图1 所示。1.1 通信铁塔的主要作用和分类随着移动通信事业的迅速发展，移动通信塔得到了 大量的运用与发展。通信塔的主要功能是支持各种通信 天线，使其占有一定的空间和高度，以满足对信号传播 和覆盖的要求。按照钢结构形式划分，通信塔分为空间 桁架塔和单管塔。其中空间桁架塔按其主要受力构件是 角钢或无缝钢管又相应划分为角钢塔和钢管塔; 单管塔 则有法兰盘连接的圆截面单管塔和套筒式连接的多边形 单管塔等。1.2 通信铁塔的发展历史 通信事业初期，空间桁架塔中的角钢塔占据绝对优势，从基本设计结构上讲，它是沿袭电视塔的设计理念 发展而来。其基本特点包括连接构造简单，加工安装方 便，质量容易控制,外形坚实敦厚，经久耐用等，而且 其塔型普遍较高，适于满足覆盖要求。这些优势使得角 钢塔的应用迅速普及。1.3 通信铁塔的现状 随着通信业的快速发展及通信技术的不断更新，寻呼天线退出了通信舞台，微波天线数量逐渐减少，技术 的演进促成天线直径大幅减小，角钢塔用钢量大、占地大、塔身重等缺点逐渐暴露。单管塔扮演起越来越重要广播电视塔角钢塔图1传统角钢塔设计思想1.4 通信铁塔的发展趋势从当前通信铁塔的发展看，呈现出以下趋势：首 先，传统角钢塔由于美观、造价等原因逐渐被淘汰；其 次随着微波等天线的减少，对于铁塔钢度的要求有所降低，铁塔轻质化成为必然趋势。另外，钢管替代角钢成-55-经 验 与 交 流2008.4电信工程技术与标准化为桁架塔的主要材料，这主要是因为钢管所固有的惯性矩大、挡风系数小、具有各向同性等原因的结果。最后， 新塔型需在美观、造价中寻求平衡。的发挥主柱的材料强度，节省钢材用量[1]。2.1.3 连接方式 三管通信塔主柱钢管采用法兰盘连接方式，如图2所示。具有以下优点。（1）连接节点结构强度高；（2）安装便捷，提高安装速度；（3）连接螺栓主要承受拉力，螺栓不易损坏；（4）维护成本低。 传统的角钢通信塔塔柱连接采用拼接连接方式，此时塔柱在承受风荷载作用时，由于风荷载是动力荷载， 连接螺栓所承受的主要受破坏荷载就是疲劳剪应力，在 疲劳剪应力的作用下螺栓比较容易发生破坏，所以角钢 塔在大风发生后通常需要尽快巡检塔柱上的连接螺栓，发现损坏尽早更换，以保证通信塔的安全。2 角钢塔与三管塔特点分析2.1 技术特点分析2.1.1 铁塔材料分析 中国的移动通信行业大量采用角钢塔是有其历史原因的，在移动通信行业建设的初期，主要采用大型微 波设备进行传输，微波设备的信号传输特点对通信塔的 刚性提出了很高的要求，塔体不能产生过大的摆动，角 钢塔的特点刚好是刚性高，摆幅小，非常适合这种建设 要求。随着通信行业的发展，移动通信基站传输已经主要 采用光纤传输了，通信塔已经不再需要架设大型微波设 备了，钢管塔的优势就立刻显现出来了。钢管是一种各 向同性材料，作为通信塔的主材，其风荷载系数小，抗 风能力强。钢管塔是柔性塔，塔体刚性较差，但抗风能 力强，节省钢材，遇风载时不易倒塌。在通信塔产品中 多选用高强度无缝钢管，这样的塔体自重轻，抗风能力 强，在遇到罕遇的风载时，只发生较大变形而不容易倒 塌，能够大大降低塔倒塌导致的人畜伤亡事故。2.1.2 塔身结构型式的选择 传统的角钢塔采用正四边形布置方式，四根主柱，而三管塔是采用的三根主柱的正三角形布置型式。四柱 比三柱主要是塔身的抗扭转能力强，但由于目前移动通 信塔上的荷载比较小，主要就是自重和面包天线，基本 不再置大型微波设备了，所以对塔的抗扭转能力的要求 就很低了，三柱结构是完全可以满足设计要求的。采用正三角形布置型式，桁架式结构，有利于降低 通信塔的自重，节省钢材。我国大部分地区的基本风压 都小于 0.8kN/m 2，塔的设计高度一般不超过 60m，塔 上荷载较小，很适合采用这种塔型结构，产品性价比好。 同时，塔身的变截面设计，主要是与风荷载的风力变化曲线拟和，达到最佳的抗风能力，这样就可以最大限度注：螺栓要承受上层塔身的重量，且受剪切力注：法兰盘承受上层塔身的重量，螺栓只起紧固作用图2 角钢塔与三管塔构件连接示意图三管通信塔设计主柱连接节点采用法兰盘连接方式。法兰盘焊接在钢管上，并用高强度螺栓进行连接。 与角钢塔拼