通信塔桅土建知识培训及通信铁塔技术要求

通信塔桅土建知识培训及通信铁塔技术要求宣讲 部门 研发中心2014 10 第一部分 通信塔桅土建知识 一 通信塔桅的种类及特点二 作用在通信塔桅上的荷载三 塔桅基础类型和设计简介四 通信塔桅的施工控制五 工程事故实例分析 通信塔桅的种类 四角塔 适用于县城 乡镇 田野 丘陵 山区等场景 优点 构造简单 加工质量容易控制 运输 安装方便 其外形坚实稳固 建设成本较低 缺点 钢材耗用量较大 占地也较大 计算体形系数较大 有最大构件限制 最大角钢为L200X24 造价 8000 9500元 吨 三角塔 适用于县城 乡镇 田野 丘陵 山区等场景 优点 构造简单 加工质量容易控制 运输 安装方便 其外形坚实稳固 建设成本较低 缺点 横杆节点板受力不好 整体结构抗扭较差 不适合放微波和在高风压地区 需要较高的铁塔的基站 计算体形系数较大 有最大构件限制 最大角钢为L200X24 造价 8000 9500元 吨 三管塔 适用于县城 乡镇 田野 丘陵 山区等场景 优点 构造简单 运输 安装方便 其外形坚实稳固 受风荷载计算时体形系数小 缺点 钢材耗用量较大 钢管单价比角钢高 加工精度要求较高 结构抗扭较差 不适合放微波和在高风压地区 需要较高的铁塔的基站 造价 11000 12500元 吨 带平台单管塔 景观塔1 景观塔2 单管塔 单管塔在国内广泛采用 截面有圆形和多边形 为悬臂式的单杆结构 段与段之间接头方式有插接和法兰接头 法兰接头分为内法兰和外法兰 单管塔适用于城区 居民小区 高校 商业区 景区 工业园区 新建开发区 道路 交通枢纽等场景 优点 采用大机械加工安装 对人工要求低 有利于批量生产安装 机械化加工 安装能有效减低成本 控制质量 占地面积较小 外型美观 缺点 塔身位移大 不适合做微波塔 对安装现场要求有一定的运输及施工条件 焊缝较多 质量控制比较困难 带平台单管塔造价 12000 13500元 吨景观塔造价 14000 15000元 吨 仿生树 适用于风景区或有特殊要求的敏感地点 此类塔型是在单管塔外进行仿生伪装处理 特点同单管塔 造价高于景观塔 造价 每米约8000 10000元 塔房一体化基站 塔房一体化基站目前分为固定塔高和可升降塔高两种产品 适用于选址困难永久建站风险大 临时应急等场景 优点 安装极为快速 可重复使用 缺点 对安装现场要求有一定的运输及施工条件 造价 30米高约20万 落地拉线塔 桅杆 屋顶拉线塔 桅杆 拉线塔 桅杆 拉线塔 桅杆 分落地拉线塔 桅杆 和屋顶拉线塔 桅杆 落地拉线塔 桅杆 适用于山区及空旷地区等场景 屋顶拉线塔 桅杆 适用于县城 乡镇 工业园区等屋面租用基站场景 优点 造价低 节省钢材 加工及施工都十分便捷 对基础要求低 缺点 现场需要有较大的拉线空间 塔身位移较大 设计及施工技术要求都较高 屋顶拉线塔 桅杆 对原结构承载能力有一定要求 造价 每米约1200 1800元 根据风压不同会上下浮动 围笼 增高架 围笼主要有带拉线和不带拉线两种 形状常用有三角形和四边形 不带拉线的围笼需要 框架型 基础 适用于县城 乡镇 工业园区等屋面租用基站场景 常见的高度 9米 15米 优点 安装方便 构造简单 整体稳定性较高缺点 外形比较难看 占用的屋面面积较大 对原结构承载能力要求较高 造价 每米2100 2500元 根据风压不同会有上下浮动 屋顶抱杆 适用于县城 乡镇 工业园区 城区 居民小区等屋面租用基站场景 一般不超过6米 优点 安装方便 占用空间小 对原房屋结构要求较低 自重轻 造价便宜 缺点 需与原结构构件连接 采用化学锚栓与女儿墙 屋面板等结构构件连接 屋顶美化天线1 屋顶美化天线2 屋顶美化天线 适用于城区 居民小区 高校 商业区 景区等屋面租用基站场景 优点 外形美观 隐蔽性强 缺点 无线覆盖范围小 第一部分 通信塔桅土建知识 一 通信塔桅的种类及特点二 作用在通信塔桅上的荷载三 塔桅基础类型和设计简介四 通信塔桅的施工控制五 工程事故实例分析 作用在通信塔桅上的荷载 1 塔身荷载类型 竖向荷载 塔身自重 裹冰荷载 施工检修荷载水平荷载 风荷载 地震荷载由于塔身属于高大直立式高耸结构 水平荷载将对结构产生最不利影响 水平荷载中又以风荷载为主 风荷载的大小与该地区基本风压 基站场地海拔高度 塔桅体型 天线面积和塔桅构件的挡风系数 铁塔自振周期等因素有关 附录一为建筑荷载简介 作用在通信塔桅上的荷载 附录一 一 建筑荷载分类 1 按作用时间分 1 永久荷载 自重 2 可变荷载 活 风 雪 覆冰等 3 偶然荷载 地震 爆炸 2 按动力反应 1 动力荷载 地震 脉动风 2 静力荷载 自重 活 平均风 作用在通信塔桅上的荷载 附录一 二 风荷载1 气象上以风速的大小表示风级 自0至12级分13个等级 每一个风级相当于一段风速 见表一 设计时不采用风级做为设计依据 而直接采用风速 将风速再换算成以力的形式出现 就是基本风压 W0 V 1600V m s W0 KN m 算例 0 35KN m2 23 66m s 9级大风 三作用在通信塔桅上的荷载 附录一 2 风荷载计算 Wk z z sW0式中Wk 风荷载标准值 kN m z 高度z处的风振系数 s 风荷载体型系数 z 风压高度变化系数 W0 基本风压 kN m 另外还有一些系数 比如考虑海岛 湖边 山坡 山口等各个地区风荷载详见建筑结构荷载规范GB50009 2012 第一部分 通信塔桅土建知识 一 通信塔桅的种类及特点二 作用在通信塔桅上的荷载三 塔桅基础类型和设计简介四 通信塔桅的施工控制五 工程事故实例分析 在塔桅基础设计前 建设单位应委托具有相应资质的地勘单位对拟建场地进行地质勘察 并提供地质勘察报告 地勘报告是进行基础设计的必要条件 塔桅基础种类和设计简介 常见塔桅基础种类根据基础的不同形式 大致可分为 深基础 桩基 浅基础 独立基础 条形基础 筏板基础 岩石锚杆基础 用于基岩较浅且难以开挖时 塔桅基础种类和设计简介 角钢塔 四角塔 三角塔 钢管塔 四管塔 三管塔 基础角钢塔 钢管塔 基础主要承受每个塔脚传来的竖向压力 竖向拔力和水平力 以及塔底部整体倾覆力矩 1 塔脚下独立基础 刚性基础 柔性基础2 塔脚下独立桩基承台 单桩 多桩3 整体筏板基础4 塔脚下独立锚杆基础 塔桅基础种类和设计简介 1 塔脚下独立基础当场地土质条件较好且易于开挖好时 角钢塔基础可采用塔脚下独立基础 独立基础既可采用混凝土刚性基础 也可采用钢筋混凝土柔性基础 塔桅基础种类和设计简介 混凝土刚性基础 塔桅基础种类和设计简介 钢筋混凝土柔性基础 塔桅基础种类和设计简介 2 塔脚下独立桩基承台当场地土质条件较差 如软土地基时 角钢塔基础可采用塔脚下独立桩基承台 独立桩基承台根据地质条件可采用单桩或多桩承台 塔桅基础种类和设计简介 四角塔单桩独立承台 塔桅基础种类和设计简介 三角塔单桩独立承台 塔桅基础种类和设计简介 三管塔单桩不带承台 塔桅基础种类和设计简介 四角塔四桩独立承台 塔桅基础种类和设计简介 3 整体筏板基础当场地土难以深挖或场地大小受限时 角钢塔基础可采用整体筏板基础 整体筏板基础在软土地基中应慎用 塔桅基础种类和设计简介 四角塔整体筏板基础 塔桅基础种类和设计简介 三角塔整体筏板基础 塔桅基础种类和设计简介 4 塔脚下独立锚杆基础当基础持力层为中等 微风化岩石时 角钢塔基础可采用塔脚下独立锚杆基础 基础底面应直接做在较为完整的岩石表面 基础下不设垫层 在砂岩和叶岩中岩石锚杆应慎用 塔桅基础种类和设计简介 四角塔独立锚杆基础 塔桅基础种类和设计简介 三角塔独立锚杆基础 塔桅基础种类和设计简介 单管塔基础单管塔基础主要承受塔脚传来塔底部整体倾覆力矩 水平力和塔体自重 1 独立基础2 多桩承台基础3 单桩基础 塔桅基础种类和设计简介 1 独立基础当场地土质条件较好且易于开挖时 单管塔基础可采用独立基础 单管塔独立基础在软土地基中应慎用 塔桅基础种类和设计简介 单管塔独立基础 塔桅基础种类和设计简介 2 多桩承台基础当场地土质条件较差 如软土地基 特别是场地周边有河流 水塘 沟渠等情况时 单管塔基础可采用多桩承台 目前常用四桩承台 也有三桩或八桩承台 塔桅基础种类和设计简介 单管塔四桩承台基础 塔桅基础种类和设计简介 3 单桩基础单管塔下单桩基础是利用单桩自身强度来抵抗塔底部整体倾覆力矩 并利用桩周土体来抵抗塔底水平力 限制桩身位移 当场地土质条件较好 易于开挖好且施工条件允许时 可采用人工挖孔桩 当场地为软土地基 地表存在相对较好的 硬壳 土层时 可采用钻孔灌注桩 塔桅基础种类和设计简介 单管塔单桩基础 人工挖孔桩 塔桅基础种类和设计简介 单管塔单桩基础 钻孔桩 塔桅基础种类和设计简介 单管塔单桩基础 钻孔桩 塔桅基础种类和设计简介 单管塔单桩基础 钻孔桩 塔桅基础种类和设计简介 第一部分 通信塔桅土建知识 一 通信塔桅的种类及特点二 作用在通信塔桅上的荷载三 塔桅基础类型和设计简介四 通信塔桅的施工控制五 工程事故实例分析 通信塔桅的施工控制 塔桅基础施工控制要点 1 基础定位是否准确 基坑大小和深度是否满足设计要求 验槽 2 钢筋绑扎和混凝土质量是否满足设计要求 隐蔽工程验收 混凝土试块报告 3 塔桅预埋件定位是否正确 偏差是否满足规范要求 4 接地端子是否预留到位 5 基础回填土质量是否达到设计要求 压实系数 回填标高 通信塔桅的施工控制 塔桅施工控制要点 1 塔桅制作控制要点1 构件加工质量 尺寸 规格 偏差 开孔 焊缝等 2 热浸锌质量 锌层厚度 均匀度 构件变形等 2 塔桅安装控制要点1 构件规格检查 2 螺栓紧固和外露丝扣检查 3 节点板 法兰连接接触面的贴合率检查 4 塔段截面尺寸 铁塔安装的垂直度 扭转角检查 通信塔桅的施工控制 3 天支 平台及其他附属设施安装1 天支的挂高 方位 垂直度和固定情况 2 平台高度核对及连接固定 3 爬梯 护栏 走线架的安装固定 4 防雷接地系统1 防雷引下线连接 固定和防腐检查 2 接地电阻检测 通信塔桅的施工控制 屋顶拉线塔施工控制要点 1 拉线塔塔脚定位是否符合设计要求 塔脚应位于承重墙顶和柱顶 或采用其他加固措施 2 拉线点定位及做法是否符合设计要求 如有异常应及时进行设计变更 3 拉线及金具的安装是否满足规范要求 4 塔身垂直度是否满足规范要求 5 拉线角度是否符合设计要求 三方拉线平面夹角约120度 四方拉线线平面夹角约为90度 第一部分 通信塔桅土建知识 一 通信塔桅的种类及特点二 作用在通信塔桅上的荷载三 塔桅基础类型和设计简介四 通信塔桅的施工控制五 工程事故实例分析 塔桅工程事故 不仅会给运营商造成巨大的经济损失 还会带来很多不良的社会影响 以下是一些工程事故实例的资料 通过对这些事故的分析 我们可以从中总结经验 吸取教训 并将其运用到我们的实际工程中 工程事故实例分析 工程事故实例分析 实例1 某基站 45m单管塔 砖混机房 该基站建于河滩上 并且无任何防护措施 后机房被洪水完全冲毁 所幸单管塔未倒塌 工程事故实例分析 工程事故实例分析 工程事故实例分析 实例2 某基站 45m角钢塔 设计基本风压0 75kPa 该塔原本在沿海郊区 被施工单位搬迁至一海岛 基本风压1 60kPa 未做任何加固处理 后在一次台风该塔中完全倒塌 工程事故实例分析 塔身 六工程事故实例分析 塔脚 六工程事故实例分析 实例3 某海岛基站仿生塔 位于海拔360m的山顶 由于设计时未考虑实际海拔高度 导致塔身截面过小 后在一次大风中该塔完全倒塌 六工程事故实例分析 工程事故实例分析 工程事故实例分析 实例4 某基站 45m单管塔 由于基础混凝土质量太差 导致桩帽断裂 钢筋拔出 塔体完全倒塌 工程事故实例分析 工程事故实例分析 实例5 某基站 45m三角塔 由于安装时锚栓螺母未拧紧 当晚该塔整体倒塌 六工程事故实例分析 六工程事故实例分析 六工程事故实例分析 实例6 某基站屋顶拉线塔 由于拉线点化学植筋未锚入屋顶结构层 导致拉线点被连根拔起 塔体倒塌 工程事故实例分析 被拔起的拉线点 工程事故实例分析 实例7 某基站拉线塔由于拉线墩没有进行有效埋深 导致台风中拉线墩侧移 塔体完全倒塌 虽然拉线墩体量很大 依旧被拉动 工程事故实例分析 发生位移的拉线墩 侧翻的塔脚基础 工程事故实例分析 实例8 某地区拉线塔由于拉点施工不规范 任意增加天线数量 台风后数十个基站的屋顶拉线塔 或桅杆 出现不同程度的破坏和倒塌 工程事故实例分析 实例9 某基站拉线塔由于在安装时临时固定措施不到位 导致塔脚位移 塔段倒塌 并有人员伤亡 工程事故实例分析 发生位移的基础 临时固定的尼龙绳 工程事故实例分析 实例10 某基站由于先期没有进行地质勘探 将基站建设在不稳定山体上 若干年后 基站地基出现滑坡危险 进行边坡维护所花费的钱已经超出当年建该站的土建配套投资 第二部分 通信铁塔技术要求宣讲 一 编制思路二 技术要求三 建议 编制思路 以 共享 经济 安全 适用 先进 为原则 全面收集国标 行标和三家运营商现有实践经验并进行分析 全面分析运营商的建网思路 以及中远期移动技术演进方向 确定城市 郊区 乡镇 农村三个主要场景 以及天线制式的组合 以标准化为导向 从风压 天线挂高 制式组合 适用场景以及安全性 通过综合成本比较 尽可能压缩种类 最终确定47种标准塔型 45种落地塔和2种屋面拉线桅杆塔身 对于暂时未标准化的塔型 提出相应的技术建议 第二部分 通信铁塔技术要求宣讲 一 编制思路二 技术要求三 建议 通信铁塔技术要求主要内容 1总则2术语3基本规定4铁塔结构技术要求4 1一般规定4 2荷载与作用4 3材料选用4 4构件设计4 5节点连接4 6铁塔制作技术要求4 7铁塔安装技术要求4 8铁塔验收要求4 9铁塔维护要求4 10铁塔工艺及防雷接地要求5标准铁塔选择与使用5 1标准铁塔5 2屋顶拉线桅杆标准杆身6非标铁塔 附录A铁塔建设的无线工艺要求分析A 1运营商的网络制式A 2分场景建设需求A 3天线挂高的需求A 4通信系统电磁干扰要求A 5铁塔无线专业工艺要求附录B通信铁塔分类与标准塔型B 1通信铁塔分类与应用建议B 2铁塔风压设计要求B 3标准铁塔设计的45种塔型B 4屋顶拉线桅杆标准杆身设计的2种塔型 铁塔技术要求的几个关键因素 平台层数 取决于需挂天线的数量平台大小与垂直间隔 取决于各频率系统水平与垂直隔离度要求 塔高 取决于天线挂高需求以及平台数 铁塔种类 主要取决于风压 综合造价 环境 搬运条件和场地限制 1 根据各运营商当前的网络制式和发展规划 近期的建设典型需求如下 2 远期运营商的网络都将向4G TD LTE LTEFDD 5G网络演进 3 综合考虑三家运营商的共享典型组合需求 确定新建铁塔满足5 7个系统需求 4 考虑未来发展 铁塔设计应做一定资源预留 5 因此 选择三层平台 四层平台两种方案 四平台方案 满足8个制式系统 24副天线 需求 三平台方案 满足6个制式系统 18副天线 需求 注 1 三 四平台方案主要针对单管塔 三管塔 角钢塔 2 对景观塔 路灯杆塔 楼顶拉线桅杆等不含平台的塔桅 由于高度 美观的限制 设置2 3层支架 满足2 3个制式系统 6 9副天线 制式组合分析及铁塔平台层数 分场景建设需求 1 天线挂高需要满足不同频率制式系统网络覆盖的要求2 目前 综合分析三家运营商的建网策略 不同场景天线挂高需求如下 3 考虑平台数量及平台安装位置 因此落地铁塔塔高选择六档 30 35 40 45 50 55米 4 一般路灯杆高10 15米 考虑到天线挂高及共享需求 标准中的路灯杆塔高度选择为20米 屋顶拉线桅杆一般高12 15米 考虑到共享需求 屋顶拉线桅杆高度选择为15米 天线挂高需求 平台大小与间隔 不同系统间主要采用天线垂直隔离距离满足系统干扰隔离 系统间垂直隔离距离取定为 0 5米 上层天线底端与下层天线顶端的距离 平台间距考虑因素 天线安装 维护的空间需要 未来系统增加的扩展 满足同平台上下两层天线的布放 未来网络发展 如350MHz 450MHz 700MHz等低频段引入需使用更大尺寸天线因此 平台间距设定为 5米 同平台上的水平隔离 应从铁塔设计的角度 根据平台大小及天线抱杆位置计算抱杆间距 判断是否满足系统间水平隔离要求 对于景观塔 楼顶拉线桅杆 路灯杆塔等不含平台的塔桅 根据上述的垂直隔离距离要求设置天线支架的位置 标准塔型基本风压范围选择 全国地理面积大于95 的区域基本风压小于0 65因此 风压范围取定0 35 0 45 0 55 0 65四档 标准塔型选择原因 主要推荐单管塔 三管塔 大幅减少角钢塔发展性角度 随着通信技术的突飞猛进 铁塔向占地少 经济 美观 多样性发展 单管塔占地面积小于角钢塔 三管塔 单管塔造型更美观 适合城市多样性发展经济性角度 三管塔与角钢塔造价基本相同 但三管塔占地面积小于角钢塔 单管塔造价高于三管塔 但占地面积小 故综合成本 考虑征地费用 基本相同安全性角度 单管塔不适用于风压较高 塔高较高的场景 三管塔结构抗扭较差 不适用于风压较高 塔高较高场景 角钢塔其外形坚实稳固 安全性较高 技术要求 标准塔型 一 列入标准铁塔设计共7个铁塔种类 47种塔型 其中落地塔45种 屋顶拉线桅杆杆身2种 郊区 乡镇 农村地区落地塔建议使用三管塔 插接式单管塔及角钢塔 城市地区落地塔建议使用双轮景观塔 灯杆景观塔 插接式单管塔及路灯杆塔 适用于市区场景的落地铁塔有3个种类 18种塔型 适用于郊区场景的落地铁塔