通信单管塔新增广告牌案例研究

通信单管塔新增广告牌案例研究

谢欣延

华信咨询设计研究院有限公司浙江杭州310014

摘要：为研究通信单管塔新增广告牌的可行性方案，通过SPA2000数值模拟分析6个改造方案，通过受力及变形分析得到：（1）上述单管塔新增广告牌的设计方案能满足使用要求；（2）采用硬支撑加固的单管塔新增广告牌设计方案受力性能较好；（3）通信单管塔新增大型广告牌时，优选支撑加固的设计方案。

关键词：单管塔；新增；改造；广告牌

0引言

通信塔桅类型多样，通常根据场地条件及运营商需求采用不同的通信塔桅，如：通信单管塔、通信三管塔、楼面支撑杆、楼面抱杆、通信拉线围拢等等。其中，通信单管塔具有占地面积小，施工简单，建造速度快的一种通信塔形。通信单管塔多应用于城市道路两旁，小巧美观，且不影响城市市容，多为业主喜爱。但是，原有的通信塔设计并未能让甲方获得效益最大化。因此，甲方通常会以效益比以建议设计方对原有通信单管塔进行改造，如新增天线支臂，新增平台以及新增广告牌等。通信单管塔新增广告牌，一方面，不仅可以尽可能的利用现有资源，实现资源共享，另一方面，新增广告牌可以使得甲方效益最大化。因此，通信单管塔新增广告牌的改造方式具有巨大的潜在应用价值及巨大推广的前景。而且也有部分学者对通信塔选型、设计优化及改造共享做了相关研究。

杨永波[1]阐述了通信单管塔的类型以及特点，从各种通信塔的选型效益比出发，提出了各种通信塔的最优使用范围，为设计人员的通信塔选型提供有价值的指导。周燕青[2]提出了一种快速建站的基础设计方法--预制型配重基础，预制基础的使用可以加快施工速度，设计施工一体化创新方法可知道行业设计及施工，具有较大的发展潜力。沈忠明[3]等人研究了地震作用对通信塔桅受力影响，同时，对比分析了通信塔桅在风荷载作用及地震荷载作用下塔桅结构的内力变化，定量化描述了地震对通信塔桅的影响，为设计人员提供参考。王月[4]通过对旧塔桅以及改造后的塔桅进行承载能力分析，得到相关塔桅改造方法。区骋[5]等人对某原有通信塔桅的共享改造方案进行分析，发现原有旧塔桅改造后其安全性不能满足要求，因此通过增加支撑杆的方式对其进行加固，可有效降低结构应力比，增加改造后结构的安全性能，同时，该塔桅结构的共享改造案例不仅可以满足运营商的需求，还实现了资源共享的目的，为广西地区其他同类通信塔桅改造提供新思路。韦泽训[6]结合实际工程应用案例和理论分析表明，通信塔桅的共享改造模式可以解决当前通信基站选址困难以及通信基站设置密度过大的问题，同时，可以充分整合利用多家运营商资源，实现资源共享的目的，证实了共享改造的可行性及实用性。

综述所述可知，现有文献对通信塔桅改造案例及设计优化方法已有一定的研究成果，但是对于通信单管塔新增不同类型的广告牌尚未进行深入分析。为此，通信单管塔新增广告牌的案例需进行深入分析。本文对7个不同的通信单管塔进行SPA2000有限元数值模拟分析，通过考虑不同的广告牌大小、位置以及增加硬支撑加固方法等参数对通信单管塔内力的影响，得到不同的参数影响规律，为通信塔桅新增广告牌的共享改造提供有意义的参考。

1算例分析

1.1工程案例

现有一塔体高度为35米的通信单管塔位于城市中心道路上，其设计基本风压为0.35KN/m2，设计有三层天线平台，根据甲方要求，为达到资源共享使得效益比最大化的目标，该通信单管塔需要新增一个广告牌，为此，对不同新增广告牌的单管塔改造方案进行SPA2000有限元数值模拟分析。具体改造方案如下：

图1典型新增广告牌改造方案及截面校核

第一，原有35米通信单管塔于距塔底距离为15米处新增1米矩形广告牌；第二，原有35米通信单管塔于距塔底距离为18米处新增1米矩形广告牌；第三，原有35米通信单管塔于距塔底距离21米处新增1米矩形广告牌；第四，原有35米通信单管塔于距塔底距离为21米的处新增2米矩形广告牌；第五，原有35米通信单管塔于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌；第六，原有35米通信单管塔于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌，且采用硬支撑（斜向支撑）加固设计。典型改造方案如图1所示。

1.2数值建模

采用有限元模拟软件SPA2000，对原有通信单管塔及上述六种新增广告牌的改造方案分别进行建模分析，天线平台及广告牌均等效为自身的重力荷载及水平方向所承担的风荷载，并施加于相应位置的主杆上。

2数值模拟结果分析

2.1通信单管塔塔底弯矩分析

标准荷载组合作用下，通信单管塔塔底的弯矩具体如下：原有的通信单管塔塔底弯矩为1052KN.m；于距塔底距离为15米处新增1米矩形广告牌的塔底弯矩为1078KN.m；于距塔底距离为18米处新增1米矩形广告牌的塔底弯矩为1085KN.m；于距塔底距离为21米处新增1米矩形广告牌的塔底弯矩为1091KN.m；于距塔底距离为21米处新增2米矩形广告牌的塔底弯矩为1217KN.m；于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌的塔底弯矩为1366KN.m；于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌并采用硬支撑加固的塔底弯矩为196KN.m。

2.2通信单管塔塔底剪力分析

标准荷载组合作用下，通信单管塔塔底的剪力具体如下：原有的通信单管塔塔底剪力为42.13KN；于距塔底距离为15米处新增1米矩形广告牌的塔底剪力为43.95KN；于距塔底距离为18米处新增1米矩形广告牌的塔底剪力为43.97KN；于距塔底距离为21米处新增1米矩形广告牌的塔底剪力为44KN；于距塔底距离为21米处新增2米矩形广告牌的塔底剪力为49.97KN；于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌的塔底剪力为57.09KN；于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌并采用硬支撑加固的塔底剪力为63.5KN。

2.3通信单管塔最大侧向位移分析

标准荷载组合作用下，通信单管塔最大侧向位移具体如下：原有的通信单管塔最大侧向位移为0.833m；于距塔底距离为15米处新增1米矩形广告牌的最大侧向位移为0.842m；于距塔底距离为18米处新增1米矩形广告牌的最大侧向位移为0.847m；于距塔底距离为21米处新增1米矩形广告牌的最大侧向位移为0.854m；于距塔底距离为21米处新增2米矩形广告牌的最大侧向位移为0.92m；于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌的最大侧向位移为0.99m；于距塔底距离为21米处新增2mx4m矩形广告牌并采用硬支撑加固的最大侧向位移为0.535m。

2.4截面校核

通过SPA2000的钢框架结构设计校核可知，上述改造方案均能满足使用要求，其中典型截面设计校核如图1所示。

3结论

通过上述改造方案的内力及变形分析可得：

（1）上述单管塔新增广告牌的设计方案能满足使用要求；

（2）采用硬支撑加固的单管塔新增广告牌设计方案受力性能较好；

（3）通信单管塔新增大型广告牌时，优选支撑加固的设计方案。

参考文献：

[1]杨永波.通信塔桅在无线网络建设中的选型研究[J].通讯世界，2016（5）：98-99.

[2]周燕青.配重基础在通信塔桅中的创新应用[J].工程建设与设计，2018（9）：59-61.

[3]沈忠明，徐光.地震作用对通信塔桅影响的研究[J].工程建设与设计，2017（1）：32-34.

[4]王月.典型通信塔桅利旧共享承载能力分析[J].中国新通信，2016，18（3）：54-55.

[5]区骋，韦晓波.基于增加硬支撑的屋面通信拉线塔桅改造研究[J].电信技术，2017（1）：15-18.

[6]韦泽训.移动通信基站共建共享的工程应用分析[J].电讯技术，2010，50（11）：58-64.