通信铁塔的安全性及其安全性评估方法探讨

张 宇

（陕西通信规划设计研究院有限公司，西安 710065）

现如今，我国移动通讯得到了大幅度的发展，而且已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。在城市建设过程中，为了满足人们对通信的需求，通信铁塔的建设项目也不断增多。对于移动通信而言，通信铁塔是确保其正常使用的重要前提，移动通信需要通过通信铁塔进行信号的接收和传输。所以在这样的背景下，通信铁塔建设的安全性和安全性的评估成为当前人们研究的重点课题。

1 通信铁塔安全的重要性分析

人们必须加强对通信铁塔安全性的重视。众所周知，通信铁塔需要建设在外界环境中，完成通信铁塔的建设后，由于长时间处于自然环境当中，就不可避免的受到自然因素的影响，而且塔体结构本身在设计、施工以及建设时很容易被一些偶然因素或者人为因素所影响，导致出现质量问题。近些年来，因为强风、地震等自然灾害和一些人为因素的影响，造成了一系列通信铁塔安全事故的发生，这不仅带来了严重的经济损失和人员伤亡，还影响了人们的日常生活和通信需要。经过大量的研究不难发现，导致通信铁塔出现安全事故的原因是多方面的，其中最主要的影响因素是在铁塔进行安装以及后期维护时出现的问题。在进行生产安装时存在着材料以次充好的现象以及安装不到位等问题。除此之外在通信铁塔竣工投入使用后，由于对铁塔的后期维护不到位，导致铁塔结构或者零部件出现松动、腐蚀等现象。

2 通信铁塔的安全性分析

2.1 通信铁塔分类

通常情况下，对通信铁塔会按照结构的不同进行划分，主要分为拉线塔以及自立式铁塔两种。而按照建设地点的不同，可分为地面塔以及楼顶塔。

2.2 受力特点和倒塌破坏

众所周知的是，通信铁塔属于高耸结构，这种结构的主要特点是：宽高较大，而自重较轻，没有其他竖向荷载，而水平荷载主要是风荷载以及地震荷载。在水平荷载的影响下，就会导致铁塔结构基础有抗拔问题产生，所以具有非线性荷载效应。而风荷载以及地震荷载，能够导致结构出现侧向位移以及振动等现象。所以，对于通信铁塔的日常运行而言，其典型荷载形式主要是风荷载以及地震的作用。在新闻报道中经常有关于大风或者地震造成通信铁塔发生倒塌或者倾斜等事故。

2.3 通信铁塔可能存在的问题

现阶段我国通信铁塔不管是在建设还是后期运行中都存在很多问题，例如在设计施工以及养护等方面都有不同问题出现，例如，在进行通信铁塔建设时，选择的施工材料不满足相关规定要求，导致劣质产品投入使用；在施工现场由于施工操作不规范，导致螺栓未紧固，同时防护措施不合理等情况也会影响铁塔建设质量，埋下安全隐患！而且，众所周知，风荷载会对通信铁塔的稳定性产生很大的影响，使人们却忽视了地震和在对通信铁塔的干扰和危害现如今关于通信铁塔安全性方面的研究不断增多，通过对相关资料的研究分析发现，风速大小，会对铁塔基础作用力产生直接影响。不过由于为了满足社会发展的需要，通信铁塔高度不断增高，这就使得结构刚度出现了不同程度的降低，这种情况下，就导致地震对铁塔的作用力高于风荷载的作用力。

3 通信铁塔的安全评估

现阶段，我国加强了对通信技术的重视，因此也逐渐意识到通信铁塔安全性的重要价值。虽然我国加强了对相关安全问题的研究，但是仍旧有很多问题存在。尤其是受风力荷载以及地震荷载等自然灾害的影响，使得安全管理工作具有一定的局限性。因此，在进行通信铁塔建设时，可以综合使用计算机技术以及动态采集测试技术。在完成铁塔建设后，对实际参数以及相关数据进行真实的采集和妥善的保管，并通过使用计算机技术对铁塔后期运行过程中的数据进行对比分析，这样一来，就可以获得通信铁塔使用过程中的安全性评估状态。与此同时，在进行铁塔建设时，通过动力性检测实验可以得到铁塔的动力性参数，而且还能够检验出铁塔的实际损伤程度，这样就能够对提高铁塔的安全性提供有力的数据参考，在确保铁塔安全性的基础上，降低检测人员的工作量，有效提高工作效率。

本文在研究过程中使用的是Hyperworks有限元软件，防烈度设置为10度，在进行设计时，其基本地震加速度为0.1g，对某地区一45米高单管塔抗地震性能展开仿真分析。此通信管塔主要包括管段、避雷针、平台以及塔梯和安全绳等几部分，其净高44m，总重9.7t。本文对对管塔模态进行研究分析，从而得出管塔水平方向过程中前三阶模态的三个频率：0.64Hz、2.98Hz和7.71Hz。并以此为基础，对该管塔进行天然地震波以及人工合成地震波的激励，此时的抗震设防烈度为10度，两条天然地震波分别为El-centro波以及Kobe波。最后的计算结果如图1所示。结果显示管塔顶部受到的最大加速度响应是6.5g，而管塔底部受到的最大应力是190.7MPa，同时底部锚栓受到的最大拉力是126.9kN，受到的最大剪切力是121.6N。通过上述计算结果分析可以得出，在10度抗震设防区域的地震影响下，管塔结构具有安全可靠性。

图1 管塔时程分析结果

4 结束语

总之，通信铁塔具有重要的使用价值，但是使用寿命有限，而且由于建设中存在的不恰当行为，以及长时间受自然环境的影响，日常维护中也存在疏漏，使得通信铁塔存在很多安全隐患。因此，就需要立足于对通信铁塔安全性的重视，加强对通信铁塔安全性分析和安全性评估，从而更好的为移动通信提供有力保障，推动我国信息科技技术进一步发展。

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