談通訊單管塔兩種連接方式的特點

穆宇亮 彭 朋

(中鋼石家莊工程設計研究院有限公司，河北 石家莊 050021)

談通訊單管塔兩種連接方式的特點

穆宇亮 彭 朋

(中鋼石家莊工程設計研究院有限公司，河北 石家莊 050021)

對單管塔插接和內法蘭兩種常用形式進行了分析，分別論述了兩種連接方式的優缺點，通過對不同連接直徑兩種連接方式用鋼量的對比，解決了在最小用鋼量時選擇連接方式的問題。

通訊單管塔，插接式，法蘭式，連接，用鋼量

單管塔是通訊塔的一種主要形式，是由若干節錐形鋼筒通過法蘭連接或插接而成。隨著對通訊鐵塔美觀要求的提高和鐵塔建設時用地面積的限制，越來越多的通訊鐵塔都采用單管塔的形式。其外觀也呈現出多樣化、景觀化、偽裝化的特點，例如，圍欄裝飾塔、燈桿景觀塔、美化輪景觀塔、飄帶美化塔、偽裝仿生樹塔等形式多樣的鐵塔，都是由單管塔增設景觀設備而成的。

單管塔的連接方式分為插接式和法蘭式，其中法蘭式連接又分為內法蘭和外法蘭兩種形式。外法蘭鐵塔的法蘭、加勁板和螺栓暴露在外，出于對美觀因素的考慮，實際應用中使用已經越來越少了，現在連接方式主要是插接式和內法蘭式。

1 兩種連接方式

1.1 內法蘭式連接鐵塔

內法蘭式是相鄰鐵塔在端口安裝連接法蘭，通過螺栓將相鄰塔段緊固在一起。塔身需要預先安裝法蘭盤和加勁板，通過螺栓、法蘭盤和加勁板傳遞塔身內力。這種連接方式的特點是：1)適用于管徑較粗的單管塔，需確保塔身內有足夠的安裝操作空間。2)內法蘭式連接的鐵塔，塔身垂直度有保證，方便鐵塔的拆卸和搬遷。3)該種鐵塔在設計時，允許采用兩端鋼筒直徑相同的等口徑塔段，可以允許安裝的若干平臺或美化輪采用相同的構件尺寸，可以滿足廠家標準化生產的要求，也使得直接安裝在塔身抱桿的垂直度容易調整。與此同時，內法蘭式鐵塔由于采用螺栓連接，在現場施工時，需要由安裝工人逐個緊固螺栓，施工速度較插接式鐵塔慢。塔內空間有限，對于個別直徑小的塔身，施工工人在塔內緊固螺栓施工面不足，導致螺栓不易擰緊。法蘭式連接方式中，法蘭板的寬度與螺栓的最小允許端距有關，隨著螺栓孔或板件厚度的增加最小允許端距增大，法蘭板所需的寬度也就越寬，法蘭板寬度一般取2.7倍～3倍的螺栓孔直徑。以北京某運營商一宏站為例，基本風壓0.45 kN/m2,高度47 m，塔身上部有3層直徑3 m的外平臺，高度分別為45 m，42 m，39 m，擬每層平臺安裝6副、共18副移動通訊板狀天線。對于這種塔身高、荷載大的鐵塔，需要大管徑的塔身，經初步判斷，所需直徑允許塔內設爬梯并有安裝操作空間，所以該塔采用內法蘭式連接。

1.2 插接式連接鐵塔

插接式是下段鐵塔塔段部分插入上段鐵塔底部，依靠上下鐵塔插接段楔緊的作用傳遞塔身內力的一種連接方式。這種連接方式的特點是：1)適用于管徑較細的單管塔，例如燈桿塔、美化桿塔等荷載較小的情況。2)不需要內法蘭鐵塔施工時人工緊固大量的螺栓，只需吊裝塔段后將每節鐵塔插接擠緊后即可，施工周期短，便于機械化快速施工。但也有其缺點：1)插接式連接塔筒的插接擠緊不易均勻嚴密，導致鐵塔塔身垂直度不易控制。2)由于在使用過程中受到自重和風荷載的作用，塔筒之間的插接擠緊作用越來越大，使得該類鐵塔在搬遷拆卸時較為困難。

插接式連接方式中，插接長度與插接段最大直徑有關，插接段直徑越大，所需插接段長度就越長，插接段長度一般為1.5倍插接段最大直徑。

以北京某運營商一燈桿景觀塔為例，基本風壓取0.45 kN/m2,高度30 m，塔身29 m安裝有6盞裝飾燈頭，在28 m，25 m，23 m塔身處各安裝3副、共9副移動通訊板狀天線，不設外平臺。該塔塔身高度低、風荷載較小，故塔身允許采用較小的管徑，為方便施工并節約用鋼量，所以該燈桿景觀塔采用插接式連接。

2 連接方式的選用

表1 內法蘭形式連接的用鋼量

通過以上內容，可以了解單管塔的兩種連接方式的特點和適用范圍，內法蘭連接方式適用于粗管徑的情況，插接連接方式適用于細管徑的情況。下面通過一個具體的單管塔，對不同連接管徑的兩種連接方式的用鋼量進行對比，找出不同情況下用鋼量最小時，選用何種連接方式。連接的兩段鐵塔，連接處塔身的直徑選取400 mm～1 000 mm，每次遞增50 mm，內法蘭螺栓選用M33，螺栓孔直徑36 mm，螺栓所在圓直徑為塔身直徑減去3倍螺栓孔直徑，內法蘭內邊緣直徑為塔身直徑減去5.6倍螺栓孔直徑，法蘭厚度采用24 mm。考慮鐵塔里緊固螺栓的操作空間，螺栓按間隔200 mm左右均勻布置，每個螺栓包含螺桿、兩個螺母、墊片等，重量取2 kg。加勁板個數與螺栓數量相同，寬度取法蘭板寬度，高度按1.5倍加勁板寬度，厚度取8 mm。詳細數據見表1。

對于插接式連接的塔段，連接處塔身的直徑選取同內法蘭連接。采用下端塔身向上插接方式，塔身坡度為1.7%，塔段插接長度取連接處塔身直徑的1.5倍，塔段壁厚取6 mm。詳細數據見表2。

表2 插接形式連接的用鋼量

將兩種連接方式不同直徑的重量進行對比，并將兩種連接方式的重量繪成圖，見圖1。

3 結語

由此可得出結論，兩種連接方式各有優缺點，為節約鋼材，減少投資。內法蘭式連接適用于塔身筒體較粗的情況，插接式連接適用于塔身筒體較細的情況。從圖1中可以看出，在連接直徑小于850 mm時，插接式連接方式用鋼量較小；當連接直徑大于850 mm時，法蘭式連接方式用鋼量較小。以此不難得到，在一般情況下塔段連接直徑為800 mm～900 mm以下時，宜采用插接連接方式；塔段連接直徑在800 mm～900 mm以上時，建議采用法蘭連接為宜。參考文獻：

[1] 黃 健,潘漢明,屠海明,等.單管塔的選型設計[J].鋼結構,2004(1):99-101.

[2] 胡 丹,苗建義.關于通信塔建設若干問題的討論[J].山西建筑,2014，40(5):26-27.

[3] 陳俊嶺,吳水根,馬人樂.單管塔中鋼管構件的受力分析[J].特種結構，2003(1):55-57.

Discussion on two connection methods of communication single-pipe tower

Mu Yuliang Peng Peng

(ChinaSteelShijiazhuangEngineeringDesignInstituteCo.,Ltd,Shijiazhuang050021,China)

The paper analyzes two common types of communication single-pipe tower, including plug-in type and flange type, and discusses their merits and defects. Through comparing steel consumption to two kinds of connection methods with various diameters, it solves connection methods selecting problems with minimum steel consumption.

communication single-pipe tower, plug-in type, flange type, connection, steel consumption

1009-6825(2015)07- 0031- 02

2014-12-20

穆宇亮(1979- )，男，碩士，工程師； 彭 朋(1986- )，男，助理工程師

TU391

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