通信工程塔桅结构检测与维护

通信工程塔桅结构检测与维护浙江华东科技检测有限公司浙江华东科技检测有限公司第1页共21页一、塔桅分类•四角角钢塔：是指以角钢为塔体主材，塔体横截面为四方形结构的铁塔，高度一般为15—80米。•四角管塔:是指以直径较小的多节钢管为主材，塔体横截面为四方形结构的铁塔，高度一般为15—80米。•三角角钢塔:是指以角钢为塔体主材，塔体横截面为三角形结构的铁塔，高度一般为15—60米。•三角管塔:是指以直径较小的多节钢管为主材，塔体横截面为三角形结构的铁塔，高度一般为15—60米。•单管塔:是指以直径较大的多节钢管为主材，单根独立结构的铁塔，其管段连接可采用内外法兰连接或套接式两种方式，高度一般为20—60米。•拉线塔:是指以型钢组合成钢结构立柱为塔体，四周辅以多组拉线进行平衡加固稳定塔体的铁塔，高度一般为10—50米。•景观塔：是指塔体外观为美化装饰造型，不显性显示通信用途的铁塔。•组合抱杆：是指以各种规格钢结构件为主体，框架式结构的钢结构体，高度一般为6—20米。•独立桅杆：是指直径较小的单根独立钢管件，辅以支撑或拉线加固，高度一般为3—15米。浙江华东科技检测有限公司第2页共21页塔型比较：名称优点缺点用途自立塔结构稳固，承载力强，制造简单，加工安装方便，质量容易控制用钢量大，角钢挡风系数大，占地面积大，工程量大。可挂各类天线拉线塔结构简单，安装方便稳定性较差，占地面积大用于移动和广播天线塔微波塔慎用单管塔占地面积小，安装方便，美观承载力小，质量不易控制，适合于挂GSM、TD天线二、塔桅检测的重要性目前，全国在用通信铁塔约220万基，由于环境、气候、工程、维保等方面的原因，近几年铁塔安全事故频发，造成了重大的人员伤亡与财产损失，以及极为恶劣的社会影响。及时消除各种隐患问题，避免安全事故的发生，已经势在必行！•设计标准更新•原有设计执行的主要技术标准不能满足现行规范要求，且设计标准并不健全。•铁塔的结构安全性应按现行规范加以评定。•制造安装的遗留问题•勘察、制造、施工等方面存在缺陷，导致质量缺陷、隐患等。•安装质量的缺陷。•使用中产生的问题•环境因素影响：材料老化，焊缝开裂、钢材锈蚀和破损、基础混凝土结构损伤等表观现象。•风荷载：疲劳破坏、连接螺栓破坏。浙江华东科技检测有限公司第3页共21页•塔桅使用后设备增加，载荷增大，载荷不均衡•塔体安全储备评价•通过安全评估，对每基塔划定可靠等级，进而对不同健康状况的通信塔采取不同的处理方案。•评估结构耐久性•通过各种技术手段对铁塔进行安全性检测评估是确定铁塔结构耐久性，确保铁塔结构安全的有效途径。•抗击自然灾害做准备•为避免台风等灾害对通信塔造成损失，根据塔体检测结果，针对性的对每基塔作出相应的预防措施，减小灾害影响。•提供维护依据•在安全隐患或损坏的构件进行检测分析，而不是盲目的对铁塔各个部分进行修复，从而会更加经济、有效。•完善塔桅资料信息•通过检测可为资料缺失的塔维完善资料，便于维护。三、标准依据•《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》YD/T5131-2005；•《移动通信工程钢塔桅结构验收规范》YD/T5132-2005；•《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005；•《钢结构设计规范》GB50017-2003；•《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；•《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；浙江华东科技检测有限公司第4页共21页•《钢结构单管通信塔技术规程》CECS236-2008；•《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001；•《高耸结构设计规范》GB50135-2006；•《无损检测接触式超声脉冲回波法测厚方法》GB/T11344－2008；•《涂层检验方法涂层厚度检验方法》QJ990.3－1986。四、人员要求•了解通信基本知识，具有塔维经验，熟悉塔桅结构；•具有塔桅维护上岗证；•需具有登高作业证。五、设备要求•使用经技术检验部门鉴定校准，且在校准有效期内的仪器、设备；•设备应有使用维护记录。常用设备混凝土钢筋检测仪混凝土回弹仪碳化深度测量仪经纬仪自动安平水准仪超声波测厚仪接地电阻测量仪钢卷尺涂层测厚仪水平尺测绳游标卡尺扭矩扳手坡度尺地质罗盘塞尺浙江华东科技检测有限公司第5页共21页五、检测内容•基础•塔体结构•天线•馈线•防雷接地1、基础常见基础形式：含连续梁的桩基础独立式混凝土基础问题描述：•塌陷、不均匀沉降；•基础稳定性差；•基础未固定、固定不规范；•混凝土构件开裂、脱落、外观缺陷、内部缺陷；•混凝土钢筋保护层脱落、钢筋锈蚀•基础支撑面不满足规范要求。基础检测方法•检测混凝土强度•检测钢筋保护层厚度、钢筋分布•检测混凝土构件缺陷•检测基础支撑面浙江华东科技检测有限公司第6页共21页检测混凝土强度•基础每一侧面选一个测区；•每一个测区面积为20×20cm；•每一测区记取16个回弹值记入表内；•对数据进行汇总，除去3个最大值及最小值，求回弹平均值；•利用酚酞试剂及碳化深度测量仪检测碳化深度；•依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》推定混凝土强度。支撑面、支座、地脚螺栓允许偏差项目允许偏差（mm）支承面（混凝土柱墩）：标高±3.0支承面（混凝土柱墩）：水平度1/1000支承表面（法兰上端面）：标高±3.0支承表面（法兰上端面）：水平度1/500且不大于3mm地脚螺栓位置扭转偏差（任意截面处）±1.0地脚螺栓法兰对角线偏差≤L/1500且＜—对角线距离地脚螺栓相邻之间偏差≤b/1500且＜10b—塔脚跨距地脚螺栓露出法兰面长度a+10a—设计螺栓伸出长度地脚螺栓的螺纹长度Lw+10Lw—设计螺纹长度浙江华东科技检测有限公司第7页共21页自动安平水准仪•质量要求：1、支撑面应符合规范要求；2、塔柱下支承结构需填垫钢板时，每叠不得多于两块。•处理措施：1、修补支撑平面、校正螺栓；2、用厚实钢板开豁口填垫支承面。浙江华东科技检测有限公司第8页共21页塔桅基础保护帽浇筑：•第一步：确保塔脚螺栓已经紧固；•第二步：在塔脚螺栓表面均匀地涂抹黄油；•第三步：在地脚螺栓表面缠绕塑料薄膜，缠绕3－5层，并用扎带固定；•第四步：用配比好的混凝土浇筑地脚螺栓，依实际情况浇筑成几何规则形状；•第五步：二次抹面，确保表面美观大方；•第六步：如天气特别炎热，应浇水养护。基础维护•沉降、塌陷处夯实，混凝土回填；•陡坡处修建护坡或挡土墙；•稳定性差的基础需重新地质勘察。浙江华东科技检测有限公司第9页共21页2、塔体结构塔高测量铁塔高度的计算以塔脚底板底面至塔顶避雷针安装处的垂直距离为标准，可用卷尺进行测量，也可以用测绳由塔顶垂直放下，记录测绳的长度，如是楼顶楼还测量楼高，精度±0.5m。垂直度测量采用经纬仪和标尺。测量较精准，应首选这种方法。但此法要求有足够大的测量地域，经纬仪应安置在离钢塔桅2倍左右塔高的固定观测点处，观测方向设在塔柱中心点延长线上，其偏差大小将会影响测量准确。采用吊线和钢尺。使用8kg吊线锤和Φ1mm钢丝，此方法简便易行，不受测量地域影响，在不能使用经纬仪情况下使用，如在楼顶，山区和有高层建筑物遮挡等处的钢塔桅。在测量较高钢塔桅或风力较大时，误差较大。•立式塔架中心垂直倾斜不得大于全塔高度的1/1500：如45m塔垂直度偏差值应不大于30mm；•单管塔、桅杆中心垂直倾斜不得大于全塔高度的1/750。•利用水平度盘测量出角度值垂直度偏差：如图，单管塔上下端部四点在经纬仪物镜十字丝竖丝单丝的切线点在水平度盘H对应的角度值A1、A2、B1、B2，Δd＝【(A2-B2)-(B1-A1)】/2。将“角度值垂直度偏差”换算为“长度值垂直度偏差”单管塔顶部直径为一定值（如直径为600mm）。我们将其定值进行中间环节转换，计算出一浙江华东科技检测有限公司第10页共21页单位“角度值垂直度偏差”（d′）所对应的单位“长度值垂直度偏差”（1mm），公式为：600/【B2-B1】；计算出实际“长度值垂直度偏差”用“角度值”垂直度偏差“Δd”×单位“长度值垂直度偏差”600/【B2-B1】。•利用塔尺计算单管塔垂直度的方法：如图，单管塔上下端部四点在经纬仪物镜十字丝竖丝单丝的切线点在塔尺对应的刻度值A1、A2、B1、B2，从而得出单管塔垂直度为：[ABS(A1-B1)-ABS(A2-B2)]/2。（注：ABS意为绝对值）垂直度偏差原因•基础不合格•基础是影响钢塔桅垂直度重要因数，钢塔桅安装前，应根据基础验收资料复核各项数据。•螺栓孔的间隙过大浙江华东科技检测有限公司第11页共21页•制造时螺栓孔孔径过大，再加上螺栓杆径为负公差，加大了螺栓杆与螺栓孔的间隙。造成钢塔桅整体累积误差较大。•塔桅构件变形•因螺栓孔距偏差大，造成构件安装困难。强行安装后，造成构件起拱，局部变形；•构件热浸镀锌变形的没有校直；•在途中造成构件变形，安装前没有校直或更换。•安装后未校正•每段安装完后，必须对该单节塔桅段的垂直偏差、塔桅截面几何形状如对角线、边长等误差、塔桅柱顶面水平高差等进行测量，不合格的应进行调整校正。•塔体负载不均衡•设备未均布放置，负载集中。垂直度调整•对螺栓松动或安装未调整好的垂直度超标，应立即调整。•对塔基下沉原因的垂直度超标，通过长期观察测试，进行针对性的调整，调整方式为使用千斤顶抬升下陷角，并填充钢板的方式。•调整时需塔身轴线投影面两个90度方向同时架设经纬仪，同时监控调整状况。浙江华东科技检测有限公司第12页共21页塔体紧固件问题描述：•螺栓缺失•螺栓出扣短•螺栓以小代大•螺栓单帽•螺栓反穿•螺栓松动螺栓扭矩螺栓规格螺栓级别扭矩（N.m）螺栓规格螺栓级别扭矩（N.m）M208.8级80-125M84.8级10-12M248.8级100-150M104.8级22-26M278.8级140-200M124.8级40-50M308.8级190-350M164.8级60-100M338.8级250-420M204.8级80-120M488.8级407-725M244.8级100-140扭矩扳手浙江华东科技检测有限公司第13页共21页紧固件维护•对不符要求的螺栓更换及补全，外露丝扣不小于2扣；•穿入方向朝向一致，由内向外、由下向上；•单帽螺栓进行补全螺帽，对松动螺栓进行紧固处理,并做好防锈处理。塔体构件•塔体主材、辅材无松动、断裂、缺失现象；构件无受力弯曲、变形，弯曲变形量≤L/1500(L为构件长度）。•构件规格测量•焊缝检测•节点板贴合面检测•法兰贴合率检测热轧等边角钢允许偏差浙江华东科技检测有限公司第14页共21页螺栓抗剪连接时节点板应紧密贴合，其实际贴合面与设计贴合面之比应不小于90％。用0.3mm塞尺不能插入即认为达到实际贴合要求（抗滑移要求）。塔柱法兰实际接触面与设计接触面之比（可按法兰外缘长度计）应不小于75％，对桅杆不应小于60%。构件维护•对缺失构件进行补装，消除安全隐患；•对变形构件校正或更换；•不合格贴合面紧固螺栓或修补接触面。3、拉线•拉线无断股、锈蚀、松弛现象，拉线植筋无异常；•拉线与地的夹角一般为60°，最大不超过65°；•拉线地锚到桅杆中心的水平距离偏差不应大于L/1500（mm）。当设计距离L大于75m时，偏差不应大于50+（L-75000）/2500mm；•拉线预拉力与设计预拉力的偏差不应大于设计预拉力的10％，预拉力的测定应在清晨、2级风以下进行；浙江华东科技检测有限公司第15页共21页•拉线塔拉线与拉线之间未安装绝缘子，在建筑物地网建设并不是十分规范时，铁塔在遭到雷击后，电流会随着拉线导入建筑物间钢筋从而造成对建筑物或人员的伤害，存在安全隐患。问题描述：•拉线锈蚀•拉线缺夹具•拉线共用地锚•拉线无绝缘子拉线维护•拉线补装夹具、适量张紧，防腐处理；•调整拉线夹角，更换更高强度的拉线；•建筑物采用化学植筋的方法新增坚固地锚；•在地面开挖土方新增地锚。坡度尺浙江华东科技检测有限公司第16页共21页4、平台•平面水平度偏差不应大于1/1000，且不应大于20mm；•工作平台梁上表面实际标高与设计标高之