通信世界网消息(CWW) 目前国内外通信铁塔(或其他行业相关铁塔)建设方式主要是一种粗放的、传统的建筑建设方式,主要包括铁塔加工、安装和铁塔基础建设。其中,铁塔基础的建设是固定资产建设,需要一列的工程施工程序,耗能、污染和占用土地,建设周期较长,且不可搬迁(如果搬迁,塔基需重新建设)。随着通信行业快速发展、人们对节能减排、绿色建筑理念的认识深入,及城市规划与格局的变迁,这种模式很多情况下越来越不适合行业的快速发展。铁塔基础预制化设计,如何快速拼装及可实现搬迁、重复利用,越来越引起行业内结构设计人员重视和研究。
铁塔基础预制构件的尺寸及重量设计要综合考虑经济性、国内道路状况、国内交通法规及吊装的可实现性。总的来说, 构件的尺寸及重量宜满足如下要求:(1)构件被车载后的高度宜满足国内高速公路的限高要求(国内高速公路限高一般为4.2m,扣除挂车底盘高1.4m,构件高度尺寸宜小于2.8m);(2)构件宽度宜小于普通挂车车厢宽度(一般车厢净宽尺寸2.35m,构件宽度宜小于该尺寸);(3)车辆载重要求(普通五轴或六轴挂车最大轴重约为50-55t);(4)构件运输沿途中桥梁限载吨位;(5)起吊能力,单个构件重量不宜超过20t。
在铁塔建设的征地过程中,会面临以下问题:(1)建设场地对占地面积要求不是很高,场地周围开阔;(2)场地对占地面积要求很严,需要尽可能减少占地面积,甚至只能允许留出基础的柱头面积;(3)建设场地只能暂时使用几年甚至几个月。考虑到以上情况,本文提出两种快速拼装、可搬迁通信铁塔预制基础的结构形式——“地下埋置式”和“地面搁置式”。针对(1)的情况 可采用“地面搁置式”;针对(2)情况可采用“地下埋置式”。
地下埋置式以单管塔基础为例,提出如图1方案。
1. 技术方案分析
本基础技术方案采用开挖基坑,然后分块吊入和安装各个预制构件。
(1)预制单管塔基础构件包括:“基础块一”(2个)、“基础块二”(1个)、“基础块三”(4个),三类构件组成。
(2)基础块一、二、三都是由钢筋混凝土预制而成,采用高强钢筋,高强混凝土,工厂标准化制作,尺寸精准,质量可控。
(3)基坑开挖之后,基底严格整平夯实,将两个“基础块一”通过吊机并排放置在基坑底部,其短柱朝上,并调整水平度。
(4)将基“础块二”的四个预留孔对准“基础块一”的短柱,通过吊机竖直吊入基坑,插入“基础块一”的竖向短柱中。
(5)将“基础块三”插入“基础块一”的预留孔洞中。
(6)热浸镀锌锲块锲入“基础块三”和“基础块二”之间的缝隙(缝隙预紧),然后再进行微膨胀细石混凝土灌缝。
(7)回填基坑并夯实基坑。
上述三类构件通过“基础块三”的销栓连接,形成一个整体共同抵抗外倾覆力矩;基础中无裸露金属构件,耐久性能较好;遇到搬迁情况时,先拆除铁塔,开挖基坑,然后松动插销—“基础块三”,实现拆除基础,重复利用基础。
图1 地下埋置式预制基础拼装原理图
2. 安装及搬迁流程图
图2 地下埋置式预制基础安装搬迁流程图
3. 预制基础受力计算
(1)整体计算:根据土压力、脱开面积及抗倾覆系数要求,确定基础宽度及埋深。
(2)局部计算:各个构件计算,主要涉及混凝土构件的抗拉计算、抗弯计算、抗裂计算、抗冲切、抗剪切计算等等。
根据以上原理,同样可实现自立三角塔、自立四角塔预制独立基础,即在每个塔脚设置一个图1所述类似基础墩,不再赘述。
地面搁置式以自立式三管塔为例,提出如图3、图4方案。
1. 技术方案分析
采用双层叠合正交预制板,螺栓预紧连接。预制基础如图3所示,包括下层预制板1和上层预制板2。下层预制板包括三个下层子板1a、1b、1c,平铺在平整后的地面上。上层预制板包括三个上层子板2a、2b、2c,下层板和上层板相互垂直排列,通过预制构件预留的孔洞,对穿螺栓连接形成整体结构。
下层子板和上层子板上对应位置预留好的螺栓孔洞,下层子板事先穿上高强度连接螺栓4,上层预制板2a、2b、2c事先预留好螺栓孔洞,安装时穿过高强度连接螺栓4,铺设在下层预制板1之上,然后采用预应力手段拧紧高强度连接螺母5,安装铁塔6(本例:三角塔)后,根据情况在预制基础块上布置设备机房7(机房可有可无,兼做配重)。为了增加铁塔地脚螺栓的锚固长度,在预制板上设置锚固柱头3,用以增加地脚螺栓满足锚固长度。
图3 地面搁置式预制基础拼装原理图
图4 上下预制板连接大样(大样A)
钢筋混凝土预制板事先预留好对穿螺栓用通孔,位置要求精准,高强度螺栓对穿其中,混凝土预制板上下螺栓孔处垫热浸镀锌厚钢板5a,以便锚固螺母5。
本方案安装和拆卸过程快速,铁塔搬迁时,基础可以重复使用,且铁塔使用后,原地基能快速恢复原貌,不造成土地污染。
2. 安装及搬迁流程图