论文导读：本文论述了无线通信铁塔在多网络共用时改造工程的指导原则，以及关于风荷载的描述。
关键词：土建改造，风荷载
1. 前言为统一无线通信铁塔在建设中土建专业相关技术标准和改造措施，更好地指导现有多运营商之间的基础设施共享的建设工作，特制定无线基站铁塔改造指导原则。科技论文。
本指导原则主要内容包括风荷载计算原则、无线基站天线塔架改造原则。
2.风荷载计算原则为确保天馈支撑系统的安全，科学、准确地计算风荷载，无线通信塔架的风荷载计算应遵循《建筑结构荷载规范》GB50009-2001及《高耸结构设计规范》GB50135-2006中的相关要求。
2.1计算标准：
1) 根据移动通信天线的重要性和《建筑结构荷载规范》的有关规定，基本风压按50年一遇的风压采用。
2) 地面粗糙度类别一般取C类；远郊地区地面粗糙度类别取B类。
3) 考虑到通信天线的重要性和风荷载的不确定性，对于天线塔架和建筑结构相连接部位的连接措施，建议在计算的基础上适当加强。
4) 各类典型天线规格（参考值）
天线规格对比表
| 天线类型 |
每副天线尺寸（mm） |
每副重量（kg） |
迎风面积（m2） |
| GSM 900网络定向天线 |
2520×272×127 |
19.3 |
0.685 |
| GSM 1800网络定向天线 |
1300×162×50 |
5.2 |
0.211 |
| 普通8阵列智能天线 |
1350×680×100 |
<20 |
0.918 |
| 窄带双极化智能天线 |
1350×320×110 |
<15 |
0.432 |
| 宽带双极化智能天线 |
1400×300×110 |
<15 |
0.42 |
| 低增益宽带双极化智能天线 |
700×300×110 |
<8.5 |
0.21 |
注:对于将来发展的MIMO天线，目前的理论规格为1400×300×100，规范要求重量小于15kg，因此其规格与宽带双极化智能天线相仿。
风级风速风压对照表
| 风级 |
名称 |
风速km/h |
风速（m/s） |
风压kN/m2 |
陆地地面物体征象 |
海面状态 |
| 0 |
无风 |
<1 |
0-0.2 |
0-0.000025 |
静 |
静 |
| 1 |
软风 |
1-5 |
0.3-1.5 |
0.000056-0.00014 |
烟能表示方向，但风向标不动 |
微波 |
| 2 |
轻风 |
6-11 |
1.6-3.3 |
0.00016-0.0068 |
人面感觉有风，风向标转动 |
小波 |
| 3 |
微风 |
12-19 |
3.4-5.4 |
0.0072-0.0182 |
树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 |
小波 |
| 4 |
和风 |
20-28 |
5.5-7.9 |
0.0189-0.039 |
能吹起地面纸张与灰尘 |
轻浪 |
| 5 |
清风 |
29-38 |
8.0-10.7 |
0.04-0.0716 |
有叶的小树摇摆 |
中浪 |
| 6 |
强风 |
39-49 |
10.8-13.8 |
0.0729-0.119 |
小树枝摇动，电线呼呼响 |
大浪 |
| 7 |
疾风 |
50-61 |
13.9-17.1 |
0.1208-0.1828 |
全树摇动，迎风步行不便 |
巨浪 |
| 8 |
大风 |
62-74 |
17.2-20.7 |
0.1849-0.2678 |
微枝折毁，人向前行阻力甚大 |
狂浪 |
| 9 |
烈风 |
75-88 |
20.8-24.4 |
0.2704-0.3721 |
建筑物有小损 |
狂涛 |
| 10 |
狂风 |
89-102 |
24.5-28.4 |
0.3752-0.5041 |
可拔起树来，损坏建筑物 |
狂涛 |
| 11 |
暴风 |
103-117 |
28.5-32.6 |
0.5077-0.6642 |
陆上少见，有则必有广泛破坏 |
狂涛 |
| 12 |
飓风 |
>117 |
32.7-36.9 |
0.6642-0.851 |
陆上极少见,摧毁力极大 |
海浪滔天 |
2.2风荷载计算参数：
风荷载标准值：WK=βZμSμZW0
式中 WK－风荷载标准值（kN/m2）；
βZ－高度 z 处的风振系数，针对屋面抱杆不考虑，βZ=1；
μS－风荷载体型系数,根据天线形状，μS=1.3；
μZ－风压高度变化系数，40米高度取值为μZ=1.13；
W0－基本风压（kN/m2）
风荷载设计值：
天线风荷载设计值 （kN）
| 基本风压(kN/m2) 天线类型 |
0.35 |
0.45 |
0.55 |
0.65 |
0.75 |
0.85 |
0.95 |
| 普通8阵列天线 |
0.65 |
0.83 |
1.02 |
1.20 |
1.39 |
1.57 |
1.76 |
| 窄频双极化天线 |
0.31 |
0.40 |
0.49 |
0.58 |
0.67 |
0.75 |
0.84 |
| 宽频双极化天线 |
0.30 |
0.39 |
0.48 |
0.56 |
0.65 |
0.73 |
0.82 |
| 低增益双极化天线 |
0.15 |
0.19 |
0.24 |
0.28 |
0.32 |
0.37 |
0.41 |
3.天线塔架改造原则3.1 塔架分类：
     
地面角钢塔地面单管塔屋面角钢塔
    
屋面增高架和拉线塔 三脚抱杆 附墙抱杆
1) 地面塔：直接安装在地面铁塔。塔型包括地面角钢塔、地面单管塔、地面多管塔等。安装方式是依靠塔脚锚栓与地面基础直接连接。
2) 屋面塔：塔型同地面塔，安装方式是依靠塔脚锚栓与楼面基础或楼面大梁连接。
3) 屋面增高架及拉线塔：屋面增高架及拉线塔水平截面从下之上均相同，体型有三面、四面、六面等，也有依现场条件确定的不规则截面，依靠与楼面结构锚固和与建筑物连接的钢拉线保持稳定。
3.2 铁塔设计条件：
除现有标准化铁塔外，在用塔架一般为2G天线设计，铁塔天线风荷载均按2G天线考虑，部分铁塔设计时考虑了小型微波天线的风荷载。
通常2G铁塔每层平台天线设置情况为：按3个方向，每个方向2面天线，共6面天线；方形平台一般按4个方向共8面天线考虑；目前每个平台3G天线的配置标准为：按 3个方向，每个方向1面天线，与2G不同的是，3G天线还应考虑配套的RRU设备的安装位置及其风荷载。
对于未来演进的3G LTE系统，需要单独增加RRU设备。在改造和新建塔架时，应考虑每副3G天线2套RRU设备考虑安装位置。
3.3 铁塔利旧判断原则：
3G 8阵列智能天线几何尺寸较2G天线大很多，加上RRU和馈线的风阻因素，一面3G天线的综合风荷载已大大超出原有塔架一面天线的设计风荷载，因此，利旧原有塔架之前，应对塔架适用性进行判断。科技论文。
进行塔适用性判断的途径有以下3种：
(1) 由原设计单位或生产厂家依据3G天线的风荷载条件给出复核意见。因为由原设计单位或生产厂家对塔架的计算条件、承载能力最为了解，掌握相应塔架的核心设计资料，因而能够对塔架的适用性做出最准确的判断。
(2) 设计资料完整的情况下，可由配套改造设计单位依据设计资料中提供的塔架使用条件进行复核。应查明铁塔的设计使用条件：即平台个数、安装天线数量、单面天线的迎风面积，是否安装微波天线及其规格数量。然后根据设计原始条件下和实际安装情况下（包括3G天线及RRU）天线迎风面积相符的原则，判断铁塔可否利旧。所谓天线迎风面积相符的原则，就是将设计原始条件下各平台单方向天线迎风面积之和与各平台单方向实际天线迎风面积之和相比较，如实际的天线迎风面积不大于设计使用条件，则表明安装3G天线后，实际迎风面积没有超过设计值，铁塔可以利旧；如超出设计值，应进行专门鉴定，并依据鉴定结论进行加固改造。
(3) 设计资料不全时，应委托有专门结构鉴定资质的单位对塔架的适用性进行鉴定。
3.4 现场利旧判断原则：
1. 对各类天线塔架可遵照天线迎风面积相符的原则核定现有铁塔天线安装条件条。同时3G天线与2G天线的隔离度应符合无线专业工艺要求。
2. 增高架（拉线塔，下同）和拉线塔除核定天线安装条件条件外，尚应对塔架本身及拉线锚固条件和锚固措施进行必要的鉴定。
1) 利旧增高架应由结构专业人员核定杆件强度和长细比，不符合要求的应进行改造加固。
2) 利旧增高架应由结构专业人员检查判断屋面拉线锚固点结构的可靠性；锚具应具有防拔出、防拉坏的保证措施。不满足要求的应进行改造加固。
3.5 屋面轻体房
1) 加设在上人屋面的轻体房屋，应采取锚固措施将轻体房主体构件与屋面结构有效连接；宜采用架空基础以减少对屋面结构的直接影响，架空支承点应选在柱头或墙顶部位。
2) 不上人屋面承载力低，一般不应用于屋面的轻体房的建设。当结构状况清晰并具有适宜的架空支承点设置架空基础时，可进行轻体房建设，但尚应采取措施，避免人员行走对防水层的损伤。
3) 严禁在轻质屋面板（如加气混凝土预制板）不上人屋面上进行轻体房建设。
3.6 改造注意事项
1) 安装天馈支撑系统使用的膨胀螺栓、化学锚栓宜使用力学性能稳定可靠的产品。化学锚栓应具有明确的抗老化性能；冬季施工使用的化学锚栓应具有低温施工测试报告。
2) 沿海高风压地区，在使用增高架和屋面抱杆时，宜采用锚固方式固定，以提高可靠性。锚固位置一般宜选取适合承重的梁柱墙等位置，如需在板上进行锚固时，应慎重施工，避免打穿楼板。科技论文。破坏的防水层应按照原防水层的做法或更高要求恢复，以确保防水做法的可靠性。
结论 随着无线通信事业的快速发展，无线通信铁塔到处建设，对国有资源造成浪费，因此建议对现有无线通信铁塔进行合理改造，以达到资源的利用最大化；合理分配现有资源，做好资源的共享共建工作；以适合多家运营商不同制式的无线信号天线的布放和平台分配，多家运营商共建共享，以期达到降低基础资源投资的成本，提高资金的利用率，降低多多有资源的浪费。
因此，对现有铁塔改造势在必行。
参考文献：
［1］沈之容 钢结构通信塔设计与施工中国机械工业出版社2007年4月出版
［2］顾文卿 新编通信铁塔设计通用标准实用手册中国机械工业出版社2005年出版
［3］（丹麦）迪尔比耶著，薛素铎译 结构风荷载作用 中国建筑工业出版社 2006年9月出版
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