角钢塔、钢管塔、单管塔、拉线塔、抱杆塔、景观塔……这些通信铁塔你都见过吗?

角钢塔、钢管塔、单管塔、拉线塔、抱杆塔、景观塔……这些通信铁塔你都见过吗?

通讯铁塔由塔体、平台、避雷针、爬梯、天线支撑等钢构件组成。

并经热镀锌防腐处理,主要用于微波、超短波、无线网络信号的传输与发射等,所以通讯铁塔在通讯网络系统中非常重要。

PART2

通讯铁塔有哪些种类?

通讯铁塔根据结构形式不同可以分为角钢塔、钢管塔、单管塔、拉线塔、抱杆塔、景观塔。

角钢塔

角钢塔顾名思义,由角钢材料组装而成的通讯铁塔,角钢塔“身强力壮”,是通讯铁塔中的“老大哥”。

(中兴通讯:角钢塔)

美观性:角钢塔由角钢组成,要说美观……只能说有种“粗犷”的“工业风”美感。

性价比:角钢塔“树大招风”,迎风面大。同时,受到角钢材料规格限制,材料利用率较低,用钢量较大,但角钢材料单价较低,综合来说性价比有一定优势。

占地大小:角钢塔体型大,占地面积大,一般都会将其放置在土地租金不高的城郊或乡村。

负载能力:角钢塔“身强力壮”,可以挂载较多天线设备,负载能力强。

维护难度:角钢材料单价较低,而且制造焊接量很小(一般主要是切割断料和钻孔),易于加工。

美观性:角钢塔由角钢组成,要说美观……只能说有种“粗犷”的“工业风”美感。

性价比:角钢塔“树大招风”,迎风面大。同时,受到角钢材料规格限制,材料利用率较低,用钢量较大,但角钢材料单价较低,综合来说性价比有一定优势。

占地大小:角钢塔体型大,占地面积大,一般都会将其放置在土地租金不高的城郊或乡村。

负载能力:角钢塔“身强力壮”,可以挂载较多天线设备,负载能力强。

维护难度:角钢材料单价较低,而且制造焊接量很小(一般主要是切割断料和钻孔),易于加工。

钢管塔

钢管塔身采用钢管制作,三根主要钢管栽在地上作为骨架,再辅助横/斜钢材进行固定。钢管塔“八面玲珑”,是通讯铁塔中综合实力“最强王者”。

(中兴通讯:钢管塔)

美观:与刚才提到的角钢塔相比,它身材更为“苗条”,美观性略强。

性价比:体型小,迎风面小,用钢量大幅减少。但材料单价较高,且制造焊接量大,对加工精度要求较高,综合来说性价比仍有一定优势。

占地大小:相对角钢塔占地面积略小,但是由于仍不够美观,钢管塔也适用于城郊、乡村等对美观性要求不高、租金不高的地方。

负载能力:钢管塔“八面玲珑”,可以挂载较多设备,负载能力较强。

维护难度:杆件数量较少,安装便利。

美观:与刚才提到的角钢塔相比,它身材更为“苗条”,美观性略强。

性价比:体型小,迎风面小,用钢量大幅减少。但材料单价较高,且制造焊接量大,对加工精度要求较高,综合来说性价比仍有一定优势。

占地大小:相对角钢塔占地面积略小,但是由于仍不够美观,钢管塔也适用于城郊、乡村等对美观性要求不高、租金不高的地方。

负载能力:钢管塔“八面玲珑”,可以挂载较多设备,负载能力较强。

维护难度:杆件数量较少,安装便利。

单管塔

单管塔主要由钢板卷制而成,在通讯铁塔中是名副其实的“高富帅”。

(中兴通讯:单管塔)

美观:单管塔外表简约大气,体型笔直匀称。

性价比:塔身截面小,外形美观,但易变形、刚度不足,塔身重量较大,材料单价很高。多采用大机械加工,且对加工精度要求较高,性价比相对较低。

占地大小:由于体型小,占地面积较小,因此适用场景非常广泛,如城区、景区、商业区、工业园等。

负载能力:单管塔“中通外直”,无法挂载太多天线设备,负载能力相对较弱。

维护难度:为控制安装质量,提高工效,通常需要专用的大型安装机械,但是在机械帮助下,人力使用少,操作也快,所以安装过程相对于其他塔型反而简单,安装完成后维护难度也不高。

美观:单管塔外表简约大气,体型笔直匀称。

性价比:塔身截面小,外形美观,但易变形、刚度不足,塔身重量较大,材料单价很高。多采用大机械加工,且对加工精度要求较高,性价比相对较低。

占地大小:由于体型小,占地面积较小,因此适用场景非常广泛,如城区、景区、商业区、工业园等。

负载能力:单管塔“中通外直”,无法挂载太多天线设备,负载能力相对较弱。

维护难度:为控制安装质量,提高工效,通常需要专用的大型安装机械,但是在机械帮助下,人力使用少,操作也快,所以安装过程相对于其他塔型反而简单,安装完成后维护难度也不高。

拉线塔

拉线塔主要采用钢管/角钢和拉线制作,相对于前面的几种铁塔,拉线塔显得有些“弱不禁风”,还需要拉线将塔固定在地上,就像“拄着拐杖”。

(中兴通讯:拉线塔)

美观:塔身周围有拉线支撑,美观性差。

性价比:迎风面积较小,结构形式简单,重量轻。易于加工。同时材料成本较低,拉线塔的性价比较高。

占地大小:需要预留较大的拉线空间,占地面积较大,适用于地价不贵的乡村和城区屋顶。

负载能力:拉线塔相对单管塔,可以挂载多天线设备,负载能力相对略强。

维护难度:拉线塔的安装和维护难度较大。为防止拉线松弛,维护频次也比其他塔型高。

美观:塔身周围有拉线支撑,美观性差。

性价比:迎风面积较小,结构形式简单,重量轻。易于加工。同时材料成本较低,拉线塔的性价比较高。

占地大小:需要预留较大的拉线空间,占地面积较大,适用于地价不贵的乡村和城区屋顶。

负载能力:拉线塔相对单管塔,可以挂载多天线设备,负载能力相对略强。

维护难度:拉线塔的安装和维护难度较大。为防止拉线松弛,维护频次也比其他塔型高。

抱杆塔

抱杆塔,其实不算是真正的“塔”,它的主体只是一根“杆子”,结构形式简单,通常安装在房顶上,因此自身不需要太高,属于“经济实用型”通讯铁塔。

(中兴通讯:抱杆塔)

美观:由简易的钢架组成,相对比较简陋,美观性差。

性价比:材料成本低,造价低廉,性价比方面最有竞争力。

占地大小:多应用于屋顶,将屋顶的面积有效利用,极大节省了占地面积。

负载能力:材料结构较为简单,不能负载太多天线设备,负载能力较差。

维护难度:安装简单快速,维护难度小。

美观:由简易的钢架组成,相对比较简陋,美观性差。

性价比:材料成本低,造价低廉,性价比方面最有竞争力。

占地大小:多应用于屋顶,将屋顶的面积有效利用,极大节省了占地面积。

负载能力:材料结构较为简单,不能负载太多天线设备,负载能力较差。

维护难度:安装简单快速,维护难度小。

景观塔

景观塔,本质上是一种“化了妆”的单管塔。通讯铁塔进行“伪装”,既保留了通讯的功能,又与周围环境完美融合,可谓是一举两得。

(中兴通讯:景观塔)

美观:可设计成美化灯杆,仿生树等形式,造型丰富,与站点环境高度融合,站点美观隐蔽。

性价比:在常规单管塔基础上增加美化工艺,成本很高。

占地大小:造型简洁,占地面积较小。

负载能力:为了追求景观和伪装效果,不宜安装太多天线。美化结构也会额外增加铁塔的受力。整体天线负载能力较差。

维护难度:主体结构安装复杂度一般,美化结构安装要求略高。根据工艺和材料不同,美化结构可能提出额外的维护要求。

美观:可设计成美化灯杆,仿生树等形式,造型丰富,与站点环境高度融合,站点美观隐蔽。

性价比:在常规单管塔基础上增加美化工艺,成本很高。

占地大小:造型简洁,占地面积较小。

负载能力:为了追求景观和伪装效果,不宜安装太多天线。美化结构也会额外增加铁塔的受力。整体天线负载能力较差。

维护难度:主体结构安装复杂度一般,美化结构安装要求略高。根据工艺和材料不同,美化结构可能提出额外的维护要求。

看到这里大家应该都对各种类型的通讯铁塔有一定了解了吧!

那接下来,再上一点干货!深度学习一下通讯铁塔是如何设计的?

PART3

通讯铁塔是如何设计的?

通讯铁塔的设计最重要的三要素有:设计标准、设计风速和负载能力。

设计标准

目前全球各个运营商普遍接受的通讯铁塔设计标准如下。

中文名称

英文名称

应用范围

美国通讯铁塔设计标准

F版

ANSITIA/EIA-222-F-1996

使用较少。

G版

ANSI/TIA-222-G-2005

目前绝大部分运营商要求使用美国通讯铁塔设计标准G版规范进行设计。

H版

ANSI/TIA‐222-H-2017

使用较少。

英国通讯铁塔设计标准

BS8100

目前使用英国通讯铁塔设计标准的国家有毛里求斯,斯里兰卡等。

其它标准

除了美国通讯铁塔设计标准和英国通讯铁塔设计标准外,还有一些国家有自己的标准体系,如中国标准、加拿大标准、俄罗斯标准、德国标准、南非标准、印度标准、土耳其标准等,这些标准的认可度低,只能在本国或周边国家使用。

设计风速

站点风速越大,塔身上所受的风荷载就越大,塔重也越大。

也就是说为了保证铁塔在高风速下的安全,铁塔要使用更大规格的材料,使杆件更粗,让自己更强壮!让那大风吹啊吹,也吹不倒“稳重强壮”的钢铁小伙子。

因此需要根据铁塔站点所在区域记录的历史风速数据,按统计学方法确定铁塔设计需要考虑的风速值,作为铁塔的设计风速。根据对风的统计周期不同,风速有不同的分类方法。

风速分类

设计标准

3 s阵风速(应用最广)

美国标准(G版)南非标准

10 min平均风速

中国标准,欧洲标准

最大英里风速

美国标准(F版)

1 h平均风速

英国标准

对于同一地区,假设其3s阵风速为60km/h,根据不同的风速定义,对应的其他标准的风速值,如下图所示。

以中兴通讯某型号50 m自立塔为例,采用3 s阵风速定义,在不同的设计风速下,塔重如下图所示。

负载能力

通讯铁塔负载天线的能力称为负载能力,负载能力主要由水平负载决定,而非竖直负载。

听起来是不是很“反常识”呢~

很多人的“常识”中,感觉铁塔上设备的重量(竖直负载)就是铁塔的主要负载。

但实际由于铁塔是高耸结构,对铁塔受到的水平方向的力更加敏感,也就是风吹在铁塔杆件和设备上,对铁塔产生的力(水平负载)。

以我们小时候玩的塔型积木举例,是竖直施加压力塔容易倾倒呢?还是水平施力塔容易倾倒呢?

答案不言而喻~(当然是水平施力啦

上文说到,通讯铁塔的负载能力主要由水平负载决定,所以通讯铁塔的负载要求主要由天线的迎风面积和挂高决定,天线迎风面积越大、挂高越高,对通讯铁塔的负载能力要求则越高。

此外,天线的形状对铁塔也有较大影响。在天线的迎风面积相同的情况下,迎风面外形为外凸圆形的天线与平板天线相比,对铁塔更为有利,而内凹的圆形天线对铁塔最不利。

设计通讯铁塔不仅需要考虑设计标准、站点风速和天线载荷,还需要考虑材料标准、塔型(例如:三角塔、四角塔)、偏转角、根开等因素。

篇幅限制,这里就不过多介绍了,有兴趣进一步了解的可以在评论区留言喔!

PART4

总结

相信大家已经可以清楚地区分几种铁塔类型啦!

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