一种预应力通信塔柱及其施工方法技术

一种预应力通信塔柱及其施工方法，其中预应力通信塔柱包括有基础、塔柱主体以及安装在塔柱主体上部的通信塔天线；塔柱主体包括有下部的加固段、上部的非加固段、顶部抱箍、预应力束、中间抱箍和斜向撑杆；顶部抱箍环箍在加固段的顶部位置处；预应力束有一组、沿塔柱主体的圆周方向间隔布置；其中，预应力束的上端与顶部抱箍连接，预应力束的下端与基础连接；中间抱箍有一组、沿竖向平行间隔环箍在加固段上；斜向撑杆倾斜设置在中间抱箍与预应力束之间，斜向撑杆的下端铰接连接在中间抱箍上，斜向撑杆的上端铰接连接在预应力束上。本发明专利技术解决了传统的预应力通信塔柱存在的材质稳定性较弱、在使用过程中容易产生构件变形翘曲和裂缝的技术问题。

A prestressed communication tower and its construction method

A prestressing communication tower column and its construction method, in which the prestressing communication tower column includes a foundation, the main body of the tower column and the antenna of the communication tower installed on the upper part of the main body of the tower column; the main body of the tower column includes the reinforcement section at the lower part, the non-reinforcement section at the upper part, the top hoop, the prestressing beam, the middle hoop and the oblique hoop; The ring hoops are located at the top of the reinforcement section; the prestressing tendons are arranged at intervals along the circumferential direction of the main tower column; among them, the upper end of the prestressing tendons is connected with the top hoops, and the lower end of the prestressing tendons is connected with the foundation; the middle hoops are arranged with a group of ring hoops along the vertical parallel intervals on the reinforcement section; the inclined supporting rods are arranged at an inclined angle. Between the intermediate hoop and the prestressing beam, the lower end of the oblique brace is articulated to connect on the intermediate hoop, and the upper end of the oblique brace is articulated to connect on the prestressing beam. The invention solves the technical problems of weak material stability of traditional prestressing communication tower column and easy to produce component deformation warping and cracks in the use process.

【技术实现步骤摘要】
一种预应力通信塔柱及其施工方法
本专利技术涉及一种预应力通信塔柱及其施工方法。
技术介绍
通信塔柱在国家进行行业整合后，原来属于各家通信公司的自有的通信塔柱均收归一家公司综合运营，综合运营需要在原来为一家通信公司单独设计的铁塔增加通信天线，造成既有铁塔荷载增加，需要进行加固处理。常用的加固方案一种是增加截面，增加截面需要在原通信塔柱进行大量焊接操作，施工困难；另一种在外围增加斜向拉索，斜向拉索需要占用较大的空间，使用范围很窄。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种预应力通信塔柱及其施工方法，要解决传统的通信塔柱结构焊接量大、施工困难以及直接在外围增加斜向拉索占用空间大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种预应力通信塔柱，包括有基础、设置在基础上的塔柱主体以及安装在塔柱主体上部的通信塔天线；所述塔柱主体包括有下部的加固段和上部的非加固段；所述预应力通信塔柱还包括有顶部抱箍、预应力束、中间抱箍和斜向撑杆；所述顶部抱箍环箍在加固段的顶部位置处；所述预应力束有一组、沿塔柱主体的圆周方向间隔布置；其中，每根预应力束的上端与顶部抱箍连接，每根预应力束的下端与基础连接；所述中间抱箍有一组、沿竖向平行间隔环箍在加固段上；所述斜向撑杆倾斜设置在中间抱箍与预应力束之间；其中，斜向撑杆的下端铰接连接在中间抱箍上，斜向撑杆的上端铰接连接在预应力束上。优选的，所述通信塔天线有一组、沿竖向间隔布置在塔柱主体上部的非加固段上。优选的，所述预应力束倾斜拉设在顶部抱箍与基础之间，并且预应力束在对应斜向撑杆的位置处与斜向撑杆铰接连接。优选的，所述斜向撑杆在每个中间抱箍上均设置有一组，每组斜向撑杆的根数与预应力束的根数相适应；一组斜向撑杆沿中间抱箍的圆周方向间隔布置。优选的，所述斜向撑杆与塔柱主体竖向轴线的夹角不小于20°，且不大于90°。优选的，所述预应力通信塔柱还包括有水平撑杆；所述水平撑杆有若干组、沿预应力束的倾斜方向间隔设置；并且每组水平撑杆均围合而成水平框架；所述水平撑杆的两端分别连接在相邻预应力束上、对应预应力束与斜向撑杆连接节点位置处。一种预应力通信塔柱的施工方法，包括步骤如下。步骤一，根据塔柱主体的受力条件，将塔柱主体划分为不需加固的非加固段和需要加固的加固段。步骤二，根据受力条件计算确定需要设置的预应力束的数量及中间抱箍的数量，并分别计算确定中间抱箍、顶部抱箍、斜向撑杆和预应力束的截面尺寸。步骤三，制作预应力束、中间抱箍、顶部抱箍和斜向撑杆。步骤四，施工基础顶部的锚固件。步骤五，在塔柱主体的加固段上安装顶部抱箍、中间抱箍和斜向撑杆。步骤六，待步骤五安装完成后，挂载预应力束，将预应力束的上端与顶部抱箍连接，预应力束的中部与对应的斜向撑杆连接。步骤七，根据设计计算得到的预应力束的设计预应力，张拉预应力束4至设计预应力，并将预应力束的下端锚固到基础顶部的锚固件上，至此施工结束。优选的，步骤五的具体方法为：在塔柱主体的加固段的顶部位置处设置顶部抱箍；将一组中间抱箍沿竖向间隔环箍在塔柱主体的加固段外侧；在每个中间抱箍的外侧、沿环向均间隔设置一组斜向撑杆，并将斜向撑杆的下端与中间抱箍铰接连接。优选的，步骤六中斜向撑杆与塔柱主体竖向轴线的夹角不小于20°，且不大于90°。优选的，在预应力束张拉结束后，在相邻的预应力束之间、沿预应力束的倾斜方向间隔设置水平撑杆，水平撑杆的两端分别连接在相邻预应力束上、对应预应力束与斜向撑杆连接节点位置处。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果。1、本专利技术通过在塔柱主体周围实现了在对既有塔柱主体进行最小扰动的情况下，增加既有塔柱主体的抗弯能力，从而增加塔柱主体上部天线挂载数量和层数；并且本专利技术将原来单一通信铁塔，改造为通用型通信塔，为多家通信企业使用，节约社会基础设施假设成本。2、本专利技术减小通信塔柱的加固难度；一般采用的斜拉索方案由于需要较大的角度才能发挥拉索的效率，因此需要占用很大的空间才能实现加固，而大多数通信塔柱的使用环境都不允许在其周围再占用大量空间用于加固；而本专利技术中的结构巧妙的利用了塔柱主体的锥形截面特性，设置抱箍连接方式，并设置斜向撑杆，利用预应力束在斜向撑杆上产生的斜向下的轴力使抱箍牢固锁定在锥形的塔柱主体上，使加固施工过程不需要焊接，施工过程简单，且受力可靠。3、本专利技术减小了加固的工程量，以最小的工程量实现加固效果；现有的各种加固方案均需要在既有通信塔柱上加焊很多构件，大幅度增加铁塔的本体截面，材料用量大；而本专利技术中的结构若需加固仅需要增加少量拉索材料，利用拉索材料的高强度，较小加固工程的材料用量，且本专利技术中的结构施工方法简单，容易实现，对既有塔柱主体的扰动很小。4、本专利技术根据通信塔柱结构的受力特点及使用环境引入预应力束的技术方案，利用预应力束的高强度特点，创造出可以用于新建通信塔及既有通信塔的技术方案；此技术方案施工简单，材料利用率高，可降低新建通信塔柱结构综合成本。5、本专利技术中的中间抱箍与外部预应力束形成塔柱主体的中间柔性支撑，减小了塔柱主体的计算长度，增强了塔柱主体的受力稳定性和整体承载力。6、本专利技术中所采用的预应力束、顶部抱箍、中间抱箍、斜向撑杆、水平撑杆的材料用量很小，构件加工及安装过程都很简单，降低了既有通信塔柱加固施工过程的难度；并且本专利技术的施工方法在施工过程不需要焊接，如需对既有塔柱进行加固施工，对既有塔柱的扰动很小，不影响既有通信塔柱在加固施工过程中的正常使用，减小了加固施工过程的其他间接成本。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。图1是本专利技术中预应力通信塔柱的正面结构示意图。图2是本专利技术中预应力通信塔柱的加固段的平面示意图。附图标记：1—非加固段、2—通信塔天线、3—顶部抱箍、4—预应力束、5—斜向撑杆、6—中间抱箍、7—加固段、8—基础、9—水平撑杆、10—锚固件。具体实施方式如图1和图2所示，这种预应力通信塔柱，包括有基础8、设置在基础8上的塔柱主体以及安装在塔柱主体上部的通信塔天线2；所述塔柱主体包括有下部的加固段7和上部的非加固段1；所述预应力通信塔柱还包括有顶部抱箍3、预应力束4、中间抱箍6和斜向撑杆5；所述顶部抱箍3环箍在加固段7的顶部位置处；所述预应力束4有一组、沿塔柱主体的圆周方向间隔布置；其中，每根预应力束4的上端与顶部抱箍3连接，每根预应力束4的下端与基础8连接；所述中间抱箍6有一组、沿竖向平行间隔环箍在加固段7上；所述斜向撑杆5倾斜设置在中间抱箍6与预应力束4之间；其中，斜向撑杆5的下端铰接连接在中间抱箍6上，斜向撑杆5的上端铰接连接在预应力束4上。本实施例中，所述通信塔天线2有一组、沿竖向间隔布置在塔柱主体上部的非加固段1上。本实施例中，在顶部抱箍3的外侧、沿环向间隔设有连接耳板；所述预应力束4倾斜拉设在连接耳板与基础8之间，并且预应力束4在对应斜向撑杆5的位置处与斜向撑杆5铰接连接。本实施例中，所述斜向撑杆5在每个中间抱箍6上均设置有一组，每组斜向撑杆5的根数与预应力束4的根数相适应；一组斜向撑杆5沿中间抱箍6的圆周方向间隔布置。本实施例中，所述斜向撑杆5与塔柱主体竖向轴线的夹角不小于20°，且不大于90°。本实施例中，所述预应力通信塔柱还包括有水平撑杆9；所述水平撑杆9有若干组、沿预应力束4的倾斜方向间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力通信塔柱，包括有基础（8）、设置在基础（8）上的塔柱主体以及安装在塔柱主体上部的通信塔天线（2）；其特征在于：所述塔柱主体包括有下部的加固段（7）和上部的非加固段（1）；所述预应力通信塔柱还包括有顶部抱箍（3）、预应力束（4）、中间抱箍（6）和斜向撑杆（5）；所述顶部抱箍（3）环箍在加固段（7）的顶部位置处；所述预应力束（4）有一组、沿塔柱主体的圆周方向间隔布置；其中，每根预应力束（4）的上端与顶部抱箍（3）连接，每根预应力束（4）的下端与基础（8）连接；所述中间抱箍（6）有一组、沿竖向平行间隔环箍在加固段（7）上；所述斜向撑杆（5）倾斜设置在中间抱箍（6）与预应力束（4）之间；其中，斜向撑杆（5）的下端铰接连接在中间抱箍（6）上，斜向撑杆（5）的上端铰接连接在预应力束（4）上。

【技术特征摘要】
1.一种预应力通信塔柱，包括有基础（8）、设置在基础（8）上的塔柱主体以及安装在塔柱主体上部的通信塔天线（2）；其特征在于：所述塔柱主体包括有下部的加固段（7）和上部的非加固段（1）；所述预应力通信塔柱还包括有顶部抱箍（3）、预应力束（4）、中间抱箍（6）和斜向撑杆（5）；所述顶部抱箍（3）环箍在加固段（7）的顶部位置处；所述预应力束（4）有一组、沿塔柱主体的圆周方向间隔布置；其中，每根预应力束（4）的上端与顶部抱箍（3）连接，每根预应力束（4）的下端与基础（8）连接；所述中间抱箍（6）有一组、沿竖向平行间隔环箍在加固段（7）上；所述斜向撑杆（5）倾斜设置在中间抱箍（6）与预应力束（4）之间；其中，斜向撑杆（5）的下端铰接连接在中间抱箍（6）上，斜向撑杆（5）的上端铰接连接在预应力束（4）上。2.根据权利要求1所述的预应力通信塔柱，其特征在于：所述通信塔天线（2）有一组、沿竖向间隔布置在塔柱主体上部的非加固段（1）上。3.根据权利要求1所述的预应力通信塔柱，其特征在于：所述预应力束（4）倾斜拉设在顶部抱箍（3）与基础（8）之间，并且预应力束（4）在对应斜向撑杆（5）的位置处与斜向撑杆（5）铰接连接。4.根据权利要求1所述的预应力通信塔柱，其特征在于：所述斜向撑杆（5）在每个中间抱箍（6）上均设置有一组，每组斜向撑杆（5）的根数与预应力束（4）的根数相适应；一组斜向撑杆（5）沿中间抱箍（6）的圆周方向间隔布置。5.根据权利要求4所述的预应力通信塔柱，其特征在于：所述斜向撑杆（5）与塔柱主体竖向轴线的夹角不小于20°，且不大于90°。6.根据权利要求1所述的预应力通信塔柱，其特征在于：所述预应力通信塔柱还包括有水平撑杆（9）；所述水平撑杆（9）有若干组、沿预应力束（4）的倾斜方向间隔设置；并且每组水平撑杆（9）均围合而成水平框架；所述水平撑杆（9）的两端分别连接在相邻预应力束（4）上、对应预应力束（4）...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛家琪，张曼生，张国军，王树，王明珠，刘鑫刚，张奇铭，刘邦宁，
申请(专利权)人：中国航空规划设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11