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高强钢插接内爬单管塔科技与业务类 创新课题汇报材料 需求部门：工程建设部 汇报时间：2013年9月 一、课题研究背景 （一）目前国内单管塔的管身主要材质有：Q235B和Q345B（普通钢），少量地区使用美标材质ASTM A572 Gr65（高强钢）。塔段节点的连接形式主要有：法兰连接（内法兰或外法兰） 和插接连接。 （二）插接单管塔的一般为外侧塔身设置爬钉或爬梯（观感差），上部口径较小，在风荷载作用下晃动较大，天线馈线安装人员及日常维护人员从塔身外侧攀塔，虽有安全索，但还有相当多的作业人员有不同程度的恐惧感。 （三）法兰连接单管塔存在环向焊缝焊接质量控制问题和连接螺栓双螺母及是否拧紧问题，镀锌色差大油漆时间久褪色观感差。 法兰连接缺点： 法兰螺栓数量较多，直径大，难以预紧。以50米0.45风压（DGT(A)-50-0.45）为例：塔身的关键节点的螺栓数量：134颗，其中 =M30的螺栓为94颗。安装工人和维护工人漏拧、未紧的现象普遍存在。 内法兰螺栓较多，螺栓在反复疲劳荷载作用下，螺栓的使用寿命受到影响，螺栓易松动，维护人员逐一去检查螺栓，逐一去拧紧螺栓，比较繁琐，维护成本很大。目前维护工作可能达不到这样的细致。大直径螺栓(M30)由于直径比较大，塔内空间窄小（使不上力），力矩扳手尺寸较长，甚至放不进塔内，所以检测大直径的螺栓扭矩存在客观的难度。 二、项目研究的缘由 借鉴发达国家成功经验，规范理性采用美标ASTM A572 Gr65高强钢。确保安全且满足现行设计规范的前提下最大程度地实现基站建设“节能减排”节约社会资源，既节约初期铁塔建设成本又大大节约全寿命周期内的维护成本。 三、项目内容：“高强钢插接内爬单管塔”系列设计: 注：DGT 表示单管塔，(CN) 表示插接内爬。 （一）不同高度铁塔相关性：该系列铁塔设计时兼顾考虑各段管身的通用性，提高工厂加工效率，减少库存风险。 1、DGT(CN)-40-0.45塔由 DGT(CN)-50-0.45截除最下一段而得。 2、DGT(CN)-40-0.55在 DGT(CN)-40-0.45基础上，修改最下两段厚度而得。 （二）结构分析：以（DGT(CN)-50-0.45）为例 铁塔有限元模型、塔管身风载加载图、 塔平台和避雷针风载加载图、塔管身在标准值下弯矩图 1、塔身最大应力设计值：346MPa（含分项系数）； 体现高强钢强度的优势。 2、管身应力图形十分“丰满”， 体现了管径和厚度经济性得到了优化。 在风载标准下作用下管身直径、 M、塔身应力 3、铁塔优化分析主要指标： 结论：铁塔的强度、刚度、稳定性满足国家规范要求。 四、创新点 （一）减少螺栓连接，由传统的内法兰连接改为插接连接。法兰连接存在环向焊缝焊接质量控制问题和连接螺栓双螺母是否拧紧问题。 （二）由传统的外爬塔改为内爬塔。内爬易于维护，减少上塔人员的心里恐惧，受自然条件影响小。外爬维护相对困难，尤其如遇到恶劣天气：高温天气，寒冷天气。 （三）传统单管塔材质为Q235B和Q345B镀锌色差大一般需油漆；高强钢ASTM A572 Gr65镀锌无色差。镀锌色差源于硅Si含量，当硅Si含量小于0.05%或在0.15%～0.25%时，锌层均匀且附着力强无色差。 （四）由传统普通钢Q345B改为高强钢ASTM A572 Gr65，节约钢材24.77%。内爬插接单管塔较外爬插接式单管塔重0.63T,但比内爬法兰单管塔轻2.53T，节约钢材15.63%。 塔型 代号 塔高(m） 风压（KPa） 重量（T） 塔体主材材质 外爬插接单管塔 DGT(B)-50-0.45 50 0.45 17.32 Q345B 内爬法兰单管塔 DGT(A)-50-0.45 50 0.45 16.19 Q345B 外爬插接单管塔 DGT(C)-50-0.45 50 0.45 13.03 ASTM A572 Gr65 内爬插接单管塔 DGT(CN)-50-0.45 50 0.45 13.66 ASTM A572 Gr65 （五）全省每年使用50米0.45KPa约1200基，改内爬法兰单管塔为内爬插接单管塔，每年节约钢材3036吨钢材，节约初期建设投资3490万元，减少排放5768吨二氧化碳，维护成本可以节约60%以上。 前景：高强钢内爬插接塔最终将成为单管通信塔的主流。 六、主要决策点 “高强钢插接内爬单管塔”是否作为科技创新项目在全省重点推广应用？ 1 / 1