拉线塔:通信领域的多面能手
一、拉线塔的定义与类型
拉线塔是架空输电线路的支持结构,使导线对地面、地物满足限距要求,并能承受导线、避雷线及本身的荷载及外荷载。
拉线塔主要分为自立式和拉线式两种类型。自立式拉线塔塔体均采用角钢或钢管等型材组装而成,采用螺栓连接,焊接工作量很小。其下部较宽逐渐向上收窄,塔架材料用量相对较大,对基础要求较高。例如,适用于工业开发区等野外、市郊区域、县城、乡镇、农村等对景观要求低、易于征地的区域,也适应于对挠度要求较严格的情况,如微波塔。其优点是整体刚度大,承载能力强,技术应用成熟,加工、运输、安装方便;缺点是造型属于普通塔桅,无景观考虑,风压较大地区和高度较高时,用钢量显著增加,塔桅根开大,占地面积大,构件多,节点多,搬迁重复利用较困难。
拉线式塔受力较为合理,可靠性高,塔体截面小,塔架材料用量小,但拉线基础数量多,施工工艺复杂。比如拉纤塔,塔身不能独立承受荷载,必须增加拉纤来抵抗外荷载并通过拉纤施加预拉力来提供拉线塔的刚度。一般为绗架式结构或是圆筒式结构,采用钢绞线斜拉加固方式,主要用于气象观测和大气环境监测等。其优点是造价经济,构件轻,安装轻便;缺点是占地面积大,且承载能力较弱,结构可靠度相对较差,拉线安装维护难度大,后期天线维护较困难,构件多,节点多,搬迁重复利用较困难。拉线塔占地面积大,因此在开阔山区,野外应用较多。
二、拉线塔的特点优势
(一)价格经济与施工便捷
拉线塔具有价格便宜的显著优势。相比其他类型的通信塔,其成本较低,主要是因为用钢量少,大大降低了材料成本。同时,拉线塔重量轻,这使得在运输和安装过程中更加便捷,减少了人力和物力的投入。此外,其加工及施工对基础要求低,不需要复杂的基础工程,进一步降低了建设成本和施工难度。
(二)应用灵活广泛
拉线塔可安装在有承重能力的楼顶、地面或者山坡上,具有广泛的应用场景。在城市中,可安装在楼顶上,如楼顶拉线塔,利用大楼的高度提高天线挂高,具有重量轻、结构简单、造价低廉、安装加工快捷的特点。在开阔的山区和野外,拉线塔也能充分发挥其优势,适用于对塔体美观要求不高的场景。在山坡上施工时,可利用山坡高低落差优势进行拉线固定,安装便捷、施工速度快。
(三)设计独特新颖
拉线塔采用正三角形布置形式以及钢绞线拉线固定方式,这种设计独特新颖。正三角形布置形式大大降低了塔身自重,使得塔体在承受外力时更加稳定。钢绞线拉线固定方式不仅增强了塔体的稳定性,还使塔体外观新颖,受力合理。同时,这种设计使得拉线塔在不同的环境中都能较好地适应,提高了其通用性和可靠性。例如,在风荷载系数小的情况下,基础形式简单,占地少,一般为 0.25m×0.25m,对承重物破坏较小。可设计多层平台,承载能力较高,可挂载多副天线和微波传输设备。在楼面上施工时,由于楼面周围维护结构多,拉线固定方便,施工速度大大加快。
三、拉线塔的作用与功能
拉线塔在架空输电线路中起着至关重要的作用。它主要用于支持导线和避雷线,使导线对地面、地物满足限距要求,确保线路的安全运行。
首先,拉线塔能够承受导线、避雷线及本身的荷载及外荷载。在设计风速为 35 米每秒、抗震 8 级、裹冰 5 - 10 毫米的条件下,拉线塔依然能够保持稳定。其垂直精度可达 1/1000,适宜温度在 -45°C - +45°C 之间,经过热镀锌防腐处理后,使用寿命可达 30 年。材料产地多为宝钢、首钢、邯钢、唐钢等知名钢铁企业,保证了材料的质量和可靠性。
其次,拉线塔为测风仪器的安装提供了有力的支撑。测风塔是一类用来检测风能数据的高层塔架构造,主要功能包括环境监测,如对风、气压、湿度等资源数据的采集。适用单位广泛,如发电厂前期规划、海岛测风、气象数据采集、环境监测等部门。拉线塔一般自重较轻,跨度小,都采用钢绞线加固方式,所以又叫拉线塔。这种结构特点使得它在为测风仪器安装做支撑时具有独特的优势。例如,在风力发电厂前期规划测风中,拉线塔能够为测风设备提供稳定的安装平台,确保风能数据的准确采集。在海岛测风、气象局、海洋环境监测等部门,拉线塔也发挥着重要的作用。
总之,拉线塔在架空输电线路和测风等领域中具有不可替代的作用,为保障电力输送和气象监测等工作的顺利进行做出了重要贡献。
四、拉线塔的应用场景
(一)开阔山区与农村
在开阔山区和农村地区,拉线塔因其独特的优势得到了广泛应用。这些地区对塔体美观要求相对不高,更注重实用性和成本效益。
首先,开阔山区地形复杂,交通不便,大型设备运输困难。拉线塔重量轻、安装方便的特点在此处尤为突出。相比其他类型的通信塔,拉线塔的运输和安装成本更低,能够更好地适应山区的特殊环境。例如,在一些偏远山区的通信基站建设中,拉线塔可以通过分件运输的方式运送到施工现场,然后进行组装,大大降低了施工难度。
其次,农村地区土地资源相对丰富,拉线塔占地面积大的缺点并不明显。而且,农村地区的通信需求相对较低,拉线塔的承载能力能够满足基本的通信要求。此外,拉线塔价格便宜,对于资金有限的农村地区来说,是一种经济实惠的选择。
据统计,在一些农村地区的通信基站建设中,采用拉线塔的比例高达 70%。这充分说明了拉线塔在开阔山区和农村地区的适用性。
(二)其他特定场景
除了开阔山区和农村地区,拉线塔在工业开发区等野外、市郊区域以及楼顶等场景也有一定的应用。
在工业开发区等野外区域,拉线塔可以作为临时的通信设施或者监测设备的支撑结构。由于这些区域对景观要求较低,易于征地,拉线塔的安装和使用不会受到太多限制。例如,在一些工业园区的建设中,为了满足施工期间的通信需求,可以临时搭建拉线塔作为通信基站。
市郊区域也是拉线塔的应用场景之一。市郊地区的通信需求相对较高,同时对塔体美观要求也不像城市中心那么严格。拉线塔可以作为城市通信网络的延伸,为市郊地区提供稳定的通信服务。
在楼顶上安装拉线塔也是一种常见的应用方式。楼顶拉线塔利用大楼的高度提高天线挂高,具有重量轻、结构简单、造价低廉、安装加工快捷的特点。例如,在一些乡镇、农村的新建开发区,楼顶拉线塔可以为当地的通信需求提供有效的解决方案。同时,在一些对景观要求不高的市区老旧建筑楼顶,也可以安装拉线塔来改善通信信号覆盖。
综上所述,拉线塔在不同的场景中都有其独特的应用价值,为满足各种通信和监测需求提供了可靠的解决方案。
五、拉线塔的不足之处
(一)可靠性差
拉线塔的可靠性相对较差,主要原因在于其需要依靠拉线来保持稳定。一旦拉线出现问题,如拉线松弛、断裂等,塔体就会失去平衡,甚至可能发生倒塌事故。例如,在一些恶劣的天气条件下,如强风、暴雨等,拉线容易受到影响,从而降低了拉线塔的可靠性。此外,拉线塔的构件多、节点多,这也增加了出现故障的可能性。据统计,拉线塔发生故障的概率比自立式塔要高约 30%。
(二)承载能力弱
拉线塔的承载能力较弱,这是其明显的缺点之一。由于塔体本身比较瘦弱,虽然用钢量少,但也导致了其承受荷载的能力有限。在实际应用中,拉线塔通常只能挂载较少的设备和天线,无法满足一些大型通信基站或监测设备的需求。例如,在一些需要安装大量通信设备的场合,拉线塔可能无法胜任,而需要采用承载能力更强的自立式塔。与自立式塔相比,拉线塔的承载能力可能只有其一半左右。
(三)安装维护难度大
拉线塔的安装和维护难度较大,这给其使用带来了一定的困扰。首先,拉线塔的安装需要较大的拉线空间,这在一些场地受限的地方可能难以实现。其次,拉线的安装需要较高的技术水平,一旦安装不当,就会影响塔体的稳定性。在维护方面,由于拉线塔的构件多、节点多,需要经常对拉线及塔体进行维护,以确保其安全运行。维护工作不仅繁琐,而且成本较高。例如,定期对拉线进行检查和调整,对塔体进行防腐处理等,都需要耗费大量的人力和物力。此外,拉线塔的施工技术要求高,安全度低,容易由于人为意外破坏出现重大安全事故。据不完全统计,每年因拉线塔安装维护不当而引发的安全事故不在少数。