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通信单管塔新型加固装置的分析与应用
陈博洋 1,2 ，张 力 1,2 ，陈 才 1,2
（1. 国家铁塔工程安全质量检验检测中心，北京 100045；2.中广建（北京）塔桅安全科技有限公司，北京 100045）
［摘 要 ］ 为了对塔体主材构件受力不满足 要求 的单管塔进行加固，综合考虑到既有加固方式的缺陷，
自主研发了一种单管塔新型加固装置 ，该装置具有占地面积小、施工方便等优点。基于北京某单管塔真实
检测数据，利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了三维实体有限元模型，对新型加固装置的力学性能进
行了研究。研究结果表明，该装置能够显著降低单管塔塔体主材应力值， 并满足加固需求。
［关键词 ］ 钢结构 ；单管塔加固 ；ABAQUS 软件
［中图分类号］ TU312.3 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1001 -523X （2023 ）08-0035 -03
ANALYSIS AND APPLICATION OF NEW REINFORCEMENT DEVICE FOR COMMUNICATION
SINGLE-TUBE TOWER
Chen Bo-yang ， Zhang Li ， Chen Cai
［Abstract ］ In order to strengthen the single-tube tower where the main components of the tower body are
not satisfied, and taking into account the defects of existing reinforcement methods, a new type of single-tube
tower reinforcement device has been independently developed. The device has the advantages of small footprint,
convenient construction, etc. Based on the real inspection data of a single-tube tower in Beijing, this paper uses the
large-scale general finite element software ABAQUS to establish a three-dimensional solid finite element model to
study the mechanical properties of the new reinforcement device. Through the calculations, it is found that the device
can significantly reduce the maximum stress level of the single-tube tower and meet the needs of reinforcement.
［Keywords ］ steel structure; single-tube tower reinforcement; ABAQUS software
近年来随着移动数据业务量的迅速增长，我国对
通信天线数量的需求也在迅猛增加。随着5G时代的
到来，考虑到成本等因素，大量的5G天线至今仍是
利用既有基站，致使既有基站出现了超负荷挂载的情
况。在这样的大环境下，对既有基站的加固改造显得
尤为重要。
单管塔具有占地面积小、现场作业量少、施工周
期短、施工方便等优势，在中心城区得到了广泛的应
用。也正是由于单管塔大多布置在中心城区，一旦发
生倒塌事件，将会造成巨大的经济损失、人员伤亡以
及恶劣的社会影响。
目前，国内已有学者对单管塔的加固方式进行了
研究。刘志全等 [1]采用增加斜撑的加固方式，并利用
3 D3S验证了其对单管塔承载能力的提升作用；叶国
斌 [2]利用3 D3S分析了三管桁架加固方案的可行性；王
满满 [3]综合较了拆除平台、增加斜撑、焊接钢板、桁
架加固等多种方式对于单管塔承载能力的提升效果。
在不改变塔体既有荷载的前提下，现有的单管塔加固
方式主要有两种思路。
（1）增加结构的整体刚度，例如增加斜撑、桁
架加固。
（ 2）增加截面积，例如焊接钢板。但是这些加
固方式都有其不可避免的弊端，现有加固方式的缺陷
见表1。
表1 现有加固方式的缺陷
加固方式 缺陷
焊接钢板 薄壁构件焊接施工难度大，容易焊穿原 构件，形成新的薄弱截面
增加斜撑 占用土地较大
桁架加固 占用土地较大
中心城区之所以大多采用单管塔，而非角钢塔、
三管塔、拉线塔等其他塔型，正是因为相较于其他塔
型，
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