对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法

1.本发明属于基建领域，具体涉及一种对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法。


背景技术：

2.随着5g的发展，通信天线需要安装的数量远超过4g的通信天线安装的数量。在原有通信杆站或者其他社会杆站(如市政杆站、电力杆站等)上安装通信天线，有着很大的需求。原有杆站在安装通信天线以后，结构本身的安全性能否得到保证，是目前需要解决的主要问题。
3.目前传统的评估方法，需要得到原始资料或者现场常规检测得到杆塔的基本数据(如高度、直径、壁厚、材质等)，然后通过计算进行评估。
4.这种传统的评估方法，存在以下不足：
5.1、原始资料缺失的数量很多；
6.2、现场常规检测对于上部结构容易实现，对基础的检测实际很难操作，所以往往不加以评估，而杆站的整体安全性大多取决于基础的安全性；
7.3、计算复核采用的依据不统一，工程师选择的计算参数随机性大，从而影响最终评估结果的可靠度。


技术实现要素：

8.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法
9.本发明提供了一种对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法，具有这样的特征，包括：步骤一，对一批同类型的多个杆、塔进行常规检测，得到多个原始数据；步骤二，进行有限元建模，将步骤一中原始数据和需要新加装通信天线的相关数据输入有限元计算模型中进行模拟计算，分别得到静力测试所需要加载拉力控制值和杆、塔的一阶自振频率理论值f；步骤三，选择预定数量的杆、塔，作为标准杆、塔的样本；步骤四，对标准、塔的样本进行现场的静力测试，得到杆、塔的测试顶部位移值及测试基础顶部位移值后，分别与设计规范中对塔顶位移和基础顶部位移的最大限值进行比较，判断测试位移值是否大于设计规范位移值，如结果为否，进入下一步，如结果为是，回到上一步，重新选择样本；步骤五，对标准、塔的样本进行现场的动力测试，分别得到多个样本的样本自振频率值，使用多个合格的样本自振频率值建立动力特性参数样本库，步骤六，根据动力特性参数样本库，确定标准库均值下限值；步骤七，对同一批次其余杆、塔进行动力测试，分别得到每个杆、塔的测试自振频率值；步骤八，将测试自振频率值与均值下限值进行比较，判断测试自振频率值是否大于均值下限值，如结果为是，判定为符合设计要求，可以新增天线，如结果为否，判定为低于设计要求，需要整改。
10.在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可
以具有这样的特征：其中，步骤一中，常规检测包括使用仪器进行杆、塔的材质、壁厚、几何尺寸测量，记录现有天线数量及安装高度。
11.另外，在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，相关数据包括需要新加装通信天线的数量、面积、高度。
12.另外，在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中，标准杆、塔的选取标准还应考虑静力测试所需的场地要求。
13.另外，在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可以具有这样的特征：其中，通过经纬仪观测得到最大塔顶位移值，通过基础附近设置的位移计读数得到基础顶部的最大位移值。
14.另外，在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤5中，采用在一阶自振频率理论值f
±
5％范围内的样本自振频率值作为合格的样本自振频率值。
15.另外，在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可以具有这样的特征：其中，均值下限值μ表达式为：μ＝m-ks
16.m为样本均值，s为样本标准差，k为推定系数。
17.另外，在本发明提供的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法中，还可以具有这样的特征：其中，预定数量为不少于同一批次数量的3％。
18.发明的作用与效果
19.根据本发明所涉及的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法，因为本发明的综合评估的方法具有具有不需要现场开挖基础、不需要业主提供原始资料、评估可靠度高等优点，将静力测试、动力测试结合进行一体化操作，用实测的方式更贴近实际情况，得到的测试结果更精确。
20.另外，由于动力测试比静力测试简单，本发明的方法不需要对每个存量杆、塔进行静力测试，从而大大提高了工作效率。
附图说明
21.图1是本发明的实施例中固定式静力测试连接示意图；
22.图2是本发明的实施例中动力测试连接示意图；
23.图3是本发明的实施例二中移动式移动式一体化检测连接示意图；
24.图4是本发明的实施例二中移动一体化检测装置俯视示意图；
25.图5是图4中a向视图；
26.图6是本发明的实施例二中卷扬机绕线示意图。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法作具体阐述。
28.实施例一
29.步骤一，常规检测(无原始资料情况下)
30.通信杆、塔多位于道路两侧，高度5m-25m不等。现场测量包括测量杆的高度、硬度、测量底径、顶径、测量壁厚等，得到杆站的高度、分段情况，各段材质和直径、壁厚等基本数据。
31.一批同类型杆塔常规检测包括使用仪器进行杆、塔的材质、壁厚、几何尺寸测量，记录现有天线数量及安装高度，搜集有限元建模所需的原始数据；常用设备包括超声波测厚仪、里氏硬度仪、手持式激光测距仪、钢卷尺等。
32.实施例中，选择50个进行常规检测。常规检测包括使用仪器进行杆、塔的材质、壁厚、几何尺寸测量，记录现有天线数量及安装高度。对一批同类型的多个杆、塔进行常规检测后，得到多个原始数据。
33.步骤二，建模计算与数据处理
34.进行有限元建模，将步骤一中原始数据和需要新加装通信天线的相关数据输入有限元计算模型中进行模拟计算，相关数据包括需要新加装通信天线的数量、面积、高度。
35.建模计算，分别得到静力测试所需要的加载拉力控制值和杆、塔的一阶自振频率理论值f。
36.实施例中，通过有限元模拟计算后，得到静力测试所需要加载拉力控制值以及该杆塔样本的一阶自振频率理论值f为1.391。
37.步骤三，选择不少于同一批次数量3％的杆、塔，作为标准杆、塔的样本，标准杆、塔的选取标准还应考虑静力测试所需的场地要求。
38.实施例中，选择一批同一时期内建造，质量要求和生产工艺等基本相同的同类型杆站，对总数为200个15米高的杆塔，基础形式均一致，随机选总数的3％，即6个标准杆作为样本，通过对样本的测试确定检测批的质量。
39.步骤四，对标准、塔的6个样本进行现场的静力测试。
40.关于静力测试方式，可以使用固定式的，也可以使用移动式的，即既可以采用固定点方式实现，也可以采用车载移动方式实现。本实施例中，采用固定式。
41.静力测试
42.静力测试步骤：
43.1、如图1所示，现场打反力钢管桩1或螺旋杆。
44.2、在杆、塔g上部固定钢丝绳2的一端。
45.3、放置经纬仪在钢丝绳2水平投影的90
°
方向；杆、塔g底部安装水平位移计3。
46.4、钢丝绳2连接卷扬机4(或手动葫芦)和拉力计5，反力桩1上设置有滑轮，钢丝绳2绕过滑轮与拉力计5的一端相连，
47.5、拉力计5的另一端端与钢丝绳2的一端连接，钢丝绳2的另一端与杆、塔g上部相连。
48.6、分级加载至加载拉力控制值的125％，记录杆、塔g的顶部位移和基础的顶部位移。通过经纬仪观测得到最大塔顶位移值，通过基础附近设置的位移计读数得到基础顶部的最大位移值。
49.如果在静力测试中，杆、塔顶部或者基础顶部，任何一个位移超过了国家规范规
定，则取样失败，重新抽取标准杆塔的样本。
50.通过对杆站进行现场加载，分级加载，得到不同荷载作用下的杆站顶部位移、底部位移、基础变形情况等数据。
51.得到杆、塔的测试顶部位移值及测试基础顶部位移值后，分别与设计规范中对塔顶位移和基础顶部位移的最大限值进行比较，判断测试位移值是否大于设计规范位移值，
52.如结果为否，进入下一步，
53.如结果为是，回到上一步，重新选择样本。
54.实施例中，对杆1-6分别进行静测实验和动测实验。现场对杆塔施加最大拉力后，通过经纬仪观测得到塔顶的最大位移，通过基础附近设置的位移计读数得到基础顶部的最大位移，如果两者都能满足国家规范对塔顶位移和基础顶部位移的最大限值要求。否则，重新抽取样本静测实验，直到符合规范为止。
55.步骤五，对标准、塔的样本进行现场的动力测试，分别得到多个样本的样本自振频率值，使用多个合格的样本自振频率值建立动力特性参数样本库。
56.动力测试
57.通过对杆站进行现场测试，得到杆站的动力特性数据；据此并结合静力测试数据，对基站可加天线情况进行评估。
58.动力测试比静力测试简单，更具备可行性。
59.动力测试的步骤：
60.1、如图2所示，安装动测传感器6在杆塔g的顶部，通过数据线7与数据采集器8连接，数据采集器8和电脑9通信连接。
61.2、检查连接情况、调试设备，启动动测软件。
62.3、将杆站和基础作为一个整体，读数出标准杆、塔的前几阶自振频率等动力特性参数。
63.对这6个杆站动测实验后，将得到的自振频率值f
i
建立一个样本库。
64.实施例中，动测实验得到的自振频率样本库为：
65.f1f2f3f4f5f61.371.4281.4031.4391.4161.393
66.由上可知，f
i
值均在一阶自振频率理论值f＝1.391的
±
5％范围内，即(1.32，1.46)的范围内，可以选作为样本。
67.步骤六，根据动力特性参数样本库，确定标准库均值下限值。
68.标准库均值下限值μ表达式为：
69.μ＝m-ks
70.m为样本均值，s为样本标准差，k为推定系数。
71.实施例中，样本均值m＝∑(f1+
…
+f6)/6＝1.41
72.样本标准差
73.n为样本库数量，实施例中，n＝6。
74.推定系数取k＝2
75.标准库均值下限值μ＝m-ks＝1.36
76.步骤七，对同一批次其余杆、塔动力测试，分别得到每个杆、塔的测试自振频率值。
77.该批次其余194个杆站，分别再做动测实验，分别得到的194个测试自振频率。
78.步骤八，将测试自振频率值与均值下限值进行比较，判断测试自振频率值是否大于均值下限值。
79.如结果为是，判定为符合设计要求，可以新增天线。
80.如结果为否，判定为低于设计要求，需要整改。
81.将分别得到的194个自振频率与标准库均值下限值μ进行比较，如果小于μ，可判定为低于设计要求，需要整改。
82.如果大于μ，可判定为符合设计要求，可以新增天线。
83.实施例二
84.本实施例中其它测试方法及步骤与实施例一相同，只是本实施例中，采用车载移动方式进行静力检测和动力检测。
85.如图3、图4、图5、图6所示，移动式一体化检测装置用于对通信天线(塔)g进行测试，测试包括静力检测和动力检测。
86.移动式一体化检测装置包括移动单元、静力检测单元、动力检测单元。
87.移动单元包括移动平台11、压重箱12、反力架13、两个支撑件14、阻挡部件15。
88.移动平台11为轮式车或履带车。实施例中，移动平台11为轮式载重车，阻挡部件15用于对载重车的车轮进行固定，从而载重车不能移动。
89.压重箱12设置在移动平台11上，实施例中，压重箱12呈长方体箱型。
90.反力架13呈门形，垂直设置在压重箱12上，门形的两个端部固定设置在压重箱12上。
91.两个支撑件14平行设置，分别连接反力架13的垂直杆和压重箱12上部，支撑件14的一端与反力架13相连，另一端与压重箱12相连，两个支撑件14均位于反力架13的一侧，实施例中，支撑件14位于车后部。
92.实施例中，反力架13与压重箱12焊接，压重箱12与载重车纵梁焊接。
93.静力检测单元包括卷扬机21、上滑轮22、下滑轮23、钢丝绳24，拉力计25，水平位移计26、经纬仪。
94.卷扬机21设置在压重箱12上，位于反力架的一侧，支撑件14的另一侧。
95.上滑轮22设置在反力架13上，实施例中，上滑轮22挂在反力架13的水平杆上，位于门框架的下部。
96.下滑轮23设置在压重箱12上，位于上滑轮22的正下方。
97.卷扬机21上的钢丝绳24的一端绕过上滑轮22向下，绕过下滑轮23与通信杆g相连，实施例中，拉力计25设置在上滑轮22与下滑轮23之间的钢丝绳的两端。
98.动力检测单元包括传感器31、数据采集器32、数据处理机33。
99.传感器31设置在通信杆g的上部，数据采集器32与数据处理机33设置在移动平台11上。
100.传感器31通过数据线34与数据采集器相连32，数据采集器32与数据处理机33通信连接。
101.数据采集器32采集传感器31上的数据，
102.数据处理机33对数据采集器32采集的数据进行处理后输出。
103.静力测试过程：
104.1.在杆g上部固定钢丝绳24的一端。
105.2.放置经纬仪在钢丝绳24水平投影的90
°
方向；杆g底部安装水平位移计26。
106.3.钢丝绳24连接卷扬机21(或手动葫芦)和拉力计25。
107.4.分级加载至加载拉力控制值的125％，记录杆g的顶部位移和基础的顶部位移。
108.实施例中，钢丝绳24的一端设置在通信杆g的上部，位于传感器31的下部，f为钢丝绳24拉紧时受力方向。
109.实施例的作用与效果
110.根据本实施例所涉及的对用于加装通信天线的存量杆、塔进行综合评估的方法，因为本实施例的综合评估的方法具有具有不需要现场开挖基础、不需要业主提供原始资料、评估可靠度高等优点，将静力测试、动力测试结合进行一体化操作，用实测的方式更贴近实际情况，得到的测试结果更精确。
111.另外，本实施例采用车载移动方式进行静力测试，具有无需开挖基础、无需打反力桩，不受场地限制的优点。
112.进一步地，本实施例采用车载移动方式进行静力测试、动力测试一体化操作，具有测试速度快，不受场地条件限制的优点。
113.上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。