中波桅杆综合检测与安全评估方法的研究与应用_陈才.pdf
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1、广播与电视技术 2023年 第50卷 第2期92无线覆盖 Wireless Coverage传输覆盖中波桅杆综合检测与安全评估方法的 研究与应用【摘 要】基于现有最先进的检测技术对某中波桅杆进行全方位检测,通过理论与试验相结合的方式将钢材材质转化为Q235进行后续分析,采用3D3S模型对该桅杆进行结构受力分析后发现:桅杆主体钢构件的最大应力比为0.996;主体最大位移为2157.3mm,远超规范要求;而螺栓和铆钉都有较大的安全冗余度。此次检测分析可为该桅杆后续加固维护提供有效建议,同时也可为此类中波桅杆综合检测及安全性评估提供参考。【关键词】中波桅杆,综合检测,试验,3D3S,钢材材质,安全评
2、估【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【DOI编码】10.16171/ki.rtbe.20230002018【本文献信息】陈才,凌晨博,陈博洋.中波桅杆综合检测与安全评估方法的研究与应用J.广播与电视技术,2023,Vol.50(2).Research and Application of Comprehensive Inspection and Safety Evaluation Method for a Medium Wave MastChen Cai,Ling Chenbo,Chen Boyang(National Inspection and Test Center of Sa
3、fety and Quality for Tower Engineering,Beijing 100045,China)Abstract Based on the most advanced detection technology available,a medium wave mast is tested in an all-round way.Through the combination of theory and test,the steel material is transformed into Q235 for subsequent analysis.After the str
4、uctural stress analysis of the mast is carried out by using 3D3S model,it is found that the maximum stress ratio of the main steel member of the mast is 0.996,and the maximum displacement of the main body is 2157.3mm,far exceeding the specification requirements.However,bolts and rivets have greater
5、safety redundancy.This inspection and analysis can provide effective suggestions for the subsequent reinforcement and maintenance of the mast,and also provide reference for the comprehensive inspection and safety evaluation of this kind of such medium wave mast.Keywords Medium wave mast,Comprehensiv
6、e inspection,Test,3D3S,Steel material,Safety assessment陈才,凌晨博,陈博洋(国家铁塔工程安全质量检验检测中心,北京 100045)0 引言中波作为对国家周边及地区人民进行广播宣传的重要载体之一,我国在建国初期至六、七十年代建设了数以百计的中波桅杆构筑物。随着广播技术的发展,各地中波台的发射机、电源系统、信号源系统等不断进行更新改造,至今仍能够充分满足中波发射技术的需求。但作为天馈线系统中有效载体的桅杆构筑物,随着时间的增长,桅杆塔体在环境侵蚀、材料老化、长期荷载的共同作用下,安全冗余明显降低,部分中波桅杆构筑物已接近或超过现有规范的设计强
7、度或限值,安全性成为日趋完善的天馈线系统最薄弱的环节。1 检测1.1 基本情况介绍某中波桅杆建成于 1918 年,187m 四边角钢组合式截面桅杆,塔体在标高 48.75m、98.16m 和 154.89m 处各设立单层三向拉绳,上、中、下三层拉绳的直径分别为 44mm、32mm和 30mm,同层拉绳拉锚基础位置距塔底中心距离相等,分别为 135m、135m 和 210m,单层三向拉绳水平面夹角 120,其中下、中层拉绳共用一个拉锚基础,如图 1 所示。2020 年12 月,中广建(北京)塔桅安全科技有限公司、国家铁塔工程安全质量监督检验中心受台站业主方委托,对桅杆进行综广播与电视技术 202
8、3年 第50卷 第2期93Wireless Coverage 无线覆盖传输覆盖合性检测并出具相应的安全性评估报告。根据现场检测数据及相关桅杆资料,塔体主材辅材采用角钢、圆钢钢材料进行螺栓、焊接连接工艺,塔体构件连接形式及标高如表 1 所示。1.2 检测内容考虑到绝缘子及绝缘架近期已进行维护检修,与台站协商后:本次检测不涉及绝缘子与绝缘架的外观质量。检测内容主要包括桅杆钢构件、拉锚基础、拉绳三个主体结构,即对各构配件的材质、规格、外观质量等多项数据进行现场采集,对机械性能、材料性能进行现场样品采样搜集。经现场检测发现:全塔架主材、辅材防腐层开裂、锈蚀严重,其中 48m 以下塔体锈蚀较为严重,如图
9、 2 所示,部分构件有效截面不同程度地降低 1.2mm 1.5mm;全塔铆钉、螺栓锈蚀 严重,有效直径减少 0.6mm 0.8mm;9 条拉绳初拉力均不满足工程设计图纸及规范要求,风化、劣化严重;地锚拉杆锈蚀严重、拉耳节点板构件锈蚀严重。2 试验为了对塔体安全性进行进一步分析,需首先获取其材料力学相关性质的数据。考虑到本桅杆构筑物最初由日本人修建,塔体材料及其力学特性已无从考究。为了准确获取其材料力学相关性质,国家铁塔工程安全质量监督检验中心技术部通过筛选若干可实施方案后,采取两种思路:查询 20 世纪初期日本的钢结构设计采用的相关规范,探究当年钢材标号、钢材性能是如何规定的;通过对塔体材料的
10、取样,参考现行图1 桅杆现场图、3D复原图表1 塔体构件连接形式及标高标高(m)主材截面辅材截面主连接形式塔型0 11.88角钢组合截面 1单角钢铆钉11.88 154.89角钢组合截面 2单角钢铆钉、螺栓154.89 187圆钢圆钢焊接图2 防腐层开裂、脱落,钢构件、拉耳板锈蚀广播与电视技术 2023年 第50卷 第2期94无线覆盖 Wireless Coverage传输覆盖相关规范及文献,进行实验室分析后获得材料的力学性能。日本现行的相关规范为:JISG3192热轧型钢的尺寸、质量及其允许误差;JISG3101一般结构用轧制钢材。资料显示 JISG3192 规范首版发布于 1954 年,经
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