电视塔的种类和构造.docx

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电视塔的种类和构造

电视塔的种类和构造

电视塔

21-6-1电视塔的种类和构造

目前我国的电视塔均为钢筋混凝土结构，主要由塔基、塔身、塔楼、桅杆、梯井及塔座等部分组成，其种类和构造见表21-24。

电视塔的种类和构造表21-24

21-6-2塔基施工

电视塔的塔基，泛指零米以下的塔结构，特指直接与地基接触的结构，如圆板、环板、桩及承台等。

21-6-2-1塔基施工要点

电视塔的塔基一般有两种形式：

一种是采用天然地基，基础分别采用环板、圆板及正锥壳等；另一种是桩基础，可分别采用钢筋混凝土预制桩或大直径扩底灌注桩，并在桩的顶端设置钢筋混凝土圆板或其他形式的板状承台。

塔基施工的要点为：

1．由于塔基一般均为深基础，而且又是大体积混凝土，所以在施工前必须制定具体的施工方案，施工方案应包括以下内容：

（1）土方开挖和基坑边坡支护方案；

（2）降、排地下水的措施；

（3）桩基础施工方法和设备选用；

（4）基础底板或壳板结构施工方法；

（5）垂直与水平运输方法；

（6）土方回填施工方法；

（7）施工质量要求和安全保证措施。

2．当基础混凝土较厚时，应分层进行浇筑，每层混凝土应一次浇筑完毕，不得留施工缝。

每层混凝土间应按设计要求和施工规范规定进行处理。

3．基础底板应按大体积混凝土的施工技术要求组织施工，关键是防止混凝土产生温度裂缝和收缩裂缝。

因此，应通过计算确定混凝土的浇筑方案、入模温度、养护方法和养护时间，并采取有效措施使混凝土的内外温差、混凝土外表面与环境的温差小于或等于25℃。

4．必须采取有效措施确保混凝土塔基内的钢筋位置准确，尤其是从底板上伸出的竖向钢筋，由于要与上部塔身钢筋相连接，所以应采取有效固定措施，防止钢筋位移。

当为预应力钢筋混凝土时，尤需注意水平环向预应力埋管位置的准确，埋管一般宜用镀锌钢管，水平埋管亦可采用波纹管。

21-6-2-2塔基施工质量要求

1．混凝土的强度，必须符合设计要求的强度等级。

2．钢筋必须有质量证明文件，现场抽样复试结果，物理力学性能应符合该种钢材的技术标准。

3．基础位置尺寸的允许偏差，不得超过下列数值：

（1）基础中心点对设计中心的位移小于或等于10mm；

（2）底板结构厚度小于或等于＋20mm；

（3）底板边长、环板（圆板）外半径小于或等于＋50mm；

（4）环板内半径小于或等于－50mm。

21-6-3塔身施工

21-6-3-1塔身施工要点

塔身是电视塔的主体，塔身高度一般占总高度的2/3~3/4，采用现浇钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土，混凝土用量为总量的50%~70%。

因此，塔身施工的速度与质量，控制着整个电视塔的进度与质量。

塔身施工要点如下：

1．施工方法选择

塔身施工方法常见的有滑模、倒模、爬模、升模等几种。

具体选用哪种施工方法，要根据塔身设计形式、高度、施工设备条件，以能满足建筑、结构的功能要求及综合效益为主要原则。

应尽量采用成熟的施工工艺，当采用新工艺和新方法时，应先做好技术论证和必要的试验，取得可靠的数据后方可实施。

目前国内一些电视塔的施工方法见表21-25。

表21-25

名称

高度（m）

施工方法

天津广播电视塔

415.2

液压滑动模板工艺

中央广播电视塔

405

液压滑动模板工艺和倒模工艺

辽宁广播电视塔

305.5

液压滑动模板工艺

江苏广播电视塔

303

电动和手动爬架倒模工艺

陕西广播电视塔

248

电动提模工艺

湖北广播电视塔

221.2

倒模（移置式模板）工艺

徐州广播电视塔

199.5

液压滑动模板工艺

对于圆形塔身宜用滑模及滑框倒模工艺；对于多边形、肢腿式塔身，为保证棱体的直线度及外表平整，宜采用提模、爬模工艺。

2．模板和平台系统设计

塔身施工的模板系统设计应包括模板、支撑约束、连接件、提升架等，并应符合以下原则：

（1）强度可靠，刚度符合设计要求；

（2）安装简便，连接紧密，收分灵活；

（3）易于加工制作，便于维修。

平台系统设计包括操作平台、料台、吊脚手架、随升垂直运输设施等，并应符合以下原则：

（1）整个系统布局合理，便于施工操作；

（2）整体刚度好，承载力强，利于纠偏和调平；

（3）在塔身变直径或变截面时适应性强，拆改方便，拆改后全系统仍具有足够的整体刚度、承载力和安全保证。

3．提升系统设计

模板和平台的提升系统，应采用机械化程度较高的液压爬升千斤顶或提升机为主，简易提升机具为辅。

宜优先采用提升力为60kN以上的大吨位千斤顶，并配以φ48×3.5的钢管式支承杆，可相对减少千斤顶数量和爬杆用钢量，亦可减少平台升差，提高系统承载力。

对无整体操作平台的模板或操作架的提升，可采用塔吊、拔杆等起重设备。

4．塔身钢筋及预埋件施工

塔身内的竖向钢筋下料长度控制在4~6m范围内，竖向钢筋的连接可优先采用冷挤压套管、锥螺纹管等机械连接接头。

当塔身为连续变截面圆形筒壁时，则竖向钢筋向圆心的倾斜角应有限位措施。

水平环筋的间距应按设计要求设置，且在每层混凝土浇筑面上至少有一道绑扎好的水平环筋。

为保持筒壁中内、外排钢筋的排距尺寸，应设置钢筋支架，间距不大于1m。

预埋件的锚固钢筋应避开塔体结构的主筋及预应力埋管。

当塔身采用滑动模板施工时，预埋件的设置应符合有关规范的规定。

5．塔身混凝土施工

应采用同一厂家的水泥和同一砂场的同种砂配制混凝土，以保证塔身混凝土颜色均匀一致。

混凝土的强度、抗渗性、耐久性应经试配确定，并应符合设计要求。

混凝土强度增长和施工速度的关系，应根据所采用的施工方法经计算或试验确定。

混凝土应沿塔身高度分层、对称、均匀连续浇捣。

每层混凝土的厚度应根据所采用的施工方法而定，滑模时宜为200~300mm，其他移置式模板以不大于500mm为宜。

浇捣混凝土时应匀称地变换混凝土浇筑的起点和方向，以免引起塔身扭转。

塔身混凝土宜连续浇筑，在同一模板高度内一般不留置施工缝，特殊或重要部位的水平施工缝应按设计要求处理。

要注意限制施工缝的静停时间，一般应控制在24h以内。

6．测量系统控制

包括建立平面控制网、塔身结构施工放样、垂直度与扭转监测、标高控制、平台水平度的观测和调平、沉降观测、日照变形观测等，其中：

（1）平面控制网：

应采用独立坐标系统，根据设计定位条件、施工方案和场地情况综合考虑，控制网应包括塔的主要轴线，网的中心就是塔的中心，并从已知水准点引测3个深埋的水准点供施工使用；

（2）塔身结构施工放样：

根据平面控制网按设计尺寸通过测量手段，放样在任何高度的施工面上，并保证要求的精度，重点是塔身中心点、任意标高处的筒体半径以及主要轴线角度等的控制点；

（3）垂直度和扭转监测：

塔身垂直度和扭转的监测是施工的主要环节，常用的方法有：

激光铅直仪法：

在塔心中央安置3~4台激光铅直仪，可用于200~500m高的塔身垂直度监控；

光学铅直仪法：

适用于高度100m左右的直接投测或分段投测，分段距离小于100m；

线坠法：

将重20kg的线锤用细钢丝吊挂，并配以阻尼油箱。

此法仅作为辅助测量，与其他方法配合使用；

塔外经纬仪法：

在地面主控轴线上安置3~4台经纬仪或激光经纬仪，仪器安设点至塔中心的水平距离宜为塔高的1.5~2倍；

（4）标高控制：

在塔身内＋1.00m标高处设水准基点，用钢尺向上量度，每40m设一置换尺寸，各段采取综合累计读数；

（5）平台水平度观测和调平：

可采用FA-32型自动安平水准仪找平；也可用BJ-84激光铅直仪加水平扫描头找平；还可用连通水管找平。

找平时在所有承重杆上找出一条水平线，以此为依据校准限位卡挡体的标高，从而控制平台水平度；

（6）沉降观测：

在施工中或竣工后要对电视塔进行系统沉降观测。

沉降观测点埋于塔身上，为便于施工期间观测，沉降点应埋在±0.00以下，塔座装修完后，将沉降点移到±0.00以上，供竣工后长期观测用；

（7）塔身施工日照变形观测：

应根据不同季节、不同时间、不同部位条件下的日照变形规律，指导塔身及其上部结构的施工和放样工作。

观测内容包括：

混凝土塔身温度分布值、大气温度及风速值、记录塔中心点在各时间段内偏离中心线的位移值和方向，提出观测报告，绘制塔身日照变形曲线，即位移-时间曲线。

7．垂直运输

塔身及混凝土桅杆施工一般采用内爬塔随升式平台，金属起重拔杆。

（1）内爬塔式起重机当安装于塔身内时，必须进行结构验算，并征得设计单位同意；当其支承于筒壁时，宜采用预留洞的方法。

内爬塔的技术性能应满足下列要求：

最大幅度及最大额定起重量；

最大起升速度以100m/min为宜。

慢就位钩速为0~5m/min；

塔身自由高度宜大于20m；

塔机能在20.7m/s的风速下正常工作，在13.8m/s风速时能正常进行顶升作业；

在非工作状态，臂架应能随风自由回转；

塔机使用期限，应能满足施工周期的要求；

必须设有可靠的避雷系统；

（2）塔桅起重机：

宜架设在塔身顶部，应与混凝土施工同步埋设移位用的机座、钢丝绳导向轮及操作平台用的埋件。

起重机臂架长度一般不宜超过20m，可按6~7m一段进行拼接，配套的卷扬机宜选用无级变速、多级或慢速卷扬机；

（3）附着式爬升井架：

是利用筒壁作承力结构，同电动或液压机械作相对提升，随塔身高度不断升高而上升，其起重动力宜选用50~100kN单、双筒变速卷扬机；

在垂直运输机械设备拆除前，应编制专门的拆除方案，经主管技术负责人审批，并对参与拆除的有关人员进行技术、安全交底后方可实施。

8．预应力施工

有的塔身采用预应力钢筋混凝土，施工时应注意：

（1）埋管：

宜用镀锌钢管，水平埋管也可使用波纹管。

埋管位置应正确，水平埋管在任意10m长度内的偏差值不得大于±20mm；竖向埋管每段的垂直度应控制在5‰以内，端部承压板应垂直预埋管中心线；

（2）下料及穿束：

钢筋下料长度，应按孔道实际长度加上两端锚具、张拉千斤顶、工具锚等的长度计算确定。

孔道穿束宜采用后穿法。

用于穿束的连接器和竖向穿束的预应力筋临时固定卡具，均应进行负荷试验，安全系数应大于2.5；

（3）张拉：

预应力钢筋的张拉应按对称的原则进行，并应以应力控制为准。

张拉控制应力σcon由设计给定，同时进行伸长值校核。

伸长值测定范围为0.1~1.0δcon，与设计计算值相比，其差值一般应为计算值的－5%~＋10%。

采用超张拉法减少预应力筋的松弛损失时，其张拉程序可采用0~1.03σcon；

（4）预应力孔道摩阻损失试验：

应在预应力筋正式张拉前进行，并按照现行（混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中的有关规定进行孔道摩阻损失计算，摩阻损失值需经设计认可后方能正式进行钢筋张拉；

（5）灌浆：

灌浆前应通过优化确定水泥浆的配合比和灌浆参数。

灌浆用的水泥强度等级不应低于32.5级，宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；水泥浆28d的强度不应低于M30或设计规定，水泥浆的流动度应满足工艺要求，水灰比最大不得超过0.45，搅拌后3h的泌水率宜控制在1%以内，最大不超过2%。

水泥浆应用机械搅拌，搅拌时间不得少于60s，搅拌好的水泥浆停放时间一般不超过30min。

竖向孔道灌浆应由下向上进行，既可接力灌浆，也可分段灌浆。

水平孔道灌浆时，应一次连续灌浆完成，一待另一端冒出浓浆后，封闭出浆口，继续加压，稍后再关闭灌浆机；

（6）封头：

预应力钢筋应在灌浆结束后进行封头，封头用C30级以上混凝土或按设计要求。

施工时严禁强烈振动外露的预应力钢筋的端头。

21-6-3-2塔身质量要求

混凝土结构的施工允许偏差如下：

1．塔身、混凝土桅杆

（1）轴线相对位移允许偏差应小于或等于10mm。

（2）塔体结构任何高度的中心线垂直高度允许偏差应符合表21-26的规定。

中心线垂直高度允许偏差表21-26

高度范围（m）

允许偏差（mm）

h≤50

≤h/1000，且不得大于30

h≤100

≤h/1500，且不得大于40

h≤200

≤h/2000，且不得大于50

h≤250

≤h/2500，且不得大于60

h≤300

≤h/3000，且不得大于70

h≤350

≤h/3500，且不得大于80

注：

测量检查应在风荷及日照变形影响最小时间内进行。

（3）标高允许偏差：

层高小于或等于10mm；

总高小于或等于l00mm。

（4）扭转：

圆形筒体小于或等于h/100，且不得大于l00mm；

梯形或方形筒体，不得大于50mm。

（5）截面尺寸允许偏差：

筒壁厚度小于或等于

＋20mm；－10mm

筒壁直径小于或等于±40mm；

边长小于或等于±20mm。

（6）表面不平度小于或等于20mm/2m靠尺。

2．电梯井

（1）井道中心线垂直度允许偏差小于或等于50mm；

（2）截面厚度允许偏差小于或等于±15mm；

（3）表面不平度小于或等于15mm/2m靠尺；

（4）扭转小于或等于40mm。

3．预埋件及预留孔洞位置允许偏差

（1）塔楼结构预埋件中心线：

垂直位置±10mm；

水平位置±10mm。

（2）一般预埋件、套管中心线：

垂直位置±15mm；

水平位置±20mm。

（3）预留孔洞中心线：

垂直位置±10mm；

水平位置±20mm。

21-6-4塔楼施工

21-6-4-1塔楼施工要点

1．塔楼的支承结构：

塔楼的支承结构形式有钢筋混凝土倒锥壳支承结构和钢桁架支承结构，但不论何种支承结构均为高空悬挑作业，必须单独编制施工方案。

塔楼施工方案应包括以下内容：

（1）设计的结构形式、几何尺寸和对施工的要求；

（2）混凝土倒锥壳支承结构的模板及支架的安装方法、程序、安全性和拆除方法；

（3）钢桁架支承结构的制作、安装工艺，包括放样、下料、矫正、钻孔、校正、试拼装等技术要求；

（4）工程进度要求；

（5）垂直运输设备的各项性能。

2．支承结构施工时，对模板支撑、钢架设计应考虑以下五类荷载：

（1）风荷载；

（2）施工荷载（包括人员、机具重量、混凝土倾倒荷载等）；

（3）新浇筑的混凝土重量；

（4）钢筋重量；

（5）模板和钢支架自重。

3．当为钢筋混凝土倒锥壳结构时，倒锥壳与筒壁混凝土应连续施工，壳体和水平壳板可分段施工，所有施工缝的留置都必须与设计单位商定。

4．塔楼钢结构采用的钢材、连接材料和涂料均应符合设计要求，材质要符合有关现行国家标准的规定。

钢结构材料进场后，应取样进行机械性能和化学成分的检验，合格后方可使用。

5．塔楼钢结构安装，应由专业技术队伍施工，从事安装的工人必须进行有关专业的培训，电焊工必须持有合格证。

并在施工前单独编制出施工方案。

6．塔楼钢结构安装用的专用机具、设备以及通讯、监控设施和检测设备，应满足施工要求，并定期进行检验。

7．构件安装前必须取得安装接合部位的实测偏差资料，并检查核对安装部位的轴线、标高等是否符合设计要求，并进行塔楼钢结构试拼装。

结构件运输时应防止变形，运到安装现场后，应按构件分层分类编号，并按吊装顺序清点、堆放。

8．塔楼钢结构施工，可选用内爬塔、桅杆起重机，构件吊装可利用钢筋混凝土塔身作为竖桅杆，在外平台上架设组合拔杆，可沿水平向周围移动，用中速卷扬机起吊构件，快速卷扬机作拔杆变幅。

每根拔杆可作为一作业组同时进行安装操作。

安装时，钢三角桁架支承结构可采用平面安装，上部结构应采用单元立体作业，以减少拔杆移位次数，节约时间和用工。

21-6-4-2塔楼质量要求

1．塔楼钢构件成品的质量应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。

2．钢构件出厂时应提供下列技术资料：

（1）构件质量证明书；

（2）设计变更文件、钢结构施工图；

（3）制作中有关技术问题的文件；

（4）钢材与其他材料的质量证明书和试验报告；

（5）高强螺栓摩擦系数的实测资料和焊缝质量检验资料；

（6）出厂构件清单。

3．塔楼钢结构的安装偏差，应符合现行的国家规范的规定。

4．塔楼钢结构安装完后，在进行验收时应提供下列资料：

（1）钢结构竣工图和设计变更文件；

（2）在安装过程中所达成的协议文件；

（3）钢材和其他材料的质量证明书及试验报告；

（4）隐蔽工程中间验收记录，构件调整后的测量资料，以及整个钢结构工程或单元的安装质量评定资料；

（5）焊缝质量检验资料，焊工编号和标高；

（6）高强螺栓检验记录；

（7）钢结构工程试验记录。

21-6-5桅杆施工

21-6-5-1桅杆施工要点

1．混凝土桅杆支承结构：

一般为厚大体积混凝土结构，截面变化大、钢筋密集，应单独编制施工方案。

混凝土桅杆支承结构的施工方法：

外模板可采用单侧滑模、爬模或其他移置式模板；内模板及支架宜采用预制拼装，但需通过计算确定，并考虑对下层结构的影响。

2．桅杆支承结构混凝土应分层浇筑，分层高度应根据结构截面尺寸、模板高度、内模板与支架的承载力、振捣方法和混凝土运输能力等综合确定。

同一层的混凝土应连续浇筑，不得留施工缝，各层间的施工缝设置，应会同设计人员商定。

3．桅杆钢结构的制作和安装，除参照塔楼钢结构的有关要求外，还要注意钢桅杆安装、校正应选择风力、日照最小的时间进行。

4．钢桅杆的安装方法有以下几种：

（1）竖井架、扒杆，多台卷扬机配合安装；

（2）分段起吊、高空组装，整体或分段顶升与提升；

（3）分段组装、整体提升就位。

在钢桅杆整体提升就位时，不论采用何种提升方案，都必须采取切实可靠的监督措施，防止发生倾斜、冒顶事故。

5．垂直运输：

钢桅杆的安装可采用液压顶升或其他提升设备。

钢桅杆分段起吊，整体吊装，宜采用机械提升或液压提升设备，并根据单件重量配置相应的自行式起重机。

21-6-5-2桅杆质量要求

1．钢桅杆构件成品的质量，应符合现行国家规范的规定。

方形钢桅杆对角线的允许偏差不应大于2mm。

2．钢桅杆构件出厂时提交的技术文件可参见“21-6-4-2”中的有关内容。

3．钢桅杆安装允许偏差应符合表21-27的规定。

4．全塔整体中心垂直度偏差：

当H≤350m时，△＜80mm；

当H＞350m时，△＜100mm。

钢桅杆安装允许偏差表表21-27

项目

允许偏差

示意图

桅杆底部与塔顶轴线位移

A≤l0mm

桅杆中心的不垂直度

A≤H/1500≤50mm

桅杆整体弯曲

f≤30mm

21-6-6安全注意事项

21-6-6-1安全基本要求

电视塔施工时必须严格遵守现行的国家规范《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）,《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）等有关规定。

2．施工前应针对结构和施工特点、地理环境、气候条件等编制切实可行的安全技术组织措施，纳入电视塔施工组织设计中，并报请上级安全和技术主管部门审批后实施。

3．凡参加高空作业的人员，均应事先进行身体检查，凡不适合高空作业的人员，一律不得从事高空作业的工作，严禁酒后上塔作业。

4．施工现场应和当地气象部门建立专业天气预报联系，遇雷雨或六级以上大风天气，必须采取措施，防止事故发生。

21-6-6-2地面安全措施

1．施工现场应根据电视塔的形状、地形和周围环境条件等因素，确定和划分危险警戒区，并用明显标志标出。

危险区的等级和半径范围可参考表21-28。

危险区等级警戒区范围表21-28

级

等

区

险

危

）

m

（

径

半

区

险

危

）

m

（

度

高

体

塔

≤100

≤200

≤300

＞300

一

20

20~30

30~40

≥45

二

40~50

60~70

≥80

三

80~90

≥100

2．现场供电、办公及生活设施等暂设工程和大宗材料堆放场，应布置在二级危险区以外；垂直运输用卷扬机棚、混凝土搅拌棚等也应布置在二级危险区以外。

3．一、二级危险区内的建筑出入口、上塔通道等，应搭设高度不低于2.5m的安全防护棚；塔吊设在一、二级危险区内时，司机室顶上应用木板密铺搭设一层防护棚罩。

4．地面施工作业人员在一级危险区防护棚外工作时，应与高空操作平台上的人员取得联系，并指定专人负责警戒。

21-6-6-3操作安全要点

1．操作平台和吊脚手架的外边应设置钢制防护栏杆，高度不小于1.2m，下面设挡脚板，架上的铺板必须严密平整、防滑、固定可靠。

平台上的孔洞应设盖板封严，内外脚手架应兜底满挂安全网。

2．所有垂直运输设备，均必须经过安全、技术部门检查合格后方可使用，每天作业前还应有专人负责班前检查。

通讯、联络信号应灵敏可靠，并设专人管理。

塔顶和井架顶部应按规定设置信号灯。

3．施工现场和操作部位必须有符合规定的电气照明；动力和照明应分路供电，同时必须有备用电源。

施工操作的最高位置，应设有符合标准的防雷接地装置。

4．严格控制操作平台上人员、材料堆放、施工设备等的数量和分布位置；大风天气时，应将操作平台上的易动物件予以固定，避免被大风吹落。

5．垂直运输及操作平台等的拆除，应编制详细的拆除方案，并经有关部门批准后方可组织实施。

21-6-6-4消防安全设施

1．施工现场应设置健全的消防组织，并有专职消防员负责日常工作。

2．施工现场应按消防要求设置消火栓，并应有畅通的场内道路，以保证消防车能顺利通行。

3．塔上操作平台上应设有足够数量的消防器材，并配有干粉灭火机，用于电气防火。

当在塔上进行电焊、气焊时，应配专人看守。

4．塔上操作平台与结构楼梯之间，应设置疏散通道；结构楼梯间，应设置专线安全照明。

本章所采用的标准规范

1中国工程建设标准化协会标准．混凝土电视塔施工技术规程．北京：

中国计划出版社，1994

2烟囱工程施工及验收规范（GBJ78-85）．北京：

中国建筑工业出版社，1986

主要参考文献

《烟囱施工手册》编写组．烟囱施工手册．北京：

水利电力出版社，1987