التعامل مع وحدات AAU ذات الوزن الزائد 5G: كيف نحن “رقعة” البرج – دراسة حالة التعزيز المتشددين

لقد وصلت إلى النقطة المؤلمة. هذه وحدات 5G AAU? دعني أخبرك, إنهم كابوس المهندس الإنشائي. هؤلاء الرجال الذين يخططون للترددات اللاسلكية, سوف يربتون على صدورهم في الاجتماعات ويقولون, “إنه مجرد صندوق آخر, ليست ثقيلة على الإطلاق!” ثم نقوم بتشغيل الأرقام, والدخان المقدس, واحدة فقط من تلك الوحدات المسندة, مع قوس التثبيت الخاص بها, لديها منطقة حمولة الرياح المتوقعة 40% أكبر من الوحدات المنفصلة القديمة, وتضاعف الوزن.

التصميم الأصلي كان من 10 منذ سنوات. في ذلك الوقت, يحتوي الجزء العلوي على ثلاثة هوائيات رفيعة 2G, ضوء كحبل الغسيل. الآن يريدون تعليق ثلاث وحدات من الكميات المسندة, لكل منها وحدة RRU ضخمة, أو المتكاملة. هذا القسم العلوي من البرج, نسبة الإجهاد (فحص الوحدة) طلقة من 0.6 إلى 1.4. أحمر. فاشل. فوضى كاملة.

ماذا تفعل? هدم البرج وإعادة بنائه? سيكون للعميل رأسك. الخيار الوحيد هو التعزيز. يبدو الأمر كما لو أن عظام الشخص ليست قوية بما فيه الكفاية, كنت وضعت على الجبائر, إضافة دبابيس الصلب. نحن نسمي هذا النوع من العمل “جراحة العظام.”

كان هذا البرج بالذات يبلغ طوله 60 مترًا, برج شعرية بثلاثة أنابيب. القمة 5 متر, الذي نسميه “القسم العلوي” أو “قسم مانعة الصواعق,” كانت المشكلة. كانت الأنابيب الفولاذية هناك أصغر حجمًا وأرق الجدران, تم تصميمه في الأصل للهوائيات السوطية خفيفة الوزن. الآن كان عليها أن تحمل ثلاث لوحات كبيرة. عندما تهب الرياح, كل عزم الانحناء هذا يتركز عند قاعدة هذا القسم العلوي, على حلقة شفة وربط البراغي.

لقد توصلنا إلى حلين وانتهى بنا الأمر باستخدام مزيج منهما. اسمحوا لي أن كسرها بالنسبة لك:

حل 1: برج الجسم الأطواق + تقوية القناة العمودية – “درع للرجل النحيف”

كان هذا هو التعزيز الأساسي للحمل. لم نتمكن من قطع واستبدال أعضاء الساق الرئيسية, وهو ما يعني إعادة البناء. كان هدفنا هو مشاركة التحميل.

1. المنطق الأساسي:
افترض أن عضو الساق الأصلي كان عبارة عن أنبوب فولاذي, قل φ168×6. معامل قسمها لم يكن كافيا. لذا, لقد قمنا بلحام قناتين, العودة إلى الوراء, على طول المحور الرأسي بإحكام على الأنبوب الموجود. على سبيل المثال, [12 القنوات - وهذا هو, قنوات سي 12, 120ارتفاع مم. هاتين القناتين, جنبا إلى جنب مع الأنبوب الدائري الأصلي من خلال اللحام المتقطع, تشكيل قسم مركب.

يتعلق الأمر كله بحساب عزم القصور الذاتي للمقطع المركب. القصور الذاتي للأنبوب الأصلي هو I_steel. اضافة القناتين, يتغير المحور المحايد للقسم المركب الجديد قليلاً, لكن القصور الذاتي الكلي I_combo يزيد بشكل ملحوظ. وتعتمد الزيادة على حجم القناة وموثوقية الاتصال بالعضو الأصلي.

$${\mathrm{أنا}}_{ج\mathrm{ال}مب\mathrm{ال}}\approx {\mathrm{أنا}}_{\mathrm{الصورة}\mathrm{تي}\mathrm{البريد}\mathrm{البريد}ل}+2\ast ({\mathrm{أنا}}_{جحانن\mathrm{البريد}ل}+{ا}_{جحانن\mathrm{البريد}ل}\ast {د}^2)$$ايكومبو​≈استيل​+2∗(قناة​+قناة​∗d2)(في الصيغة, d هي المسافة من النقطه الوسطى للقناة إلى المحور المحايد الكلي للقسم المركب. هذا الحساب ممل; عادةً ما نقوم بتصميم القسم مباشرة في برنامج FEA. ولكن لتقدير سريع, توضح هذه الصيغة أن التأثير يأتي بشكل أساسي من المصطلح d² - كلما قمت بوضع المادة بعيدًا عن المركز, كلما كان ذلك أفضل.)

القنوات تعمل ك “التقوية,” تحول بشكل فعال أ “ذراع رقيقة” في “ذراع سميكة,” ومع الشفاه, زيادة قدرة الانحناء بشكل كبير.

2. كيفية اصلاحها? - الأطواق هي المفتاح!
مجرد لحام القنوات العمودية لا يكفي. القوة تأتي من الهوائيات, من خلال المنصة, إلى الساق. إذا كانت القنوات ملحومة فقط على الساق, قد يؤدي التشوه الموضعي للساق إلى تمزيق اللحامات. يجب عليك أن, على فترات, استخدم الأطواق لربطها معًا بإحكام, مثل شريط فولاذي يحمل حزمة من العصي معًا.

في الجزء السفلي من القسم العلوي, حيث كانت لحظة الانحناء أعلى, وضعنا الأطواق كل 1.5 متر. تم صنع هذه الأطواق من القنوات, ولكن عازمة في القوس. أخذنا [10 القنوات وثنيها على مكبس هيدروليكي متخصص لتتناسب مع المقطع العرضي الثلاثي للبرج. ثم تم وضع هذه المقاطع المنحنية حول الأرجل الثلاثة الرئيسية, تحيط بكل من الأرجل الأصلية والقنوات الرأسية الجديدة.

تم لحام هذه الأطواق بشكل مستمر. بعد اللحام, الأرجل الثلاثة الأصلية, بالإضافة إلى القنوات العمودية الجديدة, تم دمجها جميعًا بواسطة هذه الأطواق في هيكل هجين ذو إطار تروس فضائي شديد الصلابة. تنتقل القوة من الساق إلى الطوق, ويقوم الطوق بإعادة توزيعه على أدوات تقوية القناة المجاورة. الجميع يتقاسم العبء.

حل 2: تعزيز الحافة والمنطقة المشتركة – “صب الزهر على المفصل”

جسم البرج ثابت, لكن القوة تحتاج في النهاية إلى الانتقال إلى القسم أدناه. يتم توصيل الأجزاء العلوية والسفلية بحلقة شفة ضخمة وعشرات من البراغي عالية القوة. كان علينا التحقق من هذه المنطقة.

1. تصلب شفة: كانت الحافة الأصلية الموجودة في قاعدة القسم العلوي عبارة عن حلقة فولاذية سميكة. تحت لحظة الانحناء كبيرة, الشفة نفسها يمكن أن تتشوه, أو “انفتل.” لقد قمنا بلحام ألواح التقوية المثلثة أسفل الحافة (في الداخل), فقط فوق نقطة الاتصال بالقسم السفلي. تم لحام هذه الأضلاع على جانب واحد بالجانب السفلي من الحافة وعلى الجانب الآخر بساق البرج والقنوات الرأسية الجديدة. أدى هذا إلى زيادة صلابة الحافة بشكل كبير, منعها من الانحناء مثل حافة المقلاة.

2. التحقق من مجموعة بولت: كان هذا هو الاختيار الأساسي. تُترجم لحظة الانحناء M المؤثرة على الحافة إلى قوى شد على البراغي. البراغي الموجودة على جانب واحد في حالة توتر, البراغي الموجودة على الجانب الآخر تحت الضغط (يتم نقل الضغط مباشرة من خلال اتصال الحافة). الصيغة التي نستخدمها:

$${\mathrm{تي}}_{ماس}=\frac{م\ast {ذ}_{ماس}}{\sum {ذ}_{\mathrm{أنا}}^2}$$Tmax​=∑yi2​M∗ymax​​

هذا يحسب الحد الأقصى لقوة الشد T_max على الترباس الخارجي. y_max هي المسافة من الترباس الخارجي إلى المحور المحايد, وy_i هي مسافة كل مسمار إلى المحور المحايد. إذا تجاوزت هذه القوة القدرة المسموح بها للمسمار (مثلا, للحصول على درجة 8.8 الترباس M24, قدرة الشد تقريبًا 0.8 * f_yb * أ_ه, ربما حوالي 180 كيلو نيوتن), فأنت بحاجة إما إلى الترقية إلى البراغي عالية القوة أو زيادة عدد البراغي.

لهذا المشروع, أظهرت حساباتنا أن مسامير M24 الأصلية كانت هامشية, مع عدم وجود هامش اليسار. لقد أوصينا العميل, لأننا كنا نقوم بالفعل بعمل ساخن, استبدل جميع مسامير التوصيل بالصف 10.9 مسامير M27. وكان لا بد من إعادة معايرة قيم عزم الدوران, القفز من ~ 800 نيوتن · م الأصلي إلى أكثر من ذلك بكثير 1100 ن · م. كان صوت مسدس عزم الدوران الموجود على تلك البراغي مختلفًا - عميقًا, جلجل الصلبة التي شعرت بالطمأنينة.

الحفر والحلول أثناء البناء

تم وضع الخطة, ولكن كيف يمكنك القيام بهذا العمل? العمل على ارتفاعات عالية, لحام, مخاطر عالية للغاية.

1. التفريغ المؤقت: لا يمكنك اللحام أثناء تشغيل الهوائيات. البرج يتأرجح; سوف يتشقق لحام التبريد من الضغط. لقد خططنا لهذا في خطوتين. أولا, التقدم بطلب لإيقاف تشغيل الطاقة ليلاً وإزالة الهوائي. استخدم رافعة لإنزال وحدات الكميات المسندة ووحدات RRU الثمينة إلى الأرض. اترك فقط القطب العاري في الأعلى. وهذا ما يسمى “التفريغ.”

2. تحديد المواقع واللحام: البرج فارغ, لا تأثير. طاقمنا يرتفع. قم بلحام القنوات العمودية في مكانها, ثم اللحام من الأسفل إلى الأعلى. يجب أن يكون اللحام معتمدًا, خصيصا للعمل على ارتفاعات عالية. استخدم أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين, مثل E5015, تُخبز جافة مسبقًا وتُحفظ في أفران محمولة. يجب أن تكون اللحامات كاملة, مع عدم وجود تقويض, المسامية, أو إدراج الخبث. المشرف (أنا) يتسلق ويفحص كل واحد بمقياس اللحام.

3. إغلاق هوب: كان الجزء الأصعب هو المفصل الأخير لكل طوق. ثلاثة أرجل, ثلاثة وجوه; الطوق هو حلقة كاملة. كيف تقوم بتثبيته? يجب أن تكون مجزأة. نقطع كل طارة إلى ثلاثة أجزاء, لوحات توصيل اللحام على كل طرف. في الموقع, قمنا أولاً بلحام هذه الأجزاء الثلاثة على الأرجل والمقويات. ثم, قمنا بتشديد لوحات التوصيل بمسامير عالية القوة. أخيرا, لقد قمنا بلحام الفجوة بين لوحات التوصيل وإغلاق أجزاء الطوق. وهذا يضمن قوة تثبيت الطوق أثناء حل مشكلة التثبيت.

4. إعادة التعليق والقبول: تم التعزيز, المس الطلاء, دعها تعالج. ثم أعد تعليق الهوائيات تمامًا كما كان من قبل, بالإضافة إلى أي خطط جديدة. أخيرا, استخدم محطة متكاملة لقياس عمودي البرج وسعة تأرجحه في الرياح الخفيفة. أدخل البيانات في النموذج للمقارنة. فقط عندما تتطابق يتم قبول الوظيفة.

كلمة صادقة أخيرة: هذا النوع من التعزيز ليس علاجًا سحريًا للجميع. إنه يحل فقط أوجه القصور في القوة المحلية. إذا كانت أساسات البرج بأكملها مائلة, لا شيء تفعله هو أهم الأمور. ولكن في هذه الحالة, باستخدام القنوات والأطواق, لقد حولنا قمة برج محكوم عليها إلى “رجل صعب” قادر على التعامل مع أحمال 5G الثقيلة. وفر العميل الملايين عند استبدال البرج, واكتسبنا سمعتنا. هذه هي الطريقة التي ننجو بها، نحن المهندسون الميدانيون، من اكتشاف الأشياء وسط الأنقاض, باستخدام قضبان الفولاذ واللحام لمنح شبكة الاتصالات حياة ثانية.