مقابله با اضافه وزن 5G AAU: چگونه ما “پچ” برج - یک مطالعه موردی تقویت سخت

به نقطه درد زدی. این AAU های 5G? بذار بهت بگم, آنها کابوس یک مهندس سازه هستند. آن بچه های برنامه ریزی RF, در جلسات دستی به سینه خود می زنند و می گویند, “این فقط یک جعبه دیگر است, اصلا سنگین نیست!” سپس اعداد را اجرا می کنیم, و دودهای مقدس, فقط یکی از آن AAU ها, با براکت نصبش, دارای یک منطقه پیش بینی بار باد است 40% بزرگتر از واحدهای مجزای قدیمی, و وزن آن دو برابر شده است.

طرح اولیه از 10 سال پیش. آن زمان, قسمت بالایی دارای سه آنتن باریک 2G بود, سبک مانند بند رخت. حالا می خواهند سه AAU را آویزان کنند, هر کدام با یک RRU حجیم, یا یکپارچه. اون قسمت بالای برج, نسبت استرس (بررسی وحدت) شلیک شده از 0.6 به 1.4. قرمز. شکست. یک آشفتگی کامل.

چیکار میکنی? برج را خراب کنید و دوباره بسازید? مشتری سر شما را خواهد داشت. تنها گزینه تقویت است. مانند زمانی است که استخوان های یک فرد به اندازه کافی قوی نیست, شما آتل میزنید, پین های فولادی را اضافه کنید. ما به این نوع شغل می گوییم “جراحی ارتوپدی”

آن برج خاص 60 متری بود, برج شبکه سه لوله ای. بالا 5 متر, که ما به آن می گوییم “بخش بالا” یا “بخش صاعقه گیر,” مشکل بود. لوله های فولادی در آنجا کوچکتر و با دیواره نازکتر بودند, در اصل برای آنتن های شلاقی سبک طراحی شده است. حالا باید سه پانل بزرگ را نگه می داشت. وقتی باد می وزد, تمام آن لحظه خمشی درست در پایه آن بخش بالایی متمرکز می شود, روی حلقه فلنج و پیچ های اتصال.

ما به دو راه حل رسیدیم و در نهایت از ترکیبی از هر دو استفاده کردیم. بذار برات بشکنم:

راه حل 1: حلقه های بدنه برج + سفت کننده کانال عمودی – “زره برای مرد لاغر”

این تقویت کننده اصلی باربر بود. ما نمی توانستیم اعضای پای اصلی را برش دهیم و جایگزین کنیم, که به معنای بازسازی است. هدف ما اشتراک بار بود.

1. منطق اصلی:
فرض کنید عضو اصلی ساق یک لوله فولادی باشد, بگویید φ168×6. مدول بخش آن کافی نبود. بنابراین, ما دو کانال را جوش دادیم, پشت به پشت, در امتداد محور عمودی محکم در برابر لوله موجود. برای مثال, [12 کانال ها - یعنی, کانال های C12, 120میلی متر ارتفاع. این دو کانال, از طریق جوش متناوب با لوله گرد اصلی ترکیب می شود, یک بخش ترکیبی تشکیل دهید.

این همه در مورد محاسبه ممان اینرسی بخش مرکب است. اینرسی لوله اصلی I_steel است. اضافه کردن دو کانال, محور خنثی بخش کامپوزیت جدید کمی تغییر می کند, اما اینرسی کل I_combo به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این افزایش به اندازه کانال و قابلیت اطمینان اتصال به عضو اصلی بستگی دارد.

$${\mathrm{من}}_{ج\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_0"\; data-source="1"\; data-orig="o">o</span>}\mathrm{متر}ب\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_1"\; data-source="1"\; data-orig="o">o</span>}}\approx {\mathrm{من}}_{\mathrm{بازدید\; کنندگان}\mathrm{تی}\mathrm{الکترونیکی}\mathrm{الکترونیکی}L}+2\ast ({\mathrm{من}}_{ج\mathrm{ساعت}\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_2"\; data-source="1"\; data-orig="a">a</span>}NN\mathrm{الکترونیکی}L}+{\mathrm{الف}}_{ج\mathrm{ساعت}\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_3"\; data-source="1"\; data-orig="a">a</span>}NN\mathrm{الکترونیکی}L}\ast {د}^2)$$Icombo≈Isteel+2∗(Ichannel+Achannel∗d2)(در فرمول, d فاصله مرکز کانال تا محور خنثی کلی بخش مرکب است. این محاسبه خسته کننده است; ما معمولاً بخش را مستقیماً در نرم افزار FEA مدل می کنیم. اما برای یک تخمین سریع, این فرمول نشان می‌دهد که اثر عمدتاً از عبارت d² می‌آید - هر چه مواد را از مرکز دورتر قرار دهید, بهتر)

کانال ها به عنوان “سفت کننده ها,” به طور موثر تبدیل a “بازوی نازک” به یک “بازوی ضخیم,” و با فلنج, ظرفیت خمشی را به شدت افزایش می دهد.

2. چگونه آنها را رفع کنیم? - حلقه ها کلید هستند!
فقط جوش دادن کانال های عمودی کافی نیست. نیرو از آنتن ها می آید, از طریق پلت فرم, به پا. اگر کانال ها فقط به ساق جوش داده شوند, تغییر شکل موضعی پا می تواند جوش ها را پاره کند. شما باید, در فواصل زمانی, از حلقه ها استفاده کنید تا آنها را محکم به هم بچسبانید, مانند یک نوار فولادی که دسته ای از چوب ها را به هم چسبیده است.

در قسمت پایین قسمت بالایی, جایی که لحظه خمش در بالاترین حد بود, ما حلقه ها را قرار دادیم 1.5 متر. این حلقه‌ها از کانال‌های – حدس زدید – ساخته شده‌اند, اما در یک قوس خم شده است. گرفتیم [10 کانال ها و خم کردن آنها بر روی یک پرس هیدرولیک تخصصی برای مطابقت با سطح مقطع مثلثی برج. سپس این بخش های منحنی در اطراف سه پایه اصلی قرار گرفتند, هم پایه های اصلی و هم کانال های عمودی جدید را در بر می گیرد.

این حلقه ها به طور مداوم جوش داده می شدند. بعد از جوش, سه پایه اصلی, به علاوه کانال های عمودی جدید, همه توسط این حلقه ها در یک ساختار هیبریدی خرپایی-قاب فضایی بسیار سفت و سخت ادغام شدند.. نیرو از ساق تا حلقه حرکت می کند, و حلقه آن را دوباره به سفت کننده های کانال مجاور توزیع می کند. همه بار را به اشتراک می گذارند.

راه حل 2: تقویت ناحیه فلنج و مفصل - “ریخته گری بازیگر روی مفصل”

بدنه برج ثابت است, اما در نهایت نیرو باید به بخش زیر منتقل شود. اتصال بخش های بالا و پایین یک حلقه فلنج عظیم و ده ها پیچ و مهره با استحکام بالا است.. ما باید این منطقه را بررسی می کردیم.

1. سفت شدن فلنج: فلنج اصلی در پایه بخش بالایی یک حلقه فولادی ضخیم بود. تحت گشتاور خمشی قابل توجه, خود فلنج می تواند تغییر شکل دهد, یا “پیچ و تاب.” صفحات سفت کننده مثلثی را در زیر فلنج جوش دادیم (در داخل), درست بالای نقطه اتصال به بخش پایین. این دنده ها از یک طرف به زیر فلنج و از طرف دیگر به پایه برج و کانال های عمودی جدید جوش داده شده است.. این به طور چشمگیری استحکام فلنج را افزایش داد, از خم شدن آن مانند لبه تابه جلوگیری می کند.

2. تأیید گروه پیچ: این چک اصلی بود. ممان خمشی M که بر روی فلنج تأثیر می گذارد به نیروهای کششی روی پیچ ها تبدیل می شود. پیچ های یک طرف در کشش هستند, پیچ و مهره های طرف دیگر در حالت فشرده سازی هستند (فشرده سازی مستقیماً از طریق تماس فلنج منتقل می شود). فرمولی که ما استفاده می کنیم:

$$T_{\mathrm{متر}\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_4"\; data-source="1"\; data-orig="a">a</span>}\mathrm{ایکس}}=\frac{M\ast y_{\mathrm{متر}\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_5"\; data-source="1"\; data-orig="a">a</span>}\mathrm{ایکس}}}{\sum y_{\mathrm{من}}^2}$$Tmax=∑yi2M∗ymax

این حداکثر نیروی کششی T_max را در بیرونی ترین پیچ محاسبه می کند. y_max فاصله از بیرونی ترین پیچ تا محور خنثی است, و y_i فاصله هر پیچ تا محور خنثی است. اگر این نیرو از ظرفیت مجاز پیچ بیشتر شود (به عنوان مثال،, برای یک درجه 8.8 پیچ M24, ظرفیت کششی تقریباً است 0.8 * f_yb * A_e, شاید حدود 180 کیلو نیوتن), سپس باید یا به پیچ های با مقاومت بالا ارتقا دهید یا تعداد پیچ ​​ها را افزایش دهید.

برای اون پروژه, محاسبات ما نشان داد که پیچ‌های M24 اصلی حاشیه‌ای هستند, بدون هیچ حاشیه ای. ما به مشتری توصیه کردیم, از آنجایی که ما قبلاً کار داغ انجام می دادیم, همه پیچ های اتصال را با Grade تعویض کنید 10.9 پیچ و مهره M27. مقادیر گشتاور باید دوباره کالیبره می شد, پرش از ~ 800 نیوتن متر اولیه به بالای آن 1100 N·m. صدای تفنگ گشتاور روی آن پیچ ها متفاوت بود - صدای عمیق, ضربه محکمی که احساس آرامش می کرد.

چاله ها و راه حل ها در طول ساخت و ساز

طرح تنظیم شد, اما چگونه کار را انجام می دهید? کار در ارتفاع بالا, جوشکاری, ریسک فوق العاده بالا.

1. تخلیه موقت: وقتی آنتن ها روشن هستند نمی توانید جوش دهید. برج تاب می خورد; یک جوش خنک کننده از تنش ترک خواهد خورد. ما این را در دو مرحله برنامه ریزی کردیم. اولین, برای قطع برق شبانه و حذف آنتن اقدام کنید. از یک جرثقیل برای پایین آوردن آن AAU و RRU های گرانبها روی زمین استفاده کنید. فقط میله خالی را در بالا بگذارید. به این می گویند “تخلیه”

2. موقعیت یابی و جوشکاری: برج خالی, بدون نوسان. خدمه ما بالا می روند. کانال های عمودی را در جای خود جوش دهید, سپس از پایین به بالا جوش دهید. جوشکارها باید گواهینامه داشته باشند, مخصوص کار در ارتفاعات. از الکترودهای کم هیدروژن استفاده کنید, مانند E5015, از قبل خشک پخته شده و در کوره های قابل حمل نگهداری می شود. جوش ها باید پر باشند, بدون آندرکات, تخلخل, یا گنجاندن سرباره. سرپرست (من) بالا می رود و همه را با یک گیج جوش چک می کند.

3. بسته شدن حلقه: سخت ترین قسمت اتصال نهایی هر حلقه بود. سه پا, سه چهره; حلقه یک حلقه کامل است. چطوری نصبش میکنی? باید بخش بندی شود. هر حلقه را به سه قسمت برش می دهیم, جوشکاری صفحات اتصال بر روی هر انتها. در محل, ابتدا این سه بخش را روی پایه ها و سفت کننده ها جوش دادیم. سپس, صفحات اتصال را با پیچ و مهره های با استحکام بالا سفت کردیم. سرانجام, ما شکاف بین صفحات اتصال و بخش های حلقه بسته را جوش دادیم. این امر نیروی گیره حلقه را در حین حل مشکل نصب تضمین می کرد.

4. آویزان مجدد و پذیرش: تقویت انجام شده است, رنگ را لمس کنید, بگذار درمان کند. سپس آنتن ها را مجدداً مانند قبل آویزان کنید, به علاوه هر مورد جدید برنامه ریزی شده است. سرانجام, از یک ایستگاه کل برای اندازه گیری عمودی برج و دامنه نوسان آن در باد ملایم استفاده کنید. داده ها را برای مقایسه در مدل وارد کنید. فقط زمانی که مطابقت داشته باشد، کار پذیرفته می شود.

یک کلام صادقانه نهایی: این نوع تقویت یک درمان جادویی نیست. فقط کمبودهای قدرت موضعی را برطرف می کند. اگر تمام شالوده برج در حال کج شدن باشد, هیچ کاری که انجام می دهید مهم نیست. اما در این مورد, با استفاده از کانال ها و حلقه ها, ما یک برج محکوم را به یک برج تبدیل کردیم “مرد سرسخت” قادر به تحمل بارهای سنگین 5G است. مشتری میلیون ها دلار در تعویض برج پس انداز کرد, و ما شهرت خود را به دست آوردیم. اینگونه است که ما مهندسان میدانی زنده می‌مانیم - در میان آوارها چیزهایی را کشف می‌کنیم, با استفاده از میله های فولادی و جوشکاری به شبکه ارتباطی حیات دوم می بخشد.