摘 要：我国的铁路运输工作的进行过程之中，铁路通信网络对于现代铁路运输有很大的推进作用。随着我国现代铁路技术与通信技术的结合，GSM-R工程网络在铁路的运输和使用之中得到了很大的优化，介绍了高速铁路GSM-R通信铁塔选型的的理论依据，对于通信铁塔的建设结构和安全性进行了分析。
关键词：高速铁路；GSM-R通信铁塔；选型；安全性
1 高速铁路通信铁塔的建设要求
GSM-R网络是国家铁路管理部门与网络技术部门针对铁路的运行特点而专门设计的通讯网络。这种网络技术支持语音通信和网络链接等功能，可以满足在高速列车运行过程之中的通信和调度命令的接收与发送要求，为列车的安全行驶提供了网络保障。GSM-R网络在使用之中包括网络系统、基站系统、运行系统以及业务系统，各个系统共同合作，完成铁路运输过程之中的网络链接工作。在通信过程之中完成信息传输的设备就是网络通信铁塔，为了保证网络信号的稳定，一般在高速铁路的通信网络建设过程之中将铁塔安装在铁路周边，鉴于其安装位置，通信铁塔在建设过程之中具有以下的特点：
1.1 安全性要求
高速铁路在运行过程之中的网络信号获取对于列车的运行安全有很大的影响，先进且快速的网路技术的应用加强了列车之间的信息交流。在传统的列车行驶之中，假如列车进入隧道之中，列车之间的信息交流就会受到阻碍，可能产生事故。在GSM-R网络技术在列车之中得到应用之后，该网络技术可以降低在列车的行驶之中，通信受到周围环境的影响的程度，进而提高列车的行驶的安全性。作为GSM-R网络传输媒介的通信铁塔，其安全性和建设质量对于列车的安全运行有很大的关系，铁塔临近高速铁路，假如铁塔建设存在结构问题，一旦出现铁塔的结构破坏就会造成铁路通车受到影响，威胁列车的运行安全和旅客的生命。
1.2 抗变形要求
高速铁路的运行过程之中，通信网络作为联络指挥台以及不同列车的工具，其对于信号的强度和信息传输过程的可靠性有更高的要求。因此，在通信铁塔建设过程之中，铁塔也被设计有更强的抗变形能力和结构强度，要求铁塔在外界风力或是其他自然因素的影响之下发生更小的变形，保证网络信号传输的畅通。
1.3 降低建设维护成本
为了保证通信过程的正常进行，铁塔需要沿着铁路进行建设，且对于建设的基数也有一定的要求，一般施工规划在每隔两到三公里的距离建立一座通信铁塔，大量的铁塔建设增加了工程的造价。除此之外，铁路建设一般在野外进行，造成了铁塔检修维护过程的不便，因此，在实际建设过程之中需要考虑铁塔施工造价预算以及检修维护工作的开展。
1.4 考虑铁塔对于铁路的影响
由于铁塔和高速铁路之间的距离较小，在实际建设之中需要考虑铁路上列车经过时对铁塔的稳定性的影响和建设过程之中铁塔的地基施工对铁路耐久性的影响。施工设计过程之中要多加注意。
2 铁塔种类
在实际建设过程之中主要使用的通信铁塔形式包括角钢塔、三管塔、四管塔以及单管塔，下文对于几种铁塔形式进行了介绍。
2.1 角钢塔
角钢塔是使用时间较早的一种通信铁塔形式，其建设原材料价格低劣，制作加工费用低，施工安装技术含量不高，适合于在施工技术条件不足的地区比如野外山区和农村等地进行安装。其缺点是角钢塔的高宽比较小，结构上通过内外包铁塔链接，使得结构不稳定，常会在外界的风力影响之下出现结构问题，需要频繁的进行检修。
2.2 三管塔
三管塔是近些年在通信铁塔建设之中使用较多的一种结构，其主要的设计思路是利用三角界面的稳定性减少铁塔的构件数目，发挥钢构件的力学性能。由于铁塔的构件树木较少，因此这种类型的铁塔的外形较为轻巧，由于自重较小，在中小风压的影响之下不会出现结构的损坏。缺点是三管塔的集合中心和力学中心不重合，铁路沿线周边由于列车的经过会产生很大的扭力，造成三管塔的顶部位移。
2.3 四管塔
四管塔的主要结构和三管塔类似，将三角形结构变为了四边形结构，增加了塔柱使得铁塔的抗变形能力有很大的增强。在相同的环境之中，四管塔比起三管塔的基础钢柱受力小20%，因此，在铁路周边的结构更为稳定。由于其结构稳定，在地质条件较差、地基强度不高的地区使用优势明显。
2.4 单管塔
单管塔是近年来出现的一种新的铁塔形式，在施工上，其主要是由钢板卷制焊接而成的锥形塔节分段吊装施工而成，在外形上较为简约美观，施工占地面积小，在施工之中不会对铁路轨道的稳定性造成影响。其结构上使用的内置爬梯方便了检修工作的进行，有利于定期维护。缺点是由于只使用了一根钢柱，使得塔体的抗变形能力很差，在实际使用过程之中容易出现结构问题。
3 通信铁塔安全性检测
3.1 铁塔焊缝检测
由于焊缝在制造安装过程中或在使用过程中都有可能产生裂纹或裂缝，因此，无论在制造安装过程中还是在使用过程中都应对塔体的主要受力部位焊缝进行超声波无损探伤，尤其需对支座法兰筋板角焊缝进行磁粉探伤；对于角钢塔，需对连接螺栓进行预拉力检测。
3.2 钢结构锈蚀检测
锈蚀使钢板的厚度越来越薄，需对钢板锈蚀后的实际厚度进行测试，以便对其使用过程中的强度进行有效计算。塔桅钢构件检测包括构件的尺寸检测、构件缺陷、损伤及变形检测等工作。塔桅钢结构的连接质量与性能的检测分为焊接连接质量检测、螺栓连接质量检测、高强度螺栓连接质量检测和单管塔插接质量检测等项目。对构件表面防腐涂层外观质量、涂层附着力和涂层厚度等项目进行检测。
3.3 抗风能力检测
对整个通信铁塔的抗风荷载能力进行有限元分析计算，采用专用的有限元分析软件，按现场实测的数据在计算机中建立铁塔三维模型图，并将每座铁塔上安装的天线、天线横担和其他设施等载荷考虑在其组合荷载中，同时考虑一定等级的风荷载施加在铁塔上，模拟铁塔在现实中受到强风作用计算其承载能力，并判断是否超出其设计计算强度值。从计算中可以看出塔的哪个部位强度最薄弱，提出维护加固方案。
3.4 塔基检查
塔基无裂缝；基础钢筋不得外露；塔脚包封良好，地腳螺栓无外露；基础回弹均值必须大于31。回弹测试方法及要求：①对塔基砼进行回弹，一律采用侧面回弹水平施力的方法；②回弹前用砂轮清除侧面的疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎屑；③检测时必须为砼的原浆面，已经粉刷的需将粉刷层除净；检测面应清洁平整，不应有疏松层、浮浆、油垢，以及蜂窝、麻面。
结束语
要加强对通信铁塔建设工程质量的管理来保证建设的安全性，清晰各相关单位间和各相关专业间的责任分工界面，完善相应标准；可考虑在铁路建设期专门计列一笔通信铁塔的安全检测费，由铁路建设单位委托有此方面检测资质和能力的第三方机构来进行安全评估，并对发现问题的责任方进行严惩。
参考文献
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