架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)偏心測量裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

徐鉑裕

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局）

0 引言

架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)澆筑完成后，應(yīng)按照架空輸電線路驗(yàn)收規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行基礎(chǔ)中心點(diǎn)與基腳螺栓中心點(diǎn)的偏差測量，確定基礎(chǔ)是否達(dá)標(biāo)。受環(huán)境因素、技術(shù)因素等影響，本地區(qū)電網(wǎng)公司架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)偏心測量難度大，耗時(shí)長，亟待調(diào)整和優(yōu)化，其具體表現(xiàn)在：

1）預(yù)投入高。施工單位要投入大量的人力進(jìn)行預(yù)試，由于基礎(chǔ)中心點(diǎn)偏心定位與基礎(chǔ)螺栓中心點(diǎn)偏移驗(yàn)收操作時(shí)間長，效率低下，增加了人工成本；

2）精確性差。精確定位基礎(chǔ)中心點(diǎn)的偏移單位都是以毫米為單位進(jìn)行計(jì)算，而目前中心點(diǎn)定位均是由手工進(jìn)行操作，在看尺、劃線、計(jì)算時(shí)容易出現(xiàn)偏差，影響基礎(chǔ)中心點(diǎn)的精確度；

3）風(fēng)險(xiǎn)較高。對(duì)于基礎(chǔ)露高大的情況，測量人員需要站在基礎(chǔ)頂面才能進(jìn)行測量，而測量中心點(diǎn)的時(shí)間長，容易造成驗(yàn)收人員高處墜落的人身安全風(fēng)險(xiǎn)；

4）效率低下。對(duì)于矩形基礎(chǔ)的桿塔，一基桿塔所耗時(shí)間40～60min，而圓柱形基礎(chǔ)的桿塔時(shí)間更長，并且攜帶工具多、測量操作復(fù)雜。

1 設(shè)計(jì)思路及方案

1.1 設(shè)計(jì)要求

針對(duì)現(xiàn)階段本地區(qū)公司架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)中心偏移測量存在的各類不足，本項(xiàng)目要求研發(fā)一種新型快速測量工具，利用中心對(duì)稱原理，精準(zhǔn)且快速定位基礎(chǔ)中心點(diǎn)，以減少傳統(tǒng)卷尺測量誤差和計(jì)算所耗時(shí)長。

同時(shí)，工具設(shè)計(jì)需滿足基礎(chǔ)中心偏移測量的安全標(biāo)準(zhǔn)，要在可操作性基礎(chǔ)上提升測量的便捷性和靈活性，使其便于攜帶、易于操作、安全測量。

1.2 設(shè)計(jì)方案

本次設(shè)計(jì)過程中依照本地區(qū)電網(wǎng)公司架空輸電線路驗(yàn)收實(shí)況，設(shè)置了一種可快速測量鐵路基礎(chǔ)中心定位及螺栓偏心的測量工具，其主要由導(dǎo)軌槽體、導(dǎo)輪、鋼尺、定位塊、偏移標(biāo)尺等組成，閉合呈“一”字，便于攜帶；展開呈“十”字，可通過導(dǎo)軌兩端鋼尺同時(shí)伸縮進(jìn)行各種基礎(chǔ)中心點(diǎn)定位和中心偏移值測量，從而確定架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)誤差是否達(dá)標(biāo)，如圖1所示。

圖1 實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案

1）工具主體由兩個(gè)導(dǎo)軌、中心固件組成。其中，兩個(gè)導(dǎo)軌上下交叉設(shè)置，中間使用固件固定，形成一個(gè)可開合的“十”字。操作時(shí)將直尺鋼板分呈互相垂直狀態(tài)，覆于被測物體上，使被測物體四等分切線。

2）尺身用導(dǎo)軌槽體、兩塊直板鋼尺、兩個(gè)齒輪組裝成可同時(shí)伸縮的構(gòu)件。其中，兩塊直板鋼尺可根據(jù)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況同時(shí)伸縮，以便于進(jìn)行各種基礎(chǔ)規(guī)格距離定位。操作過程中要嚴(yán)格保證兩塊直板鋼尺讀數(shù)一致，從而保證中心點(diǎn)一直在構(gòu)件的二分之一的位置，此時(shí)“十”字中心點(diǎn)即為架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)的中心點(diǎn)。

3）主體中的“十”字中心點(diǎn)裝有一塊20mm的可旋轉(zhuǎn)偏移標(biāo)尺，用于測量中心點(diǎn)至螺栓中心點(diǎn)任一方向的偏移值。在準(zhǔn)確定位基礎(chǔ)的中心點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)偏移標(biāo)尺，讀出其顯示的測量中心點(diǎn)到螺栓中心點(diǎn)的偏心數(shù)值，確定基礎(chǔ)偏心值是否在允許范圍內(nèi)。

4）本次設(shè)計(jì)過程中為保證測量裝置的穩(wěn)定性，在直板鋼尺的兩端加上了八個(gè)可用于固定被測物的定位塊，分別位于各個(gè)直板鋼尺的端點(diǎn)。

1.3 實(shí)施案例

本次設(shè)計(jì)的一種快速測量鐵塔基礎(chǔ)中心定位及螺栓偏心的測量工具使用過程中可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)中心定位和偏心測量。

（1）中心定位

所述的兩個(gè)導(dǎo)軌槽體打開，呈90°角。將“十”字中心覆蓋在正方形或圓柱體架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)上。按照上、下、左、右四個(gè)方向直板鋼尺的讀數(shù)調(diào)整“十”字中心點(diǎn)的位置，直至上述支持鋼板讀數(shù)一致，此時(shí)“十”字中心點(diǎn)即為基礎(chǔ)的中心點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 正方形和圓柱體鐵塔基礎(chǔ)的中心定位

而在矩形鐵塔基礎(chǔ)中心定位過程中，調(diào)整上和下、左和右的讀數(shù)分別相同即可，此時(shí)“十”字中心點(diǎn)即為基礎(chǔ)的中心點(diǎn)，如圖3所示。

圖3 矩形鐵塔基礎(chǔ)的中心定位

（2）偏心測量

在上述測量的過程中需先根據(jù)架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)中的地腳螺栓位置進(jìn)行中心點(diǎn)標(biāo)記。操作時(shí)直接根據(jù)對(duì)角線定位中心點(diǎn)的方法，將對(duì)角線上的兩個(gè)地腳螺栓連線，找對(duì)角線的交叉點(diǎn)，記做地腳螺栓基礎(chǔ)中心點(diǎn)。然后，再在不同類型基礎(chǔ)中心定位方法基礎(chǔ)上，觀察鐵塔基礎(chǔ)中心點(diǎn)和地腳螺栓中心點(diǎn)是否存在偏移。

若存在偏移，則轉(zhuǎn)動(dòng)測量工具上的20mm偏移標(biāo)尺，使地腳螺栓中心點(diǎn)落在偏移標(biāo)尺刻度線上，此時(shí)的讀數(shù)則為架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)中心點(diǎn)與地腳螺栓中心點(diǎn)的偏心值。

2 架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)偏心測量裝置的優(yōu)點(diǎn)

2.1 創(chuàng)新點(diǎn)

本次研發(fā)一種快速測量鐵塔基礎(chǔ)中心定點(diǎn)與基礎(chǔ)螺栓中心點(diǎn)偏移的測量工具，適用于架空輸電線路所有正常設(shè)計(jì)的鐵塔基礎(chǔ)偏心測量要求。該裝置操作簡單、直觀，便于攜帶，能夠代替卷尺測量和手工定位，提高了測量的精確度；中心點(diǎn)定位耗時(shí)短，降低了高處墜落的人身安全風(fēng)險(xiǎn)，改善了偏心測量的安全性和可靠性，其創(chuàng)新之處具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）采用雙齒輪進(jìn)行同時(shí)伸縮推拉，適用于不同規(guī)格的基礎(chǔ)。

2）采用鋼尺和偏移標(biāo)尺相互配合，可精確測出中心點(diǎn)至螺栓中心點(diǎn)任一方向的偏移值。

3）設(shè)置成可旋轉(zhuǎn)的主體結(jié)構(gòu)，“十”字形、“一”字形可互相轉(zhuǎn)換，直板鋼尺可伸縮，攜帶及現(xiàn)場測量均非常便捷。

2.2 實(shí)用效益

從安全性角度而言，一種快速測量鐵塔基礎(chǔ)中心定位及螺栓偏心的測量工具研發(fā)成功后，成果可以逐步推廣應(yīng)用到本地區(qū)電網(wǎng)公司鐵塔基礎(chǔ)露高定位及偏差測量過程中。上述操作時(shí)作業(yè)耗時(shí)的減小，提高了測量人員的工作效率，避免了人員登高作業(yè)和長時(shí)間定點(diǎn)測量造成的高空墜落風(fēng)險(xiǎn)，為本地區(qū)電網(wǎng)公司架空輸電線路驗(yàn)收工作的開展提供了全面保障。

從經(jīng)濟(jì)性角度而言，一種快速測量鐵塔基礎(chǔ)中心定位及螺栓偏心的測量工具投入使用后，可以大大減少卷尺測量中的人力成本投入。該裝置設(shè)置主要由導(dǎo)軌槽體、導(dǎo)輪、鋼尺、定位塊、偏移標(biāo)尺等組成，設(shè)計(jì)成本較低，可大規(guī)模生產(chǎn)使用，在本地區(qū)電網(wǎng)公司架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)驗(yàn)收過程中具有非常高的實(shí)用價(jià)值。

在該測量過程中人員只需要調(diào)整測量工具上、下、左、右四個(gè)方向的讀數(shù)即可準(zhǔn)確定位鐵塔基礎(chǔ)的中心點(diǎn)，而不再需要通過復(fù)雜計(jì)算確定中心點(diǎn)，驗(yàn)收工作效益明顯提升。同時(shí)，在測量的過程中人員可以通過偏移標(biāo)尺精確地測出基礎(chǔ)中心點(diǎn)的偏移值，快速讀出基礎(chǔ)偏心值是否在允許范圍內(nèi)，操作非常簡單，從根本上提升了本地區(qū)電網(wǎng)公司架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)驗(yàn)收的可靠性、精確性和有效性。

3 結(jié)束語

架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)中心點(diǎn)定位及其與地腳螺栓中心點(diǎn)偏差測量工作開展的過程中，要利用好本次設(shè)計(jì)的實(shí)用新型裝置，在“十”字定位基礎(chǔ)上快速、便捷、精確地定位基礎(chǔ)中心，最大限度縮短驗(yàn)收人員測量時(shí)間，降低測量操作難度，這是保障其現(xiàn)場驗(yàn)收順利開展的關(guān)鍵。此外，還需要對(duì)實(shí)用新型裝置精度進(jìn)行提升，利用好高精度直板鋼尺和偏移標(biāo)尺，得到準(zhǔn)確的偏心數(shù)據(jù)，以便于有效判斷偏心誤差情況，高質(zhì)量、高效益地完成架空輸電線路鐵塔基礎(chǔ)驗(yàn)收工作。