架空輸電線路鐵塔基礎偏心測量裝置的設計及應用

徐鉑裕

（廣東電網有限責任公司梅州供電局）

0 引言

架空輸電線路鐵塔基礎澆筑完成后，應按照架空輸電線路驗收規程標準，進行基礎中心點與基腳螺栓中心點的偏差測量，確定基礎是否達標。受環境因素、技術因素等影響，本地區電網公司架空輸電線路鐵塔基礎偏心測量難度大，耗時長，亟待調整和優化，其具體表現在：

1）預投入高。施工單位要投入大量的人力進行預試，由于基礎中心點偏心定位與基礎螺栓中心點偏移驗收操作時間長，效率低下，增加了人工成本；

2）精確性差。精確定位基礎中心點的偏移單位都是以毫米為單位進行計算，而目前中心點定位均是由手工進行操作，在看尺、劃線、計算時容易出現偏差，影響基礎中心點的精確度；

3）風險較高。對于基礎露高大的情況，測量人員需要站在基礎頂面才能進行測量，而測量中心點的時間長，容易造成驗收人員高處墜落的人身安全風險；

4）效率低下。對于矩形基礎的桿塔，一基桿塔所耗時間40～60min，而圓柱形基礎的桿塔時間更長，并且攜帶工具多、測量操作復雜。

1 設計思路及方案

1.1 設計要求

針對現階段本地區公司架空輸電線路鐵塔基礎中心偏移測量存在的各類不足，本項目要求研發一種新型快速測量工具，利用中心對稱原理，精準且快速定位基礎中心點，以減少傳統卷尺測量誤差和計算所耗時長。

同時，工具設計需滿足基礎中心偏移測量的安全標準，要在可操作性基礎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 設計方案

本次設計過程中依照本地區電網公司架空輸電線路驗收實況，設置了一種可快速測量鐵路基礎中心定位及螺栓偏心的測量工具，其主要由導軌槽體、導輪、鋼尺、定位塊、偏移標尺等組成，閉合呈“一”字，便于攜帶；展開呈“十”字，可通過導軌兩端鋼尺同時伸縮進行各種基礎中心點定位和中心偏移值測量，從而確定架空輸電線路鐵塔基礎誤差是否達標，如圖1所示。

圖1 實用新型的設計方案

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

2）尺身用導軌槽體、兩塊直板鋼尺、兩個齒輪組裝成可同時伸縮的構件。其中，兩塊直板鋼尺可根據齒輪轉動情況同時伸縮，以便于進行各種基礎規格距離定位。操作過程中要嚴格保證兩塊直板鋼尺讀數一致，從而保證中心點一直在構件的二分之一的位置，此時“十”字中心點即為架空輸電線路鐵塔基礎的中心點。

3）主體中的“十”字中心點裝有一塊20mm的可旋轉偏移標尺，用于測量中心點至螺栓中心點任一方向的偏移值。在準確定位基礎的中心點后，旋轉偏移標尺，讀出其顯示的測量中心點到螺栓中心點的偏心數值，確定基礎偏心值是否在允許范圍內。

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

1.3 實施案例

本次設計的一種快速測量鐵塔基礎中心定位及螺栓偏心的測量工具使用過程中可實現基礎中心定位和偏心測量。

（1）中心定位

所述的兩個導軌槽體打開，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上。按照上、下、左、右四個方向直板鋼尺的讀數調整“十”字中心點的位置，直至上述支持鋼板讀數一致，此時“十”字中心點即為基礎的中心點，如圖2所示。

圖2 正方形和圓柱體鐵塔基礎的中心定位

而在矩形鐵塔基礎中心定位過程中，調整上和下、左和右的讀數分別相同即可，此時“十”字中心點即為基礎的中心點，如圖3所示。

圖3 矩形鐵塔基礎的中心定位

（2）偏心測量

在上述測量的過程中需先根據架空輸電線路鐵塔基礎中的地腳螺栓位置進行中心點標記。操作時直接根據對角線定位中心點的方法，將對角線上的兩個地腳螺栓連線，找對角線的交叉點，記做地腳螺栓基礎中心點。然后，再在不同類型基礎中心定位方法基礎上，觀察鐵塔基礎中心點和地腳螺栓中心點是否存在偏移。

若存在偏移，則轉動測量工具上的20mm偏移標尺，使地腳螺栓中心點落在偏移標尺刻度線上，此時的讀數則為架空輸電線路鐵塔基礎中心點與地腳螺栓中心點的偏心值。

2 架空輸電線路鐵塔基礎偏心測量裝置的優點

2.1 創新點

本次研發一種快速測量鐵塔基礎中心定點與基礎螺栓中心點偏移的測量工具，適用于架空輸電線路所有正常設計的鐵塔基礎偏心測量要求。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；中心點定位耗時短，降低了高處墜落的人身安全風險，改善了偏心測量的安全性和可靠性，其創新之處具體體現在以下幾個方面：

1）采用雙齒輪進行同時伸縮推拉，適用于不同規格的基礎。

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

3）設置成可旋轉的主體結構，“十”字形、“一”字形可互相轉換，直板鋼尺可伸縮，攜帶及現場測量均非常便捷。

2.2 實用效益

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

從經濟性角度而言，一種快速測量鐵塔基礎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。該裝置設置主要由導軌槽體、導輪、鋼尺、定位塊、偏移標尺等組成，設計成本較低，可大規模生產使用，在本地區電網公司架空輸電線路鐵塔基礎驗收過程中具有非常高的實用價值。

在該測量過程中人員只需要調整測量工具上、下、左、右四個方向的讀數即可準確定位鐵塔基礎的中心點，而不再需要通過復雜計算確定中心點，驗收工作效益明顯提升。同時，在測量的過程中人員可以通過偏移標尺精確地測出基礎中心點的偏移值，快速讀出基礎偏心值是否在允許范圍內，操作非常簡單，從根本上提升了本地區電網公司架空輸電線路鐵塔基礎驗收的可靠性、精確性和有效性。

3 結束語

架空輸電線路鐵塔基礎中心點定位及其與地腳螺栓中心點偏差測量工作開展的過程中，要利用好本次設計的實用新型裝置，在“十”字定位基礎上快速、便捷、精確地定位基礎中心，最大限度縮短驗收人員測量時間，降低測量操作難度，這是保障其現場驗收順利開展的關鍵。此外，還需要對實用新型裝置精度進行提升，利用好高精度直板鋼尺和偏移標尺，得到準確的偏心數據，以便于有效判斷偏心誤差情況，高質量、高效益地完成架空輸電線路鐵塔基礎驗收工作。