葉德生

（中國電建成都鐵塔廠 四川成都 610000）

輸電鐵塔試組裝中三維放樣準(zhǔn)確性研究

葉德生

（中國電建成都鐵塔廠 四川成都 610000）

輸電鐵塔是比較重要的電力設(shè)備之一，它對放樣精確性有一定的要求。因此，在當(dāng)今時(shí)代，輸電鐵塔的組裝已經(jīng)普遍應(yīng)用三維放樣，并且在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)揮良好的效果，可以將結(jié)構(gòu)的平面距離非常直觀的顯示出來，然而，在顯示結(jié)構(gòu)的空間距離上還是有不好的地方。本文就三維放樣在輸電鐵塔試組裝中的準(zhǔn)確性進(jìn)行研究，包括了三維放樣的優(yōu)點(diǎn)，三維放樣在輸電鐵塔試組裝中的三維放樣準(zhǔn)確性控制措施，以及三維放樣在中國未來的發(fā)展前景進(jìn)行了探究。

輸電鐵塔試組裝；三維放樣；準(zhǔn)確性

引言

輸電鐵塔是比較重要的電力設(shè)備之一，如圖1所示，它對放樣精確性有一定的要求。放樣的性質(zhì)就是對輸電鐵塔的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行比較準(zhǔn)確的檢查。在輸電鐵塔的實(shí)踐工程中，出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)甚至是錯(cuò)誤的情況是不可避免的，因此要杜絕這種情況的出現(xiàn)，就要把三維放樣的準(zhǔn)確性提高，因而，進(jìn)行輸電鐵塔的試組裝工作是非常有必要的。

圖1 輸電鐵塔

1 三維放樣的特點(diǎn)和優(yōu)勢

三維放樣的優(yōu)點(diǎn)，用專門的三維放樣軟件，構(gòu)造出輸電鐵塔的三維結(jié)構(gòu)，這樣能夠直觀的觀察所涉及的結(jié)構(gòu)特征，方便檢查設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的干涉問題。輸電鐵塔試組裝中三維放樣有專門的軟件平臺(tái)，而不需要像AutoCAD、UG、SolidWorks、Catia等三維軟件。三維放樣軟件，采用參數(shù)化的設(shè)計(jì)，只需對最主要的參數(shù)進(jìn)行修改，而不需要重新建模，這樣操作非常方便，大大節(jié)省了放樣時(shí)間。

三維放樣的主要優(yōu)勢，改變了傳統(tǒng)手工繪圖的方式，改用專門的三維放樣軟件進(jìn)行繪圖、設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)能大大的地提高工作效率，節(jié)約時(shí)間，降低成本。三維放樣實(shí)現(xiàn)了高度的參數(shù)化，可以說是“傻瓜式”的操作方法，簡單的界面、直觀的可視化設(shè)計(jì)，方便設(shè)計(jì)人員對其所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化，同時(shí)可以很方便地看出所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)前期就能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的紕漏和不足之處。三維放樣的出現(xiàn)，結(jié)束了輸電鐵塔試組裝過度依靠技師經(jīng)驗(yàn)的歷史，降低了對工作人員技能水平的要求，同時(shí)，保證了工作質(zhì)量，降低了工作時(shí)間和成本。此外，三維放樣還能夠?qū)?fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，提高了輸電鐵塔試組裝過程的準(zhǔn)確性。

2 輸電鐵塔試組裝中三維放樣準(zhǔn)確性的控制措施

2.1 大尺寸控制

在輸電鐵塔試組裝的過程中，對基本尺寸和其對應(yīng)的代碼含義要求比較高。設(shè)計(jì)過程中要求設(shè)計(jì)人員了解各個(gè)尺寸所對應(yīng)的參數(shù)代號(hào)，只有明白各個(gè)參數(shù)的含義，才能進(jìn)行快速的放樣工作。此外，還要求設(shè)計(jì)人員在三維放樣之前，對各個(gè)基本尺寸進(jìn)行校核，以防止在設(shè)計(jì)過程中，輸入錯(cuò)誤的尺寸，而造成放樣準(zhǔn)確性下降的現(xiàn)象，甚至直接導(dǎo)致放樣失敗，反而影響了工作效率。在輸入設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，將各參數(shù)的數(shù)值記錄在旁邊的筆記本上，以防不時(shí)之需，尤其是在以后檢查時(shí)，方便查閱。

2.2 變坡位置的檢查

通常情況下，在輸電鐵塔試組裝三維放樣工作過程中，針對那些對稱的結(jié)構(gòu)零部件，只需要設(shè)計(jì)出對稱結(jié)構(gòu)的單體部分就可以，然后將其它的部分通過鏡像的方式得到。但此時(shí)要注意，某些大結(jié)構(gòu)對稱而局部不對稱的零件，在完成對稱變換之后，還應(yīng)對制件局部進(jìn)行手工更改，以防止結(jié)構(gòu)連接的錯(cuò)誤。對于特別復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)該分步去完成，以降低工作的難度，減小計(jì)算時(shí)間，增加輸電鐵塔試組裝三維放樣工作的準(zhǔn)確性。

2.3 橫擔(dān)主材開合角度檢查

由于輸電鐵塔本身有一定的拔模斜度，這就會(huì)造成橫擔(dān)主材連接時(shí)和水平面會(huì)造成一定的夾角。這個(gè)角度對于橫擔(dān)主材和基體連接時(shí)，會(huì)造成一些不利的影響，給橫擔(dān)主材的安裝調(diào)試作業(yè)帶來了困難，大大增加了施工的難度。在現(xiàn)實(shí)工作中，為了解決這一難題，普遍采用的方法是，將橫擔(dān)主材的連接部位開一定的角度，或者將連接的部位設(shè)置一定的角度，以方便兩者之間的連接安裝。然而，在輸電鐵塔試組裝過程中的三維放樣軟件中，計(jì)算出來的開角和合角是完全理想化的理論計(jì)算。計(jì)算出來的結(jié)果往往不能直接運(yùn)用，這主要是因?yàn)闆]有考慮到實(shí)際施工過程中，某些結(jié)構(gòu)部分不能開設(shè)開角以及合角，否則會(huì)影響結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度，以及輸電鐵塔整體的穩(wěn)定性。一般情況下，主材規(guī)格越大，這種開角以及合角的誤差也就會(huì)越大。所以，在輸電鐵塔試組裝過程中，采用三維放樣時(shí)，應(yīng)該特別注意合理的設(shè)計(jì)橫擔(dān)主材的開角和合角。并對開角和合角進(jìn)行檢查和校核，以保證橫擔(dān)主材的長度和角度都符合規(guī)定的要求，減小工作中的誤差和工作難度。同時(shí)，還要保證橫擔(dān)主材不與其他部位產(chǎn)生干涉，尤其是螺栓的頭部和螺母部位需要特別關(guān)注。

2.4 空間碰撞的檢查

輸電鐵塔試組裝中，對輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維放樣時(shí)，一般采用的方法是，將輸電鐵塔的各個(gè)面單獨(dú)放樣，這就導(dǎo)致了輸電鐵塔各個(gè)面之間的空間位置無法保證，三維放樣軟件中對空間的直觀性比較差，雖然能夠用透視圖的方法觀測，但一直只能用肉眼檢查，這很容易造成漏檢的現(xiàn)象，尤其是在輸電鐵塔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況下。所以，設(shè)計(jì)人員在完成對輸電鐵塔結(jié)構(gòu)三維放樣設(shè)計(jì)之后，還要對其所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間干涉檢查。此外，我們還應(yīng)該研究新的軟件功能，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行干涉檢查，以降低工作量和保障輸電鐵塔三維放樣的準(zhǔn)確性。

2.5 零部件的檢查

火曲包鋼檢查。隨著輸電鐵塔三維放樣軟件的不斷更新，現(xiàn)在最新版本的輸電鐵塔三維放樣軟件已經(jīng)能夠?qū)鹎撝苯臃艠犹幚?。但是由于對輸電鐵塔零部件進(jìn)行火曲包鋼處理時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致零部件的變形，而且這種變形呈現(xiàn)無規(guī)律的特點(diǎn)。輸電鐵塔三維放樣軟件對火曲包鋼放樣處理時(shí)的計(jì)算公式，是在基于各種假設(shè)條件和理想環(huán)境下進(jìn)行的。所以，和實(shí)際情況相比，會(huì)出現(xiàn)不同程度的誤差。這種誤差所帶來最直接的影響是在孔位處。一旦經(jīng)過火曲包鋼處理后的橫擔(dān)主材和火曲連接板上的鏈接孔位置發(fā)生變化，將會(huì)加大輸電鐵塔組裝調(diào)試的困難，甚至還有可能對經(jīng)過火曲包剛處理的零部件進(jìn)行二次加工。所以，相關(guān)的輸電鐵塔三維放樣人員在火曲包鋼處理后，應(yīng)該細(xì)心的對各零部件的連接孔位置進(jìn)行仔細(xì)的檢查，以免產(chǎn)生偏差，影響裝配的進(jìn)度和工程的工期，以及影響輸電鐵塔試組裝過程中三維放樣的準(zhǔn)確性。

腳釘孔檢查。一般情況下，腳釘孔設(shè)置在主材上。同樣的，腳釘孔的位置度要求也特別嚴(yán)格，主材上腳釘孔的位置一旦出現(xiàn)偏差，將會(huì)導(dǎo)致主材的二次加工，甚至將整根主材進(jìn)行報(bào)廢處理，這種現(xiàn)象還會(huì)使輸電鐵塔的組裝調(diào)試工作受到影響。利用輸電鐵塔試組裝三維放樣軟件進(jìn)行放樣設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下，會(huì)根據(jù)主材上的腳釘孔的實(shí)際位置進(jìn)行排布。所以，在對輸電鐵塔試組裝進(jìn)行三維放樣設(shè)計(jì)之后，還要認(rèn)真的做好檢查工作，由一點(diǎn)出發(fā)，檢查主材連接部位的腳釘孔位置是否正確。在使用轉(zhuǎn)角塔的情況下，還需要檢查橫擔(dān)上下的腳釘排布情況，以保證其滿足在實(shí)際應(yīng)用中的要求。

掛線板檢查。掛線板是輸電鐵塔中非常重要的零件。掛線板的結(jié)構(gòu)和尺寸比較大，在輸電鐵塔試組裝過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對掛線板的孔徑、孔位的檢查，以保證掛線板能夠順利的與其他零部件進(jìn)行裝配。

3 國內(nèi)三維放樣的未來展望

隨著改革開放腳步的不斷加快，我國的科技水平越來越高，輸電設(shè)備和通訊設(shè)備，遍布祖國的各個(gè)角落。尤其是類似于輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)，更是隨處可見。通過，設(shè)計(jì)生產(chǎn)和查閱資料發(fā)現(xiàn)，三維放樣技術(shù)將會(huì)在以輸電鐵塔為代表的類似鋼結(jié)構(gòu)中大顯身手。通過對比國內(nèi)外三維放樣軟件的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用情況，可以發(fā)現(xiàn)我國的三維放樣技術(shù)有兩大特點(diǎn)，協(xié)同工作和是集成技術(shù)。從輸電鐵塔的放樣工作，到輸電鐵塔的試組裝，再到輸電鐵塔的正式組裝等一系列過程，在三維放樣軟件的協(xié)同幫助下，使得這一系列的過程可以并行進(jìn)行。這樣將會(huì)有兩個(gè)好處：①縮短工期時(shí)間；②可以在前面的設(shè)計(jì)階段，預(yù)判出后來可能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，并予以改正。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成化程度越來越高。三維放樣逐漸向著CAD、CAE集成系統(tǒng)發(fā)展。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)實(shí)生活中輸電鐵塔的塔型是非常復(fù)雜的，而且不同的項(xiàng)目對輸電鐵塔的制作提出不同的要求，這就需要我們利用三維放樣對數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確性的檢查，應(yīng)該具體問題具體分析，不應(yīng)該一成不變。在輸電鐵塔的實(shí)際試組裝過程中，我們應(yīng)該對輸電鐵塔的設(shè)計(jì)圖紙有一個(gè)比較清楚準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，這樣在和放樣的工作人員就圖紙的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行溝通時(shí)就比較順暢，制定出雙方都認(rèn)可的檢驗(yàn)方案，從而有效率的保證輸電鐵塔試組裝中三維放樣準(zhǔn)確性的檢驗(yàn)。

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TM753

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1004-7344（2016）35-0132-02

2016-12-2

葉德生（1982-），男，工程師，碩士研究生，主要從事鐵塔設(shè)計(jì)、放樣及制造等工作。