趙亮

（山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250101）

全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用分析

趙亮

（山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250101）

全站儀是一種具有操作方便、準(zhǔn)確度高、功能強(qiáng)大、技術(shù)先進(jìn)和效率高等優(yōu)點(diǎn)的測(cè)量?jī)x器，將其應(yīng)用于起重機(jī)檢驗(yàn)中非常必要，保證了檢驗(yàn)結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性，為起重機(jī)的安全運(yùn)行提供了有利條件。本文舉例淺析全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用。

起重機(jī)；檢驗(yàn)；全站儀

在起重機(jī)檢驗(yàn)中，傳統(tǒng)意義上是采用激光測(cè)距儀法來(lái)測(cè)量靜剛度，采用鋼絲繩法和水準(zhǔn)儀法來(lái)測(cè)量上拱度，但這些方法在測(cè)量中都存在一定的不足。筆者舉例淺析全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量方法的不足。

1 全站儀

全站儀是一種由微處理機(jī)構(gòu)、電子補(bǔ)償器、電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀組成的測(cè)量?jī)x器，其可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線測(cè)量、距離測(cè)量、角度測(cè)量、放樣測(cè)量和交會(huì)定點(diǎn)測(cè)量等功能，因此正廣泛應(yīng)用于精密工程測(cè)量中，其中在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用效果十分顯著。全站儀設(shè)有顯示系統(tǒng)和度盤(pán)讀數(shù)，其中按測(cè)角精度，分為10″、5″、3″、2″、1″和0.5″六個(gè)等級(jí)。

此外，全站儀可自動(dòng)測(cè)得距離和角度。以水平角測(cè)量方法為例。在水平角測(cè)量中，首先，按下角度測(cè)量按鈕，使其對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)A；其次，將A向水平度設(shè)為0；第三，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)B，水平度盤(pán)的讀數(shù)便是A與B的水平夾角。針對(duì)電子計(jì)算機(jī)與全站儀的數(shù)據(jù)交換，具體方式如下：一是在全站儀中裝入存儲(chǔ)卡，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊，表現(xiàn)出非常強(qiáng)的通用性；二是將電纜接入全站儀的通訊接口中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2 全站儀的應(yīng)用

靜剛度與上拱度是起重機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)。其中，靜剛度指的是滿載小車(chē)行至梁跨中時(shí)，跨度與梁的最大靜擾度的比值，其關(guān)乎到起重機(jī)的穩(wěn)定性；上拱度是梁的上彎弧線，其對(duì)起重小車(chē)使用功能的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。因此，在起重機(jī)檢驗(yàn)中，應(yīng)重視對(duì)其靜剛度與上拱度的檢驗(yàn)。為了保證起重機(jī)靜剛度與上拱度的檢驗(yàn)效果，本案引入全站儀法，具體如下。

在起重機(jī)靜剛度與上拱度的檢驗(yàn)中，全站儀的應(yīng)用要求先建坐標(biāo)系，并將儀器架安在恰當(dāng)?shù)奈恢蒙希⒁鈨x器的精度較高，可按環(huán)境條件修正數(shù)據(jù)。一般來(lái)講，將全站儀安裝到位后，可在同一位置量測(cè)多組數(shù)據(jù)。其中，在測(cè)量上拱度時(shí)，一切與儀器架通視的點(diǎn)皆可測(cè)量；在測(cè)量靜剛度時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行靜載試驗(yàn)，再檢驗(yàn)梁的跨中下?lián)隙取?/p>

對(duì)于門(mén)式起重機(jī)，應(yīng)先將空載小車(chē)停于限位開(kāi)關(guān)處，并在梁跨中對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行定位測(cè)量，記為A′，然后再將空載小車(chē)停于梁跨中，并對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，記為A″，最后取A′與A″的差值為梁的撓度值。

對(duì)于橋門(mén)式起重機(jī)，應(yīng)用全站儀來(lái)測(cè)量其翹度與拱度時(shí)，應(yīng)先將全站儀置于一處，并調(diào)整其水平度，然后再選取棱鏡模式及在梁上選定測(cè)量點(diǎn)，而后再將高度相等的光靶置于五個(gè)不同的位置上，最后再測(cè)出其數(shù)值，即為起重機(jī)的翹度與拱度。

應(yīng)用表明，在起重機(jī)靜剛度與上拱度檢驗(yàn)中，全站儀允許在選定的位置上連續(xù)測(cè)量，且無(wú)需輔助設(shè)備，這對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測(cè)量效率及保證測(cè)量精度非常有利。

此外，針對(duì)大跨度起重機(jī)，其在運(yùn)行中易發(fā)生啃軌現(xiàn)象，需進(jìn)行糾偏處理，即：先將全站儀置于一處，再用紅色激光束進(jìn)行遠(yuǎn)測(cè)，再將全站儀對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)001、002和003處萊卡反射片的中心，并調(diào)焦和測(cè)存，最后再進(jìn)行計(jì)算。

綜上所述，在電梯檢驗(yàn)中，全站儀的應(yīng)用對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工程效率及測(cè)量精度等具有重要作用，特別是全站儀是一種技術(shù)含量較高的測(cè)量?jī)x器，其可防止人為誤差的產(chǎn)生，從而提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的可信度，因此應(yīng)重視對(duì)全站儀的應(yīng)用研究。

3 應(yīng)用案例

鑒于起重機(jī)上拱度的測(cè)量難度較大，則采用萊卡反射片測(cè)量+紅外測(cè)距的方式，見(jiàn)圖1a。

如圖1a所示，首先，將萊卡反射片置于起重機(jī)箱型主梁的跨中和前、后支腿上，記為點(diǎn)C、A和B。

其次，將空載小車(chē)停于主梁的端部。

第三，將全站儀安在萊卡反射片的最優(yōu)地面上，并調(diào)整全站儀的水平度及檢查其氣壓、溫度、單位、棱鏡常數(shù)和類型等設(shè)置。

第四，測(cè)量前，先建立作業(yè)文件、坐標(biāo)系和設(shè)站點(diǎn)等，再將全站儀對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)A、B和C萊卡反射片的中心，最后再調(diào)焦及測(cè)存，記為002、003和004。

第五，測(cè)存上拱度后，在全站儀位置不變的情況下，測(cè)量起重機(jī)箱型梁的靜剛度。

第六，將額定載荷用小車(chē)運(yùn)至跨中，并保持其穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)的箱型梁出現(xiàn)下?lián)?，?jiàn)圖1b。如圖1b所示，先將點(diǎn)B下移至點(diǎn)B′，再用全站儀測(cè)存點(diǎn)B′的坐標(biāo)，記為0005。據(jù)此，僅需采用COGO反算功能，便可得到箱型梁的靜剛度與上拱度。

圖1

在實(shí)際應(yīng)用中，全站儀在野外的測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)在自重和風(fēng)力的影響下產(chǎn)生失衡或沉降等現(xiàn)象，并最終造成測(cè)量誤差。鑒于此，首先，應(yīng)在地面上固定好全站儀的支架，并進(jìn)行擋風(fēng)處理；其次，在測(cè)存數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)好望遠(yuǎn)鏡的焦距至成像清晰；第三，鑒于全站儀的測(cè)程和精度與溫度突變有關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)保證全站儀的溫度與環(huán)境溫度一致，即在變換溫差較大的測(cè)量場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)該在一段時(shí)間后開(kāi)箱。

4 結(jié)語(yǔ)

為了進(jìn)一步證實(shí)全站儀在起重機(jī)檢驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)通過(guò)與激光測(cè)距儀、經(jīng)緯儀+標(biāo)尺進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果顯示，在梁靜剛度的測(cè)量中，全站儀與經(jīng)緯儀+標(biāo)尺的測(cè)量結(jié)果相近，但對(duì)于大型起重機(jī)，則無(wú)法用激光測(cè)距儀來(lái)測(cè)量跨中點(diǎn)，且測(cè)量誤差也非常大。此外，對(duì)于累積誤差，激光測(cè)距儀=儀器精度誤差+儀器垂度誤差+測(cè)量處誤差；經(jīng)緯儀+標(biāo)尺=經(jīng)緯儀誤差+標(biāo)尺精度誤差+標(biāo)尺垂度誤差；全站儀=儀器精度誤差。可見(jiàn)，全站儀是一種方便快捷、測(cè)量精度高及測(cè)量功能完善的測(cè)量方法，因此將其應(yīng)用于起重機(jī)檢驗(yàn)中，可有效降低起重機(jī)靜剛度與上拱度測(cè)量的累積誤差。此外，亦可用全站儀來(lái)測(cè)量梁的跨度、軌道的水平度及其截面的高度差等，從而實(shí)現(xiàn)了提高了起重機(jī)檢驗(yàn)的效果?？傊瑢⑷緝x應(yīng)用于起重機(jī)檢驗(yàn)中是一種進(jìn)步，值得重視。

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