CN104499756B - 一种检查铁塔螺栓松动的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检查铁塔螺栓松动的方法，该方法将铁塔视觉测量技术与理论计算相结合预测螺栓松动，用视觉测量的方法测量铁塔的振动。本方法采用不接触的方法，避免了登塔测量带来的安全隐患，其利用了自然风做动力源，较采用人工上塔拴绳测量省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及一种检查铁塔螺栓松动的方法。
背景技术
输电线路中铁塔螺栓在运行过程中会在风的长期作用下发生松动、脱落，严重的甚至导致倒塔。为了避免倒塔每年需要对铁塔进行紧固操作，每基塔都有上万颗螺栓，全部加起来可达到几十亿颗，如果采用广泛坚紧固的方法，会造成大量的人力资源的浪费，采用试紧的方法也只能是简单抽样，由于铁塔部位不同受力情况不同，松动程度也会不同，简单抽样不能完全代表铁塔其它螺栓的紧固情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以对铁塔在线检测、检测效率高且安全性好的检查铁塔螺栓是否松动的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种检查铁塔螺栓松动的方法，其方法如下：
1、在两塔之间的地面某点固定一台照相机，配一套长焦镜头，对准想要观察的特定点（如杆件交叉点）；
2、在待测铁塔旁边10米范围内，一定高度（如3米）竖立一根钢支架，所述钢支架上设有风速传感器和风速、风向记录仪，通过风速、风向记录仪测量风速即时大小和方向；
3、将照相机和风速、风向记录仪时钟调整一致，同时记录待测铁塔的影像和风速信号；
4、将风速信号用matlab软件转换为风谱，按风在高度上的空间相关性计算出不同高度的风谱；
5、利用ANSYS软件将风谱施加在待测铁塔模型上，可计算出待测铁塔各点的振动谱，显示出待测铁塔的理论振动姿态；
6、将照相机的图像，利用视觉测量技术分析各点的振动谱，显示出待测铁塔的实际振动姿态；
7、通过对比实际振动姿态与理论振动姿态的差别，区分实际振动中不协调的部位即可以判断出待测铁塔螺栓是否松脱及松脱的部位。
本发明的原理如下：
本发明通过对比输电铁塔在风中的姿态可以判断其螺栓松动的部位。通过视觉测量技术，可以计算出铁塔各部位的运动轨迹，从而显示出铁塔的振动姿态。通过将当时风谱施加到以实际塔建立的模型上，可以得到铁塔各部位的运动轨迹，从而显示出铁塔的理论振动姿态。由于理论模型螺栓位置采用的是刚性连接，因此不存在松动问题，实际铁塔螺栓不松动时可看成是刚性连接，当松动后振动姿态发生变化，即在实际振动监测中表现出来，通过对比铁塔实际姿态和理论姿态自然就了解了螺栓松动的部位。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1）本方法实现了铁塔螺栓松动的在线诊断，避免了以前盲目试紧出现错漏的情况；
2）本方法采用不接触的方法，避免了登塔测量带来的安全隐患；
3）本方法利用了自然风做动力源，较采用人工上塔拴绳测量省时省力。
附图说明
图1是本发明测量时各部件的位置示意图；
图2是各部件测量时的俯视位置示意；
其中，1待测铁塔，2风速、风向记录仪，3镜头，4照相机，5相邻铁塔，6钢支架，7铁制独脚相机架，8风向。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
1．先准备下述器材：使用5DIII照相机4的摄录功能，换装至少32G存贮卡，也可外接存贮；使用600mm长距定焦镜头；铁制独脚相机架7（稳定可靠，不会被风吹动）； 采用西门子的型号为QVM62.1的风速传感器及风速、风向记录仪2；钢支架6（可插进土里）。
2．将照相机配合镜头进行标定，用于视觉测量计算用，将照相机4和风速、风向记录仪2时钟调整一致。
3．现场将风速传感器及风向、风速记录仪2安装在钢支架上6，将钢支架6插到铁塔迎风面边缘的土中，风速传感器距地面3米，调试设备准备测量。
4．在待测铁塔1与相邻铁塔5间选一点，该点从照相机4中能清晰看到被测量的部位。将铁制独脚相机架7在该点插入土中，将照相机4和镜头固定在铁制独脚相机架7上，调试照相机准备测量。
5．用遥控装置同时开启照相机4和风向、风速记录仪2，记录影响和风谱。最好经过一阵大风后再停止，因为大风条件更能反应铁塔的运动姿态。
6．将录像采用视觉测量技术提取特定点的运动轨迹，多个特性点可描绘出铁塔的实际运动姿态，通常选用主材上各特征点，这样可以看到主材的运动姿态变化。此处视觉测量技术为公知技术，可参见《河北电力技术》 2013年第4期，冯砚厅发表的论文《铁塔单目立体视觉测量技术研究》。
7．将测得的3米高处风谱数据按高度关联关系转换为10米高的风谱，然后再转换为不同高度的风谱，用MATALAB转化为ANSYS可用的风谱加载到该塔的模型上，则模型各点的振动轨迹被计算出来，主材的运动姿态变化也会被显示出来。
8．将录像中提取出的铁塔主材运动姿态变化同计算出来的主材运动姿态变化进行对比，凡是弯折的部位、运动迟滞的部位、突然动作的部位均是螺栓松动的部位。
Claims (1)
1.一种检查铁塔螺栓松动的方法，其特征在于：该方法步骤如下：
1）在两塔之间的地面某点固定一照相机（4），配一套长焦镜头，对准想要观察的特定点；
2) 在待测塔旁边10米范围内竖立一根钢支架（6），所述钢支架上设有风速传感器和风速、风向记录仪（2），通过风速、风向记录仪（2）测量风速即时大小和方向；
3) 将照相机（4）和风速、风向记录仪（2）时钟调整一致，同时记录待测铁塔（1）的影像和风速信号；
4) 将风速信号用matlab软件转换为风谱，按风在高度上的空间相关性计算出不同高度的风谱；
5) 利用ANSYS软件将风谱施加在铁塔模型上，计算出待测铁塔（1）各点的振动谱，显示出待测铁塔（1）的理论振动姿态；
6) 将照相机的图像，利用视觉测量技术分析各点的振动谱，显示出待测铁塔（1）的实际振动姿态；
7) 通过对比实际振动姿态与理论振动姿态的差别，区分实际振动中不协调的部位即可以判断出待测铁塔螺栓是否松脱及松脱的部位。
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