CN111141209A - 一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，旨在提供一种测量精度高的检测方法。该检测方法包括：（1）用相机对待测基础进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；（2）在像素点分析软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率（cm/pix）及焦距L焦；（3）像素点分析软件通过俯视图计算出基础断面尺寸及形心、同组地脚螺栓的中心；（4）像素点分析软件通过侧视图计算出基础地脚螺栓型号、露高及螺栓形心；（5）像素点分析软件通过俯视图计算出同组地脚螺栓中心与基础形心之间的位移量；（6）在像素点分析软件中输入地脚螺栓型号和基础断面尺寸，由软件判断基础是否满足验收规范要求。

Description

一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法

技术领域

本发明涉及桁架铁塔基础形心测量技术领域，尤其是涉及一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法。

背景技术

随着电力行业快速发展，输变电设备越来越多，然而运维人员的业务素质和人数滞后于设备的投产量。验收作业测量参数众多，新设备投产验收工作量大，新设备投产验收被逼采用抽检，以局部质量代替整体质量。此作业方法存在因个别人员业务素质不足，导致工程整体质量下降的问题。缺陷及隐患均属于个别问题，抽检作业存在缺陷、隐患不能在竣工验收时及时发现并消除，输电线路实际设备质量比抽检质量要差，系统台账与现场实际情况并非图实相符。同时也影响资产台账可信度，后期缺陷处理、工程持术改造、设备可靠性分析都需再次收集现场情况，增加运行单位的工作量。目前仍无专用的仪器应用于新投运的输电线路桁架铁塔基础施工质量检验。基础质量不满足规范要求会存在以下几个问题：

1.输电线路杆塔基础断面尺寸不满足规范要求，基础承载能力下降、水泥对钢筋保护不足，易锈蚀，线路有倒杆塔的风险；

2.地脚螺栓型号错误，存在杆塔地脚板无法安装、基础钢筋与基础的粘着力不足，钢筋抗拉强度不足，螺栓与螺母不匹配，杆塔抗上拔力不足，线路有倒杆塔的风险；

3.基础中心与同组地脚螺栓形心位置超标，存在基础倾斜，杆塔塔材变形的；

4.螺栓露高不足，螺母无法安装，杆塔抗上拔力不足。

输电线路杆塔基础承载着架空输电线路所有荷载，架空输电线路基础质量是工程质量的重要组成部分。架空输电线路验收作业有三项，中间验收只有两项，分别是工程基础施工完毕后，基础转序验收和杆塔转序验收作业。由此可见基础施工质量在工程管理中的重要性。目前基础转序验收质量检测方法主要有：

1.钢卷尺测量基础断面尺寸，测量点单一，测量结果保存方法为人工记录。

2.地脚螺栓型号为游标卡测量为准，螺栓露高需采用辅助绳测量辅助绳到基础顶面的高差。

3.同组地脚螺栓的中心与基础顶面形心的位移量测量方法为：采用辅助绳找到同组地脚螺栓的中心，再使用钢卷尺测量基础过同组地脚螺栓的中心两边的距离，计算距离的一半，再计算距离一半到同组地脚螺栓的中心的距离，两边距离再采用三角函数计算出中心位移。

上述测量方法，辅助工器具多、测量数据多、工作量大，测量结果单一，单纯数据不易复核结果。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种测量快速，安全且精度高的基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其包括以下内容：

(1)用相机对待测基础从正上方和正侧面两个方向进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；

(2)在像素点分析软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率(cm/pix)及焦距L焦；

(3)像素点分析软件通过俯视图计算出基础断面尺寸及形心、同组地脚螺栓的中心；

(4)像素点分析软件通过侧视图计算出基础地脚螺栓型号、露高及螺栓形心；

(5)像素点分析软件通过俯视图计算出同组地脚螺栓中心与基础形心之间的位移量；

(6)在像素点分析软件中输入地脚螺栓型号和基础断面尺寸，由软件判断基础是否满足验收规范要求。

优选的是，所述基础断面尺寸的测量如下：

在基础表面边缘线较直段边线上各指定两个点：A1、A2，B1、B2，C1、 C2，D1、D2，过A1、A2两点的直线与过B1、B2两点的直线交点形成A点，过B1、B2两点的直线与过C1、C2两点的直线交点形成B点，过C1、C2两点的直线与过D1、D2两点的直线交点形成C点，过D1、D2两点的直线与过A1、 A2两点的直线交点形成D点，矩形ABCD的代表基础顶面尺寸，辅助计算基础是否满足规范要求，软件统计基础顶面所占像素点数，可以得到该区域内基础断面的面积S，即矩形S_ABCD；

直线AB中点指定为J点，过J垂直于AB边的垂线与直线CD相交于K，直线AD中点指定为L点，过L垂直于AD边的垂线与直线BC相交于M，直线JK与直线LM相交点为O₁：

L_竖与L_横分别为基础顶面的长与宽。

优选的是，所述同组地脚螺栓的形心与基础位移量的测量如下：

指定4颗地脚螺栓的中心为E、F、G、H，地脚螺栓与基础顶面形成一个半圆弧，分别在E地脚螺栓顶面弧线、G地脚螺栓顶面弧线两条弧线的切线；切点分别为E1、G1，相同的方法做F地脚螺栓顶面弧线与H地脚螺栓顶面弧线的节线，切点分别为：F1、H1，连接E1G1与F1H1相交于O2；

L_O1O2即为同组地脚螺栓的形心与基础位移量。

优选的是，所述地脚螺栓型号、露高的测量方法如下：

将相机的距离计算点设为B点，相机焦平面与相机轴线交于A点。过A向六角头螺栓外螺纹上、下边缘作切线分别相交于E、F两点，∠EAF为α，圆柱中心为O；过B点作AO垂线分别相交AE、AF于C、D两点，根据圆切线定理可知CD为螺栓的切线，且B为线段CD的中点；因螺栓粗细为mm级别，在拍摄距离为L的情况下近似认为公式1中所得螺栓投影宽度为CD，则：

螺栓半径R为：

故螺栓外螺纹公称直径d为：

将同组地脚螺栓分别命名为：ABCD，取待检测螺栓B上顶面椭圆与螺栓A 上顶面椭圆相切线形成A1B1，取待检测螺栓B与基础顶面形成的椭圆与螺栓A 与基础顶面形成的椭圆作相切线形成A2B2；L_B1B2长度即为螺栓的露高。

优选的是，所述软件判断基础是否满足验收规范要求的判断方法如下：

输入数据包括：基础顶面尺寸边长或直径L_设，地脚型号M_设，判断基础施工质量的公式如下：

若

且

则基础断面尺寸合格，否则基础断面尺寸不合格；

若L_O1O2＞10mm

则基础地脚中心偏移量不合格，否则基础地脚中心偏移量合格；

若D≥dmin且D≤dmax

基础地脚加工质量合格，否则基础地脚加工质量不合格；

若-5mm≤L_B1B2-L_露设≤10mm

基础地脚露高合格，否则基础地脚露高不合格。

优选的是，所述相机采用CCD照像机。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明测量时无需与桁架铁塔基础进行接触，具有测量快速、安全且精度高的特点，适用于各类桁架塔基础浇制质量检验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为图像采集第一种方式的示意图。

图2为图像采集第二种方式的示意图。

图3为所采集图像的基础断面尺寸的实测图。

图4为螺栓的直径计算图。

图5为所采集图像的螺栓露高的实测图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将以附图为基准，借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

实施例1

一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其包括以下步骤：

(1)用CCD照相机对待测铁塔基础进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；如图1所示，相机10对待测铁塔基础20的图像采集相机采用定长杆4辅助进行，定长杆4的两端分别与相机支架30及对待测铁塔基础20接触，相机至待测物表面的距离通过测量定长杆获得；

(2)在软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率(cm/pix)及焦距L_焦；

(3)如图3所示，计算基础断面尺寸，断面尺寸测量方法：在基础表面边缘线较直段边线上各指定两个点：A1、A2，B1、B2，C1、C2，D1、D2，过 A1、A2两点的直线与过B1、B2两点的直线交点形成A点，过B1、B2两点的直线与过C1、C2两点的直线交点形成B点，过C1、C2两点的直线与过D1、 D2两点的直线交点形成C点，过D1、D2两点的直线与过A1、A2两点的直线交点形成D点，矩形ABCD的代表基础顶面尺寸，辅助计算基础是否满足规范要求.软件统计基础顶面所占像素点数，可以得到该区域内基础顶面的面积S，即矩形S_ABCD。

直线AB中点指定为J点，过J垂直于AB边的垂线与直线CD相交于K，直线AD中点指定为L点，过L垂直于AD边的垂线与直线BC相交于M，直线JK与直线LM相交点为O₁。

L_竖与L_横分别为基础顶面的长与宽：

(4)计算同组地脚螺栓中心位移量

直线AB中点指定为J点，过J垂直于AB边的垂线与直线CD相交于K，直线AD中点指定为L点，过L垂直于AD边的垂线与直线BC相交于M，直线JK与直线LM相交点为O₁。

指定4颗地脚螺栓的中心为E、F、G、H，地脚螺栓与基础顶面形成一个半圆弧，分别在E地脚螺栓顶面弧线、G地脚螺栓顶面弧线两条弧线的切线。切点分别为E₁、G₁，相同的方法做F地脚螺栓顶面弧线与H地脚螺栓顶面弧线的节线，切点分别为：F₁、H₁.连接E₁G₁与F₁H₁.相交于O₂。

L_O1O2即为同组地脚螺栓的形心与基础位移量。

(5)螺栓型号与螺栓露高测量方法：

如图4所示，将相机的距离计算点设为B点，相机焦平面与相机轴线交于 A点。过A向六角头螺栓外螺纹上、下边缘作切线分别相交于E、F两点，∠EAF 为α，圆柱中心为O；过B点作AO垂线分别相交AE、AF于C、D两点，根据圆切线定理可知CD为螺栓的切线，且B为线段CD的中点；因螺栓粗细为mm 级别，在拍摄距离为L的情况下近似认为公式1中所得螺栓投影宽度为CD，则

螺栓半径R为

故螺栓外螺纹公称直径d为

如图5所示，将同组地脚螺栓分别命名为：ABCD，取待检测螺栓B上顶面椭圆与螺栓A上顶面椭圆相切线形成A1B1，取待检测螺栓B与基础顶面形成的椭圆与螺栓A与基础顶面形成的椭圆作相切线形成A2B2，L_B1B2长度即为螺栓的露高。

(6)判断基础施工质量是否合格

验收作业时，输入数据包括：基础顶面尺寸边长或直径L_设，地脚型号M_设，判断基础施工质量的公式如下：

若

且

则基础断面尺寸合格，否则基础断面尺寸不合格；

若L_O1O2＞10mm

则基础地脚中心偏移量不合格，否则基础地脚中心偏移量合格；

若D≥dmin且D≤dmax

基础地脚加工质量合格，否则基础地脚加工质量不合格；

若-5mm≤L_B1B2-L_露设≤10mm

基础地脚露高合格，否则基础地脚露高不合格。

实施例2

本实施例CCD照像机用可显示物距和变焦距测量物体尺寸的拍照装置对被测铁塔基础20进行拍照，如图2所示，测量点与被测铁塔基础20表面的距离通过加装在相机10上的测距仪40测量获得，其余步骤与实施例1基本一致。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，其对上述具体实施例所记载的技术方案或部分技术特征进行的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其特征在于包括以下内容：

（1）用相机对待测基础从正上方和正侧面两个方向进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；

（2）在像素点分析软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率（cm/pix）及焦距L焦；

（3）像素点分析软件通过俯视图计算出基础断面尺寸及形心、同组地脚螺栓的中心；

（4）像素点分析软件通过侧视图计算出基础地脚螺栓型号、露高及螺栓形心；

（5）像素点分析软件通过俯视图计算出同组地脚螺栓中心与基础形心之间的位移量；

（6）在像素点分析软件中输入地脚螺栓型号和基础断面尺寸，由软件判断基础是否满足验收规范要求。

2.根据权利要求1所述基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其特征在于：所述基础断面尺寸的测量如下：

在基础表面边缘线较直段边线上各指定两个点：A1、A2，B1、B2，C1、C2，D1、D2，过A1、A2两点的直线与过B1、B2两点的直线交点形成A点，过B1、B2两点的直线与过C1、C2两点的直线交点形成B点，过C1、C2两点的直线与过D1、D2两点的直线交点形成C点，过D1、D2两点的直线与过A1、A2两点的直线交点形成D点，矩形ABCD的代表基础顶面尺寸，辅助计算基础是否满足规范要求，软件统计基础顶面所占像素点数，可以得到该区域内基础断面的面积S，即矩形S_ABCD；

直线AB中点指定为J点，过J垂直于AB边的垂线与直线CD相交于K，直线AD中点指定为L点，过L垂直于AD边的垂线与直线BC相交于M，直线JK与直线LM相交点为O₁：

L_竖与L_横分别为基础顶面的长与宽。

3.根据权利要求1所述基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其特征在于：所述同组地脚螺栓的形心与基础位移量的测量如下：

指定4颗地脚螺栓的中心为E、F、G、H，地脚螺栓与基础顶面形成一个半圆弧，分别在E地脚螺栓顶面弧线、G地脚螺栓顶面弧线两条弧线的切线；切点分别为E1、G1，相同的方法做F地脚螺栓顶面弧线与H地脚螺栓顶面弧线的节线，切点分别为：F1、H1，连接E1G1与F1H1相交于O2；

L_O1O2即为同组地脚螺栓的形心与基础位移量。

4.根据权利要求1所述基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其特征在于：所述地脚螺栓型号、露高的测量方法如下：

将相机的距离计算点设为B点，相机焦平面与相机轴线交于A点。过A向六角头螺栓外螺纹上、下边缘作切线分别相交于E、F两点，∠EAF为α，圆柱中心为O；过B点作AO垂线分别相交AE、AF于C、D两点，根据圆切线定理可知CD为螺栓的切线，且B为线段CD的中点；因螺栓粗细为mm级别，在拍摄距离为L的情况下近似认为公式1中所得螺栓投影宽度为CD，则：

螺栓半径R为：

故螺栓外螺纹公称直径d为：

将同组地脚螺栓分别命名为：ABCD，取待检测螺栓B上顶面椭圆与螺栓A上顶面椭圆相切线形成A1B1，取待检测螺栓B与基础顶面形成的椭圆与螺栓A与基础顶面形成的椭圆作相切线形成A2B2；L_B1B2长度即为螺栓的露高。

5.根据权利要求1所述基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其特征在于：所述软件判断基础是否满足验收规范要求的判断方法如下：

输入数据包括：基础顶面尺寸边长或直径L_设，地脚型号M_设，判断基础施工质量的公式如下：

若

则基础断面尺寸合格，否则基础断面尺寸不合格；

若

则基础地脚中心偏移量不合格，否则基础地脚中心偏移量合格；

若

基础地脚加工质量合格，否则基础地脚加工质量不合格；

若

基础地脚露高合格，否则基础地脚露高不合格。

6.根据权利要求1所述基于拍照的桁架铁塔基础外观质量检测方法，其特征在于：所述相机采用CCD照像机。

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