一种老旧铁塔设计参数确定及损伤缺陷检测方法与流程

1.本发明属于输电铁塔检测技术领域，具体涉及一种老旧铁塔设计参数确定及损伤缺陷检测方法。


背景技术：

2.我国社会经济高速蓬勃发展，电力行业也随之迅速发展并在全国各地搭建了大量的输电线路，一部分输电线路上的铁塔服役期限已经长达三十余年。由于历史遗留的问题，这部分铁塔的设计标准偏低，且因长时间露天运行以及周围环境的影响等原因，其安全性和可靠性已经远远无法满足现有的标准和实际需求，具有很大的安全隐患。
3.随着输电线路的不断复杂化，输电铁塔的安全性、耐久性日益受到关注，因此如何有效的检测输电铁塔损伤缺陷成为一种迫切需要的技术。对输电铁塔进行检测时往往需要获得杆件的具体尺寸、钢材型号和连接方式等数据，在长期的使用过程中，一些老旧铁塔的原始设计资料通常早已丢失，再加之铁塔后期养护以及防腐处理刷漆所导致的铁塔角钢尺寸增加，给铁塔的安全评价和加固带来很大困难。因此，通过现代检测技术确定老旧铁塔设计参数和损伤缺陷，研究老旧铁塔的运行现状，对老旧铁塔的安全性进行诊断，是确保现有线路和铁塔安全运行的现实需求。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种老旧铁塔设计参数确定及损伤缺陷检测方法，该方法步骤简单，操作过程方便，实用性强，见效快，检测结果准确可靠，可有效节省人力物力，其能对老旧铁塔进行有效的检测，能满足现有线路和铁塔安全运行的现实需求。
5.为了实现上述目的，本发明按以下技术方案实现：本发明公开了一种老旧铁塔设计参数确定及损伤缺陷检测方法：在待测铁塔的多个塔脚处设置扫描设备，通过扫描设备扫描待测铁塔后得到待测铁塔和混凝土护台的具体尺寸；使用检测设备一测量待测铁塔角钢多处的带漆厚度和漆膜厚度后通过取平均值得到待测铁塔角钢的实际厚度；使用检测设备二测量待测铁塔角钢多处的宽度后得通过取平均值到待测铁塔角钢的实际宽度；根据设计图纸确定角钢原始设计尺寸后减去角钢实际尺寸得到角钢的锈蚀厚度；使用检测设备三测量待测铁塔角钢多处的角钢硬度后通过取平均值作为结果判别钢材牌号。
6.进一步的方案，所述在待测铁塔的多个塔脚处设置扫描设备，通过扫描设备扫描待测铁塔后得到待测铁塔和混凝土护台的具体尺寸具体过程如下：1）在待测铁塔周围布置三个标靶；
2）在待测铁塔的塔脚一、塔脚二、塔脚三周围依次设置三维激光扫描仪站点，并在三维激光扫描仪站点上依次架设三维激光扫描仪；3）利用三维激光扫描仪扫描待测铁塔得到点云数据，并将得到的点云数据传输给处理器；4）通过处理器先对两个站点扫描的点云数据进行拼接，再对整个铁塔的点云数据进行拼接，得到铁塔的完整尺寸点云数据；5）利用处理器根据点云数据和铁塔的距离筛选去掉无用的点云数据；6）利用处理器根据筛选后的点云数据，针对想要测量的数据选取相应数据点，并测量数据点间的距离，作为尺寸数据；7）通过三维激光扫描仪数据量测待测铁塔塔脚处混凝土护台厚度。
7.进一步的方案，所述三维激光扫描仪站点选定在待测铁塔的塔脚一、塔脚二、塔脚三的顶角处，且确保能同时扫描到铁塔的两个面以及三个标靶。
8.进一步的方案，在待测铁塔的塔脚四周围设置激光扫描仪站点。
9.进一步的方案，使用检测设备一、二测量待测铁塔角钢多处的带漆厚度、漆膜厚度和宽度后通过取平均值得到待测铁塔角钢的实际厚度和宽度过程如下：1）将涂层测厚仪调零，经标准厚度试片校正；2）先将待测铁塔由下向上依次分为多个测量段，再在几个测量段上各挑选一根主材、斜材和横材作为测量对象，然后对选定角钢的a面、b面分别由下往上或由左往右的于其靠近两端和中间的位置选定多个测区；3）在每个测区内挑选一个点作为测量位置，在角钢两肢处a面和b面依次测量角钢带漆厚度和漆膜厚度；4）先将待测角钢带漆厚度减去漆膜厚度获得该测区的角钢厚度，再将六个测区的角钢厚度取平均值作为该角钢实际厚度；5）使用游标卡尺在测区处分别测量待测角钢两肢的宽度，六个测区取平均值作为该角钢实际宽度。
10.进一步的方案，所述测区离待测角钢肢背和肢尖不小于10mm，且宽度为20mm～30mm。
11.进一步的方案，所述漆膜厚度的测量位置在每个测区的里侧和外侧各一点。
12.进一步的方案，使用检测设备三测量待测铁塔角钢多处的角钢硬度后通过取平均值作为结果判别钢材牌号过程如下：在待测铁塔每一段的主材上各挑选多个点使用里氏硬度计测量待测角钢硬度，每个点测量三次取平均值作为结果判别钢材牌号。
13.进一步的方案，若检验批硬度平均值不小于419hld，评定为q345钢；若检验批硬度平均值不大于394hld，评定为q235钢。
14.进一步的方案，观察待测铁塔，确定待测铁塔各杆件连接方式。
15.与现有技术相比，本发明有益效果：本发明中，至少在待测铁塔的三个塔脚处设置三维激光扫描仪站点，并于其上安装三维激光扫描仪，可以通过三维激光扫描仪较为全面的扫描待测铁塔，有利于简单快速全面的得到待测铁塔和混凝土护台的具体尺寸；使用涂层漆膜仪、游标卡尺等仪器得到待
测铁塔角钢的带漆厚度、漆膜厚度和宽度，从而根据图集、规范和设计经验对比设计常用角钢，这样，可以方便准确的确定角钢原始设计尺寸和锈蚀厚度；使用里氏硬度计检测待测铁塔角钢，从而可以快速有效的通过角钢硬度判别钢材类型。本方法步骤简单，操作过程方便，适用性广泛，可靠性强，检测周期短，成本低，见效快。该方法能通过现代检测技术确定老旧铁塔的设计参数以及损伤缺陷，可以解决一些原始设计资料丢失，缺少杆件的具体尺寸、钢材型号和连接方式，刷漆后导致铁塔角钢尺寸增加等老旧铁塔的设计参数确定以及损伤缺陷检测等问题。
附图说明
16.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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他附图。
17.在附图中：图1为本发明中待测铁塔的结构示意图；图2为本发明中三维激光扫描仪的布置位置示意图；图3为本发明中角钢测区位置示意图一；图4为本发明中角钢测区位置示意图二；图5为本发明中待测铁塔中一个测量段的测量示意图。
18.图中： 1、第一段，2、第二段，3、第三段，4、第四段，5、第五段，6、第六段，7、第七段，8、第八段，9、第九段，10、混凝土护台，11、主材，12、斜材，13、横材，14、三维激光扫描仪站点，15、标靶，16、塔脚一，17、塔脚二，18、塔脚三，19、塔脚四，20、测区，21、a面，22、b面。
19.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.如图1至图5所示，一种老旧铁塔设计参数确定及损伤缺陷检测方法，包括以下步骤：
步骤一：在待测铁塔周围布置三个标靶15；步骤二：在待测铁塔的塔脚一16、塔脚二17、塔脚三18周围依次设置三维激光扫描仪站点14，并在三维激光扫描仪站点14上依次架设三维激光扫描仪；步骤三：利用三维激光扫描仪扫描待测铁塔得到点云数据，并将得到的点云数据传输给处理器；步骤四：通过处理器先对两个站点扫描的点云数据进行拼接，再对整个铁塔的点云数据进行拼接，得到铁塔的完整尺寸点云数据；步骤五：利用处理器根据点云数据和铁塔的距离筛选去掉无用的点云数据；步骤六：利用处理器根据筛选后的点云数据，针对想要测量的数据选取相应数据点，并测量数据点间的距离，作为尺寸数据；步骤七：将涂层测厚仪调零，经标准厚度试片校正；步骤八：先将待测铁塔由下向上依次分为九个测量段，分别为第一段1、第二段2、第三段3、第四段4、第五段5、第六段6、第七段7、第八段8和第九段9，再在第一段1、第二段2、第三段3、第四段4、第五段5上各挑选一根主材11、斜材12和横材13作为测量对象，然后对选定角钢的a面21、b面22分别由下往上或由左往右的于其靠近两端和中间的位置选定3个测区20；步骤九：在每个测区20内挑选一个点作为测量位置，在角钢两肢处a面21和b面22依次测量角钢带漆厚度和漆膜厚度；步骤十：先将待测角钢带漆厚度减去漆膜厚度获得该测区20的角钢厚度，再将六个测区20的角钢厚度取平均值作为该角钢实际厚度；步骤十一：使用游标卡尺在测区20处分别测量待测角钢两肢的宽度，六个测区20取平均值作为该角钢实际宽度；步骤十二：根据图集、规范和设计经验对比设计常用角钢，确定角钢原始设计尺寸，将设计尺寸减去实际尺寸得到角钢的锈蚀厚度；步骤十三：在待测铁塔每一段的主材11上各挑选三个点使用里氏硬度计测量待测角钢硬度，每个点测量三次取平均值作为结果判别钢材牌号；步骤十四：观察待测铁塔，确定待测铁塔各杆件连接方式；步骤十五：通过三维激光扫描仪14数据量测待测铁塔塔脚处混凝土护台10厚度。
24.为了获得更精确的测量结果，在步骤二中，所述三维激光扫描仪站点14选定在待测铁塔的塔脚一16、塔脚二17、塔脚三18的顶角处，且确保能同时扫描到铁塔的两个面以及三个标靶15。
25.为了获得更精确的测量结果，在步骤二中，同时，在待测铁塔的塔脚四19周围设置激光扫描仪站点14。
26.作来一种优选，在步骤八中，所述测区20离待测角钢肢背和肢尖不小于10mm，且宽度为20～30mm。
27.作来一种优选，在步骤九中，所述漆膜厚度的测量位置在每个测区20的里侧和外侧各1点，两面共12个测量位置。
28.作来一种优选，在步骤十三，若检验批硬度平均值不小于419hld，评定为q345钢；若检验批硬度平均值不大于394hld，评定为q235钢。
29.作来一种优选，在步骤十四中，观察斜材与主材间的连接方式，若为螺栓连接可视为斜材与主材间螺栓连接；若节点板焊接连接或直接焊接连接可视为焊接连接。
30.本发明中，至少在待测铁塔的三个塔脚处设置三维激光扫描仪站点，并于其上安装三维激光扫描仪，可以通过三维激光扫描仪较为全面的扫描待测铁塔，有利于简单快速全面的得到待测铁塔和混凝土护台的具体尺寸；使用涂层漆膜仪、游标卡尺等仪器得到待测铁塔角钢的带漆厚度、漆膜厚度和宽度，从而根据图集、规范和设计经验对比设计常用角钢，这样，可以方便准确的确定角钢原始设计尺寸和锈蚀厚度；使用里氏硬度计检测待测铁塔角钢，从而可以快速有效的通过角钢硬度判别钢材类型。本方法步骤简单，操作过程方便，适用性广泛，可靠性强，检测周期短，成本低，见效快。该方法能通过现代检测技术确定老旧铁塔的设计参数以及损伤缺陷，可以解决一些原始设计资料丢失，缺少杆件的具体尺寸、钢材型号和连接方式，刷漆后导致铁塔角钢尺寸增加等老旧铁塔的设计参数确定以及损伤缺陷检测等问题。
31.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
32.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本技术所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
33.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。