導語：壓力鋼管變位監(jiān)測管理論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1.概述

三峽工程4#機壓力鋼管在設計形式上取消了伸縮節(jié)，其下平段湊合節(jié)與下游鋼管之間的最后一道環(huán)縫即合攏焊縫是在強約束條件下施焊，高強度大厚板壓力鋼管在強約束條件下施焊，會產生很大的焊接應力和變形。為了保證機組安裝質量，三峽總公司廠壩（綜）[2001]第109號文要求：在合攏縫施焊過程中，座環(huán)變位不應超出±1.0mm的允許范圍。為了考察環(huán)縫焊接收縮時，是否會因焊接應力的影響，對座環(huán)產生較大的拉動作用，使座環(huán)變位，造成機組中心出現較大的偏差。受業(yè)主委托，組成檢測組，對4#機壓力鋼管下平段合攏縫焊接施工全過程中對座環(huán)進行實時監(jiān)測。

監(jiān)測采用工業(yè)三坐標測量系統(tǒng)TCA2003（瑞士Leica），測量系統(tǒng)由主機、便攜電腦、測量目標（反射片或棱鏡）、數據線等四部分構成。測量精度：測角0.5″；測距近距離（100m內）優(yōu)于0.5mm。

測量系統(tǒng)主機通過對測量目標的測量得到測量目標所在點的三維坐標（即測量數據），電腦通過軟件采集測量數據，進行坐標系的生成與轉換，最后通過分析計算得到所需的測量結果。

工業(yè)三坐標測量系統(tǒng)是通過建立幾何模型將檢測項目轉化成空間點、線、面的相互關系，確定測量點的數量及其布置位置，進而根據采集的數據按照已建立的幾何模型進行分析計算，得到測量結果。

2.監(jiān)測過程

2.1坐標系：

以機組軸線為坐標系的X軸且正方向指向左岸，以上下游方向為Y軸且正方向指向上游，Z軸為鉛垂方向且正方向向上，坐標原點位于廠房4#機上游墻面消防栓部位。

2.2監(jiān)測點：

在座環(huán)上環(huán)面布置四個監(jiān)測點P1、P2、P3、P4，并將其固定，監(jiān)測點位置及點號如圖1所示。

圖1監(jiān)測點布置示意圖

2.3監(jiān)測時間：

2001年11月17日（合攏縫焊接前）對4#機座環(huán)上環(huán)板的圓度進行了檢測。

2001年11月22日21:00至12月2日15:00，即開始焊接前進行的第一次測量（座環(huán)變位監(jiān)測的初始值）至焊接完畢(焊縫溫度冷卻至環(huán)境溫度)后進行的最后一次測量。

2001年11月22日23:00起，每間隔4小時測量一次。

2001年12月2日下午（合攏縫冷至環(huán)境溫度）對4#機座環(huán)上環(huán)板的圓度進行了檢測。

2.4測量結果準確性的保證措施：

（1）將測量主機固定在特制的并與基礎焊牢的金屬支架上（取代原木支架），以保證在整個監(jiān)測過程中所有監(jiān)測數據在同一測站內；在廠房的上下游墻壁上布置5個公共測點，每次對監(jiān)測點P1、P2、P3、P4進行測量時，同時對5個公共測點也進行測量，通過比較5個公共測點相對于其原始值變化情況以核查全站儀的測站是否發(fā)生變化。

（2）測量時根據白天、夜晚溫度變化的實際情況來調整儀器的溫度修正值以減小溫度對測量系統(tǒng)產生的誤差。

（3）對監(jiān)測點及公共測點進行雙面測量以減小系統(tǒng)的軸系誤差，對每個監(jiān)測點還進行3次循環(huán)測量取其平均值以減小視覺偶然誤差。

2.5監(jiān)測數據的記錄與保存：

（1）對所有監(jiān)測點采用統(tǒng)一的數據記錄格式，在便攜式電腦中對原始測量數據備份保存。

（2）每次測量完畢，及時將測量數據手工輸入《壓力鋼管下平段合攏縫焊接過程中座環(huán)變位監(jiān)測記錄表》。

3.幾何模型及數據處理

3.1座環(huán)圓度：

在座環(huán)上環(huán)板的端面上均勻布置了16個測量點，11月17日（合攏縫焊接前）、2001年12月2日下午（合攏縫冷至環(huán)境溫度）分別對這16個測點進行了測量，對測得的兩組數據分別進行圓擬合，計算出合攏縫焊接前、后座環(huán)的圓度。

3.2座環(huán)變位：

座環(huán)上各點的三維坐標值在合攏縫焊接過程中（包括焊后焊縫溫度冷卻至環(huán)境溫度）相對于合攏縫焊接前的變化即為座環(huán)的變位。監(jiān)測過程中以座環(huán)上四個監(jiān)測點的三維坐標值的變化情況，以及座環(huán)圓度在合攏縫焊接前、后的變化情況來反映座環(huán)的變位情況。四測點坐標變化量為各次測量的平均值與初始值的差值。

4.監(jiān)測結果

對4#機壓力鋼管下平段合攏縫焊接過程中座環(huán)變位的監(jiān)測共進行了705次測量，對公共測點進行了244次測量。

4.1各監(jiān)測點坐標初始值

表1各監(jiān)測點坐標初始值單位：mm

點號

監(jiān)測點坐標初始值

環(huán)境溫度

備注

Xi

Yi

Zi

P1

-7479.1

-9112.1

-18211.0

16.5℃

P2

-2262.4

-12219.2

-18220.1

P3

-1224.8

-18530.5

-18215.9

P4

-8282.3

-22615.0

-18217.7

4.2各監(jiān)測點監(jiān)測結果的綜合情況

表2各監(jiān)測點三維坐標變化情況單位：mm

點號

坐標軸

坐標變化量

環(huán)境溫度

備注

最大值

最小值

變化范圍

P1

XYZ

0.6

-0.4

-0.4～0.6

9.1℃～19℃

坐標變化量為各次測量的平均值與初始值的差值。

0.6

-0.5

-0.5～0.6

0.6

-0.3

-0.3～0.6

P2

XYZ

0.2

-0.4

-0.4～0.2

0.4

-0.5

-0.5～0.4

0.7

-0.3

-0.3～0.7

P3

XYZ

0.2

-0.6

-0.6～0.2

0.7

-0.5

-0.5～0.7

0.8

-0.2

-0.2～0.8

P4

XYZ

0.5

-0.3

-0.3～0.5

0.6

-0.5

-0.5～0.5

0.8

-0.3

-0.3～0.8

4.34#機座環(huán)上環(huán)板的圓度測量結果

表34#機座環(huán)上環(huán)板的圓度測量數據表單位：mm

檢測項目

實測結果

備注

4#機座環(huán)上環(huán)板的圓度

合攏縫焊前

2.3

合攏縫焊后

2.5

5.監(jiān)測結論

（1）公共測點的測量數據顯示，在監(jiān)測全過程中公共測點的三維坐標值的變化量均在測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差范圍之內，可以認為在監(jiān)測全過程中測站的位置沒有發(fā)生變化，且測量系統(tǒng)狀態(tài)正常。

（2）通過對監(jiān)測點測量數據的統(tǒng)計分析，可以認為：四個監(jiān)測點的三維坐標值的變化量均未超出“廠壩（綜）[2001]第109號文”所要求的±1.0mm的允許范圍。

（3）4#機座環(huán)上環(huán)板的圓度在合攏縫焊接前、后無明顯變化。

主要參考資料

[1]實時經緯儀工業(yè)測量系統(tǒng)于來法測繪出版社【1996年】

[2]工業(yè)測量系統(tǒng)李廣云解放軍出版社【1996年】

Howtosupervisethestay-ring’sdisplacementwhilepenstock’slastannualinterfacewelding

MEIYan

(Nationaltestingcenterofthehydroelectricengineeringsteelstructure,Zhengzhou450006,china)

Abstract：It’sthefirsttimethatthestay-ring’sdisplacementissupervisedinthedomestichydroelectricengineeringwhilepenstock’slastannualinterfaceweldingbyindustrialmeasurementsystem.thearticleemphasizesonhowtosuperviseandanalyzethedata.