鐵塔制造中自動放樣常見的問題及其應對措施探討

■閆 俠 ■江西省送變電建設公司，江西 南昌 330200

鐵塔施工質(zhì)量的好壞直接反映著城市網(wǎng)絡建設的水平高低。在鐵塔制造的過程中，關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)在于鐵塔的自動放樣工作，該技術(shù)關(guān)節(jié)是決定鐵塔制造質(zhì)量好壞的基礎環(huán)節(jié)，同時也是一項非常復雜的工作，從歷來的經(jīng)驗分析，該環(huán)節(jié)是整個鐵塔制造流程的“瓶頸”，由于鐵塔的結(jié)構(gòu)過于復雜多變，從而難以理出一個合適的頭緒來對鐵塔結(jié)構(gòu)進行有效地描述，因此速度慢、耗費大量人工、可靠性差(常需要試裝檢驗)成為了鐵塔制造過程中難以避免的技術(shù)問題。此外，隨著計算機技術(shù)的日益發(fā)展和普及，不少鐵塔制造單位也在考慮采用計算機完成這既費時又費力的自動放樣作業(yè)，平衡各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使各生產(chǎn)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致，從而提高鐵塔的制造速度以及質(zhì)量，然而在實現(xiàn)的過程中依舊存在不少問題。這主要是因為就目前國內(nèi)鐵塔生產(chǎn)企業(yè)而言，仍沒有可以實現(xiàn)鐵塔自動放樣的系統(tǒng)軟件，針對這種情況，必須通過合理的分析規(guī)劃，針對鐵塔自動放樣過程中存在的問題提出相應的應對措施，從而提升鐵塔制造工藝，加快鐵塔制造效率。

1 現(xiàn)階段鐵塔制造過程中自動放樣存在的問題

1．1 結(jié)構(gòu)立體性表現(xiàn)困難

在鐵塔的制造過程中，自動放樣的主要問題在于鐵塔的結(jié)構(gòu)分析為立體結(jié)構(gòu)，相對于平面放樣來說，存在著明顯的技術(shù)缺陷，這是自動放樣過程中主要的技術(shù)問題。此外，值得注意的一點是，搭建鐵塔的鋼材一般使用角鋼，但是角鋼截面具有不對稱的特點使得鐵塔結(jié)構(gòu)的立體性不但表現(xiàn)在整體宏觀結(jié)構(gòu)上，還體現(xiàn)在較微觀的零件上，這無疑是給鐵塔的自動放樣工作帶來了重大的技術(shù)考驗。在人類的思維系統(tǒng)中，一般人(除了專業(yè)的藝術(shù)家)所認為的幾何結(jié)構(gòu)僅僅停留在二維平面空間上，因而對于相應的計算機圖形處理軟件的開發(fā)過程中，也是主要應對平面圖形的構(gòu)造，對解決空間立體幾何問題的計算機軟件沒有一套完整的規(guī)劃，因而在圖形放樣的放樣工作中，一旦幾何結(jié)構(gòu)由二維空間進入三維空間，首先技術(shù)層面難以達到相應的效果，這主要表現(xiàn)在軟件開發(fā)應用十分困難;其次，在設計人員的理解程度上也存在相應的矛盾，這主要體現(xiàn)在設計人員對三維空間的形體表述和理解程度上沒有二維空間這么直觀。鑒于以上分析，鐵塔制造過程中自動放樣的工作環(huán)節(jié)所面臨的三維立體結(jié)構(gòu)分析問題，嚴重制約著鐵塔制造的施工效率以及施工質(zhì)量，需要得到施工設計人員充分認識以及認真審視。

1．2 結(jié)構(gòu)連接方式多變

在鐵塔的制造過程中，鐵塔整體系統(tǒng)的搭建基本上是由若干零件組成的一個系統(tǒng)，一般為螺栓聯(lián)接的鋼結(jié)構(gòu)體系，從系統(tǒng)角度看，每個零件均為一個變化元，系統(tǒng)所具有的狀態(tài)種類將會隨著變化元總量的增加而急劇膨脹，因而零件的連接程度的好壞也是影響鐵塔制造質(zhì)量高低的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。但值得注意的一點是，零件的連接不僅可直接連接，還可過渡連接，特別是處于不同平面過渡的部位，因而各個零件之間的連接具有任意性的特點，對各種零件的連接造成一定的影響。此外，由于鐵塔制造的型材主要采取角鋼，而角鋼作為基本的連接零件其自身在三維立體空間方位上存不確定性，因而其位置方位的變化會導致結(jié)構(gòu)方式也發(fā)生變化。從這一技術(shù)層面來看，鐵塔的結(jié)構(gòu)連接方式極具不確定性，而鐵塔自動放樣工作環(huán)節(jié)考慮的重點恰恰就是鐵塔的整體結(jié)構(gòu)問題。因而鑒于每個零件均會聯(lián)接一個或是多個其他零件的情況，會導致出現(xiàn)這樣一種情況;即無論是哪一個零件改變了幾何形式均會引起相應的一連串信息變化，嚴重影響對系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的分析，進而嚴重影響著鐵塔自動放樣技術(shù)的發(fā)展。

2 針對自動放樣問題的相應解決措施

2．1 分解結(jié)構(gòu)，將立體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為平面結(jié)構(gòu)

鑒于鐵塔結(jié)構(gòu)復雜龐大的特點，直接對其進行設計不僅在能力層面上存在不足，而且技術(shù)層面上也存在著一定的缺陷。為了有效的對鐵塔的結(jié)構(gòu)進行分析探討，對龐大的結(jié)構(gòu)體系進行拆分無疑是最好的選擇。此外，值得注意的一點是，一般情況下鐵塔結(jié)構(gòu)的設計是由多段構(gòu)成，雖然鐵塔的空間結(jié)構(gòu)十分復雜，但是都是由直線段連接而成，并不存在曲面，因此結(jié)構(gòu)平面可分解為多個簡單的組合，使對鐵塔結(jié)構(gòu)進行分解分析成為可能。例如對塔身的結(jié)構(gòu)進行分解分析，可以把塔身的每一段均當成一個獨立的四樓臺結(jié)構(gòu)，將每一段塔身的結(jié)構(gòu)拿出來單獨分析，然后在根據(jù)拆分原則將鐵塔整體拼接起來，能大大減輕設計人員的工作強度，提升自動放樣的可行性。

2．2 以單線圖取代整體圖形，對信息進行簡化處理

鑒于鐵塔的整體系統(tǒng)由若干個零件構(gòu)成的基本情況，在圖形的表達過程中，如果將各個零件通過實體的形式表現(xiàn)出來，則必然會導致圖形雜亂的現(xiàn)象產(chǎn)生，進而影響對圖像的理解分析，不利于自動放樣工作的開展。為了解決這一問題，可以利用單線圖作為工具簡化圖形，從而清晰地表示鐵塔的結(jié)構(gòu)。但是利用單線圖的構(gòu)造需要注意以下幾點:

(1)合理利用型材準線。準線是所有型材公有的特性并且是孔位的分布線，屬于構(gòu)造單線圖的最佳標準，應用在施工放樣圖中，能有效地簡化圖形，方便施工辨識。鑒于線性鋼材是構(gòu)成鐵塔整體系統(tǒng)基本零件的情況，有特定的型材準線，因而，在鐵塔的圖形放樣過程中可以通過在必要的位置附以相應連接板的符號即可，從而達到簡化圖形的目的。

(2)注意反映實體尺寸。明確的圖形尺寸是自動放樣的基本前提，唯有在圖形反映實體的情況下，才能使圖形與數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，實現(xiàn)通過圖形對結(jié)構(gòu)進行分析的目標。

(3)注意選型構(gòu)造與輸入構(gòu)造相結(jié)合。在鐵塔的自動放樣過程中，為了方便用戶的使用，往往指在計算機內(nèi)預先存儲一些固定的單線結(jié)構(gòu)，即所謂“選型結(jié)構(gòu)”。但是鑒于線性組合類型十分復雜的情況，“選型結(jié)構(gòu)”往往難以滿足實際的設計要求。此外，由于鐵塔各個零件之間的排列組合并沒有規(guī)范，這就進一步暴露了其缺陷。為了有效的解決這一技術(shù)缺陷，必須采用“輸入構(gòu)造”這一個方法進行輔助，即用戶采用輸入方法對鐵塔構(gòu)造進行描述，在確保速度的同時注重靈活度。

3 結(jié)束語

在鐵塔的制造過程中，盡管自動放樣是一項非常復雜的技術(shù)工作，但是鑒于該工作環(huán)節(jié)對提升鐵塔制造水平起著至關(guān)重要作用的基本情況，在施工過程中必須切實提升自動放樣的技術(shù)水平，并且針對自動放樣過程中存在的一系列技術(shù)問題采取相應的解決措施進行改進。實踐證明，本文所提出的一系列解決方案在許多問題的解決上是行之有效的，以此為基礎所建立的一套自動放樣系統(tǒng)已投人實際應用并取得了良好的效果。但是隨著城市建設速度不斷加快，為了更好的提升自動放樣技術(shù)在鐵塔制造過程中的應用，還需要不斷努力。

［1］楊紅娟.鐵塔制造中自動放樣技術(shù)問題探討［J］.科技創(chuàng)新導報，2008(34):253.

［2］劉經(jīng)國.鐵塔計算放樣討論［J］.河南電力，2009(1):118-124.