激光投线定位法在电缆桥架施工中的应用

广东省输变电工程公司 刘向红

激光投线定位法在电缆桥架施工中的应用

广东省输变电工程公司 刘向红

在变电站施工中,电缆桥架安装工作是一项非常重要的环节,通常主控楼、电气室电缆夹层都需要大量安装电缆桥架，而电缆桥架安装施工周期很长，其进度对整个工程工期影响非常大。桥架安装通常采用吊锤、棉线测定立柱和托臂位置，耗时耗力，经过一系列变电工程的建设实践，我安装队创新使用激光投线仪投射定位线的定位方法代替人工定位，使得立柱安装、托臂安装、调整过程效率得以提高。经过从化、东坡、富华等多个变电站工程实践，证明该方法既能满足施工和测量精度，又提高了施工效率。

激光投射；立柱安装；托臂安装；水平投射线；垂直投射线

引言

电缆桥架由托盘或梯架直线段、弯通、托臂(臂式支架)、吊架等构成，是具有密接支撑电缆的刚性结构系统。在变电站工程中，电缆桥架应用于水平布线和垂直布线系统的安装通道，使电缆铺设达到标准化、系列化、通用化。桥架具有三个作用，一是支撑线缆，二是保护线缆，三是管理线缆，桥架的施工质量关系到能否保证不发生电气火灾，电力设备能否正常运行等。电缆桥架安装质量的优劣，不仅关系到电缆敷设的美观、安全及可靠性，更直接影响变电站的整体安装工艺。

电气安装工程中，电缆桥架的安装进度对整个工程工期影响非常大，通常电气主控楼、电气室电缆夹层内的桥架安装量都非常大。电缆桥架安装主要步骤为:立柱安装、托臂安装、桥架安装和接地线安装等。立柱安装之前需人工使用棉线对位，具体步骤为：从始端至终端找好水平线或垂直线，用粉线袋沿墙壁、顶棚等处，沿线路的中心线弹线，并用笔标出具体位置。安装之后的桥架需测量复检，达到如下指标：各支架的同层横档应在同一水平面上，其高低差不应大于5mm，托架支吊架沿桥架走向左右的偏差不应大于10mm。

1 电缆桥架施工改进方法的提出

立柱安装是桥架施工的第一道工序，过去立柱安装施工方法为：根据设计图纸确定进出线、盒、箱、柜等电气器具的安装位置，从始端至终端找好水平线或垂直线，用棉线涂抹颜料，沿线路的中心线弹线；按照设计图要求及施工验收规范规定，分匀档距，并用笔标出具体位置，每条立柱的垂直需挂吊锤，用角尺测量两点距离校验。期间需反复用铁锤调整立柱和角尺两点测量吊锤线与立柱的距离，当两点距离一致时，立柱垂直。每条立柱校验平均耗时20分钟。

托臂安装时在始末两端和转弯处按照规定高度先安装两只托臂，再在两托臂间拉一水平线(这两个托臂要安装端正)，然后按线安装其余托臂。最后利用线垂、水平尺将整排托臂调正，各托臂的同层横档应在同一水平面上，其高低偏差不大于5mm，使整排托臂达到横平竖直。托臂定位需在前后两条立柱上测量出所有托臂位置，前后两排通线，用角尺在其它立柱划出托臂的定位线，一条立柱托臂定位平均耗时15分钟。

由此可见：电缆桥架安装的定位环节采用人工测量完成，费时费力。其瓶颈在于：在立柱、托臂定位划线环节耗费了大量人力物力。

2 激光投线仪功能简介

激光投线仪是一种新型的光机电一体化仪器，它采用波长为635nm的半导体激光器，激光线清晰明亮，适合于较远距离的投线定位，发射器采用专用供电电源，具有强抗干扰性、高稳定性、抑制浪涌电流等特点，特别适于恶劣的工作环境，能有效保证镭射激光头的稳定性和使用寿命。

激光投线仪外形如图1所示：使用该仪器测量只需将激光仪调节至水平，可将激光仪放在较为平整物体上，或装设在三脚架上，然后调整三边的可调支腿，当水泡到达居中位置即完成了仪器调平。转动仪器可使激光束到达各个方向，微调仪器，就能方便、精确地找准目标。同时，该激光仪还具有自动报警功能，在仪器倾斜超出允许的平衡范围时激光线闪烁，并声音报警。

激光投线仪能投射出四条水平线V1、V2、V3、V4，和四条垂直线H1、H2、H3、H4，几条垂线在空间上成90度角，水平线和垂直线在天花板上相交，产生一个天顶点，投线仪下端还形成一个下对点。天顶点和下对点在同一条铅垂线上。在立柱、托臂定位划线环节，激光投线仪的垂直投射线V进行立柱垂直校验，用水平投射线H（辅助水平尺）进行托臂水平度校验，帮助施工人员准确地确定位置，保证施工的质量。

图1 激光投线仪外形图

激光投线仪具有重力感应功能，通过气泡调节自身水平后可以方便的投射出多条投射线，投射线在室内50米范围清晰可见，对线时，慢慢转动投射转盘，待投射线由远到近刚好到达立柱或托臂边缘时，拧死锁定旋钮，将投射转盘固定。采用激光对线法可以节省人工作业的弹线和挂吊锤等步骤，减少挂吊锤和反复测量的时间。

3 立柱、托臂的现场安装工艺改进

使用激光投线定位取代人工测量定位后，桥架安装改进工艺流程为：

激光投线定位→膨胀螺栓安装→立柱、托臂安装→电缆桥架安装→电缆桥架接地。

3.1 用激光投线仪实现立柱定位安装

立柱一般由型钢制成，用以保证桥架的承压强度。夹层立柱的安装采用上下生根方式，上与钢梁焊接，下与预埋件焊接。

当采用激光投线仪进行立柱安装定位时，首先将#1投线仪在立柱正面摆放，根据前期测好的起点终点投线，根据设计值测量在每根立柱的投线位置，并逐一划线，由于立柱由方形角钢制成，立柱正面也需要垂直校验线进行定位，以保证安装精度。我们将#2号激光对线仪摆放在立柱侧面，投射出立柱的正面垂直校验线。

立柱上端对齐两条投射线的交汇处，当立柱的正面、侧面与两校验线完全重合时（如图2所示），说明立柱位置已经调整到位。

图2 立柱上端、下端均与投射线重合

立柱定位需要根据施工图纸确定立柱的间距，确定立柱的位置时，要避开弯通、三通、四通。立柱的长度一般根据电缆桥架的层数确定。立柱下料时要用无齿锯，立柱的切口处要刷两遍银粉漆。立柱安装采用焊接方式，焊接工艺采用先点焊，待一整排立柱调整完毕后再满焊。

立柱焊接示意图如图3所示：

图3 立柱焊接示意图

根据现场实际确定h的长度值，a的长度值应满足下表要求的尺寸。

3.2 用激光投线仪实现托臂定位安装

之后用激光投线仪定位托臂的位置，首先根据图纸确定各层托臂的标高，先找准并固定好每层首尾两端的托臂（包括中间转弯处）。水平投射线在室内50米范围清晰可见，可以作为定位线由远到近安装托臂，节省每条立柱划托臂定位线这一步骤。

用激光投线仪逐一确定每条托臂的标高，保证桥架的连接板中心线在同一直线上。具体实施步骤为：

（1）在其中一条立柱上测量托臂的定位线，调节#2激光投线仪的水平投射线高度，使投射的水平线与该定位线高度一致。

（2）托臂对准水平投射线临时点焊固定（如图7），用铁锤轻敲托臂细调其位置，使托臂与水平投射线完全重合，再用水平尺检查其水平。全部的托臂均确定到达水平位置后，再用电焊固定。通过这样的方法，由远到近，逐步完成托臂的安装。