输电线路施工机械(1、概述及基础施工机械).doc

输电线路施工机械课程教学大纲课程编号: 80410720课程名称：输电线路施工机械 英文名称：Construction Machinery for Transmission Line总 学 时：24 学分：1.5适用对象: 输电线路工程先修课程：液压传动、架空输电线路设计、杆塔结构设计、钢筋混凝土一、课程性质、目的和任务 本课程是输电电路工程专业学生的专业选修课，具有较强的实践性和实用性。本课程主要讲述输电线路工程施工的主要机械设备的原理和使用安全规程，培养学生对主要线路施工机械设备的认知能力、实际使用基本知识和设计能力。二、教学内容、方法及基本要求1输电线路基础施工机械及工器具熟悉混凝土基础施工机械及设备、土石方基础工程施工机具、灌注桩基础施工用机械及设备、打桩机械、抽水设备的作用、工作原理、结构，熟悉输电线路杆塔基础的施工工艺。2杆塔组立常用设备及配套用工器具掌握杆塔组立用抱杆、起重滑车、绳索、U形环、牵引绞磨、双钩紧线器、起重葫芦、锚桩的作用、工作原理和结构，熟悉杆塔组立施工工艺。3牵引机掌握牵引机类型及组成、传动方式，掌握牵引机动力装置和制动装置的工作原理、结构，熟悉牵引机引卷筒及钢丝绳卷绕机的结构。4张力机掌握张力机的分类及组成、制动方式，掌握张力机的放线机构、增速装置的作用、工作原理和结构，熟悉张力架线施工工艺。5牵引机和张力机液压系统熟悉牵引机和张力机的液压系统的基本工作原理。6架线施工常用辅助机械及设备熟悉放线滑车、放线架的作用、工作原理和结构，了解导线、避雷线压接工具的工作原理和结构，了解防捻器、牵引板及架线附件安装机具的作用、工作原理和结构，熟悉现代放线施工技术用机器具。三、实践环节的内容、方法及基本要求 在课程综合实验集中开设。四、各教学环节学时分配 （黑体，小4号字） 教学环节课程内容讲课（包括习题课、讨论课）实验上机课外合计输电线路基础施工机械及工器具44杆塔组立常用设备及配套用工器具44牵引机44张力机44牵引机和张力机液压系统44架线施工常用辅助机械及设备44合计2424五、考核方式平时成绩占20，期末考试成绩占80%。六、对学生能力培养的体现通过输电线路工程施工主要机械设备原理和使用安全规程的学习，使学生具备对主要线路施工机械设备的认知能力、实际使用基本知识和设计能力。七、推荐教材和参考文献 教 材：输电线路施工机械及设备，李光辉等编著，中国电力出版社，2009参考文献：张力架线机械设备和应用，蒋平海编著，中国电力出版社，2004。高压架空输电线路架线施工计算原理，李博之著，中国电力出版社，2008。建筑施工机械, 曹善华编,同济大学出版社, 1996。输配电线路施工技术，黄宵宁编，中国电力出版社，2007。电力线路设计安装施工图集，王文清主编，天马出版有限公司，2004。10kV及以下电力电缆线路施工图集，阎士琦，阎石编，中国电力出版社，2003。高压架空输电线路架线施工，王运祥著，水利电力出版社，1990. 高压送电线路杆塔施工，潘雪荣编，水利电力出版社，1984. 高压架空输电线路张力架线，蔡生泉编，水利电力出版社，1991 第一章 概述一、 关于输电线路的几个名词电力系统包括发电厂、电力网和用电设备。电力网包括变电所和各种不同电压等级的输电线路。输电线路：顾名思义，传送（输送）电能的通道。所谓输电就是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。架空输电线路：用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上，以传输电能的输电线路。架空线路由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成。二、输配电线路分类1.输电线路按输电电压分类，可分为低压配电线路、高压配电线路、高压输电线路、超高压输电线路和特高压输电线路。电压等级高低的划分并没有绝对的标准。通常电压等级在1kV以下的是低压线路，1kV及以上的是高压线路，330kV及以上的是超高压线路，交流750kV、直流800kV及以上的是特高压线路。一般地，输送电能容量越大，线路采用的电压等级就越高。目前我国配电线路(交流)的电压等级有10、35、110kV；输电线路(交流)的电压等级有35、(60)、110、(154)、220、330、500、750、1000kV，其中60kV和154kV在新建线路中不再使用。采用超高压输电，可有效地减少线路电能损耗，降低线路单位造价，少占耕地，使线路走廊得到充分利用低压配电线路是指线对地电压在1kV以下的线路；1-10kV输电线路称高压配电线路； 110kV到220kV线路称为高压输电线路；一般将330kv 和 500kV线路称为超高压输电线路；而将750kV以上线路称为特高压输电线路。将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。 我国最高交流电压等级是1000KV（长治-荆门线），于2008年12月30日投入运行。在建输电线路（向家坝-上海，锦屏-苏南特高压直流800kV），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V； 我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝-上海南桥线、天生桥-广州线、贵州-广东线、三峡-广东线），另有正负50KV（上海-嵊泗群岛线），100KV（宁波-舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。 目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。 我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。 不同电压合适的输送电距离和功率：电压等级 送电距离KM 送电功率KW 0.4KV 0.6以下 100以下 6.6KV 415 1001200 10KV 620 2002000 35KV 2070 100010000 66KV 30100 350030000 110KV 50150 1050MW 220KV 100300 100 500MW 330kV 200600 200800MW （西北） 500KV 150850 10001500MW 750KV 500以上 20002500MW 1100KV 10001500 3000MW以上 2.按线路架设方法可分为架空输电线路和电缆线路。架空电是将输电导线用绝缘子和金具架设在杆塔上，使导线对地面和建筑物保持一定距离，架空输电具有投资少、维护检修方便等优点，因而得到广泛应用。其缺点是易遭受风雪、雷击等自然灾害的影响，因而发生事故的机会多。优点：与地下输电线路相比较，架空线路建设成本低，施工周期短，易于检修维护。因此，架空线路输电是电力工业发展以来所采用的主要输电方式。通常所称的输电线路就是指架空输电线路。通过架空线路将不同地区的发电站、变电站、负荷点连接起来,输送或交换电能,构成各种电压等级的电力网络或配电网。 缺点：架空线路暴露在大气环境中，会直接受到气象条件的作用，必须有一定的机械强度以适应当地气温变化、强风暴侵袭、结冰荷载以及跨越江河时可能遇到的洪水等影响。同时，雷闪袭击、雨淋、湿雾以及自然和工业污秽等也都会破坏或降低架空线路的绝缘强度甚至造成停电事故。架空线路还存在电磁环境干扰问题。这些因素都必须在架空线路的设计、运行和维护中加以考虑。 电缆送电就是利用埋在地下或敷设在电缆沟中的电力电缆来输送电力。电缆是包有绝缘层和内外护层的导线。这种送电线路优点是占地少，不受外界干扰，因而比较安全可靠，不影响地面绿化和整洁。缺点是工程造价高，而且事故检查和处理比较因难。电缆线路主要用于些城市配电线路，以及跨江过海的输电线路。3.按输送电流的种类分，可分为交流输电线路和直流输电线路两种。发电厂发出的交流电电压不可能很高，必须升压后再输送，面用户用电设备一放都是低压的，所以输电线路必须经过数次降压才能使用，因此日前国内外广泛采用交流输电。直流输电是将交流电整流为直流电，输送到受电地区后再将直流电逆变为交流电的一种输电方式，直流输电只需要两根导线，且其一根可利用大地，所以金属和绝缘材料消耗、功率损失均相应减少，它具由线路造价低，运行费用少以及运行行稳定性好等优点。但是直流输电线路两端的换流设备比较复杂，造价高，同时目前尚无适用的直流高压断路器，直流线路上无法引出分支线，因此使用范围受到限制。目前直流输电主要运用于远距离大功率的输电，海底电缆输电、以及不同频率的电力系统之间联络。我国1987已建成的从葛洲坝到上海的500kv直流输电线，全长1080km，输送功率120万kw。三、架空输电线路的组成架空输配电线路主要有基础、杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具及接地装置等部件组成，如图1-1所示。图1-1 输配电线路的主要部件示意图1 避雷针 2 防震锤 3 线夹 4 导线 5 绝缘子 6 杆塔 7 基础导线的作用是传送电能。为保持导线对地面或其它建筑物的安全距离。必须将到线架设在支撑的杆塔上。杆塔和导线之间用绝缘子串连接，使导线与杆塔绝缘。杆塔要稳定耸立于地面之上，必须借助基础。为了避免直接雷击导线，在杆塔顶部设有避雷线(架空地线)以作保护，同时在杆塔处之地下设有接地装置，用接地引下线或杆塔本身将雷电流导入大地。导线承担传导电流的功能，必须具有足够的截面以保持合理的通流密度。导线都是处在高电位，为了减小电晕放电引起的电能损耗和电磁干扰，导线还应具有较大的曲率半径。超高压输电线路，由于输送容量大，工作电压高，多采用分裂导线（即用多根导线组成一相导线。2分裂、3分裂或 4分裂导线使用最多。特高压输电线路则采用6、8、10或12分裂导线）。架空地线（又称避雷线）主要用于防止架空线路遭受雷闪袭击所引起的事故，它与接地装置共同起防雷作用。绝缘子串是由单个悬式绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。主要根据不同的电压等级来确定每串绝缘子的个数，也可以用棒式绝缘子串接。对于特殊地段的架空线路，如污秽地区，还需采用特别型号的绝缘子串。杆塔是架空线路的主要支撑结构，多由钢筋混凝土或钢材构成，根据机械强度和电绝缘强度的要求进行结构设计。 四、线路施工流程1、线路施工测量输电线杆塔基础位置是设计部门精心测定的杆塔中心桩确定的一般不会有不允许的误差。但从勘测设计结束到开始施工这段时间里（几个月到几年），常常受到外界影响发生杆塔桩位移或丢桩情况，所以开工伊始，要会同设计部门对线路各杆塔及杆塔间档距进行全面复测，发现和原数据不符、杆塔偏移或丢桩，应与设计单位研究校正档距、桩位、补桩，然后才能开始施工。复测的内容主要：直线塔桩位横向偏移应不大于50mm;顺线路方向相邻两杆塔中心桩距离误差应小于设计档距的1%；测量转角塔的转角角度与设计角度值误差应小于130；对地形变化较大和杆塔桩位之间有跨越物是应重点对杆塔位中心桩处、地形凸起点及被跨物标高进行复核。2、杆塔基础施工包括控坑和埋放底盘、拉盘或现场浇制混凝土基础等。它属于隐蔽工程，若有偏差或不符合要求，将影响杆塔质量，甚至发生倒杆事故。基础施工常遇到地质情况和设计不一致或流沙等意外情况要会同设计部门紧急处理，所以如何落实责任制十分重要3、杆塔组立4、架线施工5、接地装置施工6线路检修与运行五、线路施工机械及设备广泛的很多，包括运输、金具加工机械、绳索等大道汽车火车飞机小到扳手螺钉第二章 输电线路基础施工机械及工器具第一节 概述一、 输电线路杆塔基础输电线路杆塔地下部分的总体统称为基础。它的作用是用来稳定输电线路杆塔，承受杆塔、导线和地线的重量。保证杆塔在运行中不发生下沉或在外力作用时不发生倾倒和变形。架空送电线路杆塔地面以下部分的设施，统称为杆塔基础。基础的作用是稳定杆塔，防止杆塔因承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。它是送电线路重要组成部分，一般基础投资占本体投资的15%30%，工期占施工总工期的30%-50% .杆塔基础由于塔型种类较多，底面积较大，必须根据施工地形、地质条件和设计基础方案进行施工。目前常用的杆塔基础有现浇混凝土基础、装配式基础、桩式基础、锚杆基础等。(1)现浇混凝土基础。该基础根据情况可决定是否配筋。塔腿下段主材可直接插入混凝土，或在混凝土内预埋地脚螺栓，以便与塔座连接。无筋混凝土基础多用于铁塔的上拔腿。(2)装配式铁塔基础。该基础多用于山区土质较好，无地下水的直线塔。通常采用镀锌角铁组成格构形基础，铁塔主材下段是基础的一部分。施工时，基坑底层浇制混凝土垫层，装配格构形基础置于其上，回填土夯实即成。(3)桩式基础。该基础主要采用钢筋混凝土灌注桩，多用于河滩、淤泥地带等地基为弱土层的塔基以及跨越中心桩及转角塔位，桩位置、档距和断面高程，进行全面复核测量。(4)锚杆基础。该基础适用于山区岩石地带，利用岩石的整体性和坚固性做成，所以称为岩石基础。杆塔基础的分类 杆塔基础应根据杆塔形式、地形、地质、水文及施工、运输综合考虑，按其承载力特性可分为： (1)大开挖基础类。指埋置于预先挖好基坑内，并将回填土夯实的基础。 (2)掏挖扩底基础类。这类基础是指用混凝土及钢筋骨架灌注于机械或人工掏挖成土胎内的基础。 (3)爆扩桩基础。以混凝土和钢筋骨架等灌注于爆扩成型的土胚内的扩大端的短桩基础。 (4)岩石锚桩基础。指以水泥砂浆或细石混凝土和锚筋，灌注于钻凿成型的岩孔内的锚桩或墩基础。 (5)钻孔灌注基础。用机具钻成较深的孔，以水头压力或水头压力和泥浆扩壁，放入钢筋骨架和水泥浇注混凝土桩基。(6)倾覆基础。这类基础指埋于经夯实的回填土内，承受较大倾覆力矩的电杆基础、窄基铁塔的单独基础和宽基铁塔的联合基础。装配式基础包括那些类型 (1)直柱单盘类，分为直柱固接类和直柱绞接类。 (2)塔腿埋人类，分底脚直埋型和主材直插型。 (3)角锥支架类，分金属支架型和混凝土构件支架型。 (4)人字型类。 (5)花窗式金属基础。灌注式基础可分为等径灌注桩和扩底短桩两种。 等径灌注式基础采用专门的钻孔工具钻孔，然后插入预制的钢筋，就地灌注混凝土，若地下水位高或为流沙河床，不易钻孔可将事前制好的钢筋混凝土桩，用汽锤打压到土地中，这类基础适用于跨越河流。 扩底短桩基础可采用钻孔工具或采用爆炸扩孔成型，然后插入钢筋管架，灌注混凝土而成，这种基础节约材料，施工方便，可减少压缩变形和增加抗拔能力钢筋混凝土杆基础通常由地下部分电杆和三盘(底盘、卡盘和拉线盘)组成。三盘一般由钢筋混凝土预制而成也有用天然石材做成。如图2-1所示。铁塔基础根据铁塔类型、地形地质及施工条件的不同，采用不同类型。图2-2是常用的铁塔基础类型图。图2-1 常用三盘外形图（a）底盘 （b）卡盘 （c）拉线盘图2-2 常用铁塔基础图（a）大块混凝土基础 (b)钢筋混凝土基础 (c)主角钢插入式基础 (d)掏挖式基础 (e)岩石基础 (f)金属基础 (g)机扩基础 (h)灌注桩基础 (i)爆扩桩基础 (j)联合桩基础 (k)圆柱固结式基础 (l)人字型基础 (m)联合基础二、 基础施工用侧量仪器设备输电线杆塔基础位置是设计部门精心测定的杆塔中心桩确定的一般不会有不允许的误差。但从勘测设计结束到开始施工这段时间里（几个月到几年），常常受到外界影响发生杆塔桩位移或丢桩情况，所以开工伊始，要会同设计部门对线路各直线桩、杆塔位中心桩及转角塔位桩位置、档距和断面高程，进行的全面复核测量。发现和原数据不符、杆塔偏移或丢桩，应与设计单位研究校正档距、桩位、补桩，然后才能开始施工。复测的内容主要：直线塔桩位横向偏移应不大于50mm;顺线路方向相邻两杆塔中心桩距离误差应小于设计档距的1%；测量转角塔的转角角度与设计角度值误差应小于130；对地形变化较大和杆塔桩位之间有跨越物是应重点对杆塔位中心桩处、地形凸起点及被跨物标高进行复核。常用的检测设备主要是经纬仪、水准仪及相配套的塔尺等。随着科技的发展，有的单位已使用电子全站仪及卫星定位系统等先进的测量技术。1、 水准仪建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。水准仪用途是测量地形、高程。线路测量中常用水准仪测量扦塔施工基面标高及基础标高。主要部件有望远镜 、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。 水准仪 水准器是测量仪器上操平设备。水准器分管水准器和圆水准器两种。管水准管是内装酒精或乙醚，留有汽泡两端封闭的玻璃管。其纵向内壁成弧形、圆弧中点上切线称为水准管轴切线处于水平位置时，汽泡居中。圆水准器，是一个封闭的圆形玻璃容器，顶盖的内表面为一球面，容器内盛乙醚类液体，留有一小气泡。容器顶盖中央刻有一小圈，小圈的中心是圆水准器的零点。通过零点的球面法线是圆水准器的轴，当圆水准器的气泡居中时，圆水准器的轴位于铅锤位置。图2-1 2、 经纬仪经纬仪是线路主要测量仪器。应用最广，它可以测量水平角度、垂直角度、距离、高程、确定方向等。是根据测角原理设计的。经纬仪是测量任务中用于测量角度的精密测量仪器，可以用于测量角度、工程放样以及粗略的距离测取。整套仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同，分为游标经纬仪，光学经纬仪和电子经纬仪。目前我国主要使用光学经纬仪和电子经纬仪，游标经纬仪早已淘汰。 经纬仪按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。3、全站仪全站仪是全站型电子速测仪(ElectronicTotalStation)的简称。是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常简称为全站仪。全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。 全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。 全站仪图23全站仪(部分)实物图20世纪八十年代末，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡，将全站仪分成两大类，即积木式和整体式。 20世纪九十年代以来，基本上都发展为整体式全站仪。 分类全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有：编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅盘）测角系统等三种。 全站仪按其外观结构可分为两类： （1）积木型（Modular，又称组合型） 早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。 （2）整体性（Integral） 随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距，测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体,其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构。这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。 全站仪按测量功能分类，可分成四类： （1）经典型全站仪（Classical total station） TCRP全站仪经典型全站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。 （2）机动型全站仪（Motorized total station） 在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。 （3）无合作目标性全站仪（Reflectorless total station） 无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪，无合作目标距离测程可达200m，可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等。 （4）智能型全站仪（Robotic total station） 在机动化全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照准的新功能，因此在自动化的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下，智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量，因此，智能型全站仪又称为“测量机器人”典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。 全世界精度最高的全站仪TCA2003全站仪按测距仪测距分类，还可以分为三类： （1）短距离测距全站仪 测程小于3KM，一般精度为（5mm+5ppm），主要用于普通测量和城市测量。 （2）中测程全站仪 测程为3-15km,一般精度为（5mm+2ppm）-，（2mm+2ppm)通常用于一般等级的控制测量。 （3）长测程全站仪 测程大于15km，一般精度为（5mm+1ppm），通常用于国家三角网及特级导线的测量。 结构概述同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增加了许多特殊部件，因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。 同轴望远镜全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收 ，进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。 同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能，使全站仪使用极其方便。 双轴自动补偿在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理，作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至6）。，也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差，由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算，并加入度盘读数中加以改正，使度盘显示读数为正确值，即所谓纵轴倾斜自动补偿。 双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡（该水泡不是从外部可以看到的，与检验校正中所描述的不是一个水泡）来标定绝对水平面，该水泡是中间填充液体，两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管，而在水泡的下部两侧各放置一光电管，用一接收发光二极管透过水泡发出的光。而后，通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当在初始位置，即绝对水平时，将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时，运算电路实时计算出光强的差值，从而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统，以决定自动补偿的值。自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外，还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆，把此轴方向上的偏移进行补正，从而使轴时刻保证绝对水平。 键盘键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件，全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。 存储器全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步的处理或利用，全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。 全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM)，存储卡是一种外存储媒体，又称PC卡，作用相当于计算机的磁盘。 通讯接口全站仪可以通过RS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。 使用全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后，功能还可进一步拓展。 全站仪的基本操作与使用方法 ： 水平角测量（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。 （2）设置A方向的水平度盘读数为00000。 （3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。 距离测量（1）设置棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。 （2）设置大气改正值或气温、气压值 光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。 （3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （4）距离测量 照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。 全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。 应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。 坐标测量（1）设定测站点的三维坐标。 （2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。 （3）设置棱镜常数。 （4）设置大气改正值或气温、气压值。 （5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 （6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。 全站仪的数据通讯全站仪的的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换。全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种，一种是利用全站仪配置的PCMCIA（personal computer memory card internation association,个人计算机存储卡国际协会，简称PC卡，也称存储卡）卡进行数字通讯，特点是通用性强，各种电子产品间均可互换使用；另一种是利用全站仪的通讯接口，通过电缆进行数据传输。 前景随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。 目前，世界上最高精度的全站仪：测角精度（一测回方向标准偏差）0.52，测距精度 1mm+1ppm。利用ATR（Auto Targets Recognition，自动目标识别）功能，白天和黑夜（无需照明）都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度，既可人工操作也可自动操作，既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用，可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。 全站仪这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。 全站仪的测角系统与传统光学经纬仪测角系统不同点 全站仪的测角系统与传统光学经纬仪测角系统相比较，主要有两个方面的不同： （1）传统的光学度盘被绝对编码度盘或光电增量编码器所代替，用电子细分系统代替了传统的光学测微器； （2）由传统的观测者判读观测值及手工记录变为观测者直接读数并自动记录。 全站仪的测距系统与一般测距仪基本一致，只是体积更小，通常采用半导体砷化镓发光二极管作为光源。不同厂家生产的不同类型及系列的全站仪，其最大测程和距离测量误差均有较大变化。 全站仪的记录系统又称为电子数据记录器，它是一种存储测量资料的具有特定软件的硬件设备。数据记录器也有许多类型，但基本功能都一样，起着全站仪与电子计算机之间的桥梁作用，它使野外记录工作实现了自动化，减少了记录计算的差错，大大提高了野外作业的效率。目前，全站仪记录系统主要有三种形式：接口式、磁卡式和内存式第二节 混凝土基础施工机械及设备常用的混凝土基础施工机械及设备有搅拌机械、振捣器、混凝土运输设备以及模板等。一、混凝土搅拌机混凝土搅拌机是使混凝土配合料均匀拌和，制备混凝土的专用机械，是现代化建设施工中不可缺少的机械设备。为了适应不同混凝土搅拌要求，搅拌机有多种机型。按工作性质分有周期式和连续式搅拌机；按搅拌原理分有自落式和强制式搅拌机；按搅拌机的移动程度和安装方法分固定式搅拌机和移动式搅拌机；按搅拌机卸料出料情形分旁出料式搅拌机、端出料式搅拌机和反转出料式搅拌机。连续搅拌机又称为连续作用式搅拌机。这种搅拌机无论是装料、拌合、卸料等工序都是连续、不间断地进行的。即一端加入各混合料，经过机械内部拌合，从另一端送出混凝土，无须中途停顿。这种搅拌机的特点是：第一、搅拌机开动以后装料、拌合、卸料可以不间断地进行，能够连续不断地生产出混凝土，因而生产效率高；第二，材料拌合的均匀性不易检查，拌合时间短，材料拌合的均匀性较差，因而它所调制的混凝土品质不能均匀；第三，在构造上较复杂，制造困难，成本较高。 分批搅拌机又称为周期作用式搅拌机或称为筒形搅拌机，这种搅拌机无论是装料、拌合、卸料等工序都是周期性间断地进行，而且每一次新的拌合料加入之前，只有当前一次已经拌合好的拌合料卸出后才能进行。这种机械主要部分为一个空心的搅拌筒(有各种形式)，每批装入配合好的拌合料调入简内，随着筒身不断的滚转拌成混凝土。这种搅拌机之所以称为分批，即是等已经拌好的混凝土卸空后，方可将新料倒入筒内，近行下次的拌制之意。分批搅拌机与连续搅拌机相比较，其特点是：第一，构造简单，而且体积小，制造容易，成本低；第二，在拌合过程中，容易精确地量配材料，改变材料的成分和允许调签工作循环的时间从而能保证或及时棱台材料拌合的均匀程度。按搅拌原理分有自落式和强制式搅拌机；1 自落式混凝土搅拌机自落式搅拌机又称为自由落下式搅拌饥。即材料自由下落方式的搅拌机。自落式混凝土搅拌机适用于搅拌塑性混凝土。这类搅拌机的搅拌筒内壁焊有弧形叶片。工作原理如图2-2(a)所示。将混合料放在一个旋转的搅拌鼓内，随着搅拌鼓的旋转，鼓内的叶片把混合料提升到一定的高度，在重力作用下物料又自由坠下，反复进行，互相穿插、翻拌、混合使混凝土各组成分搅拌均匀。自落式搅拌机的特点是：第一，多用以搅拌一般塑性混凝土，使用最广；第二，动力有内燃机和电动两种，比较方便；第三，构造简单，所需的功率小；第四，用它来拌和钮粒骨料组成的温凝土时，其拌和骨料的粒径可在76毫米以下的混凝土，对于叶片的磨损较小；第五，在使用中，操作方便，维修保养比较容易：第六，适应工地亡分散或集中使用；第七，在使用中，需要大量的劳动力来配合运送材料，卸料时间较长拌合鼓清洗较困难；第八，在拌合过程中，由于水泥飞扬在空气中，对工作人员的身体健康影响较大。虽然这种搅拌机还存在着一定缺点，但它还足目前广泛用于隧道、桥梁、建筑等工程的工地上。搅拌鼓筒的转速根据鼓筒的容量而定，约为1224rmin。自落式混凝土搅拌机一般用于拌制塑性和半塑性混凝土。自落式混凝土搅拌机的装料可用装料斗或斗式提升机装料。卸料方法可根据混凝土搅拌机的结构而定，可用搅拌筒倾翻卸料，或用出料槽卸料，还可用螺旋出料叶片鼓筒反转出料。 图2-22 强制式混凝土搅拌机强制式搅拌机的拌筒是固定不动的，而是由简内转轴上的叶片旋转来搅拌材料(也有搅拌筒与叶片作相对旋转来强制拌合的)，其搅拌作用是强烈的。强制式混凝土搅拌机工作原理如图2-2所示。这类混凝土搅拌机分转轴式和转子式。前者的搅拌叶片装在位于固定的或旋转的盘中转动的转轴上；后者的搅拌叶片装在位于固定的或旋转转子上。强制式搅拌机的特点：第一， 多用以搅拌干硬性混凝及轻骨料混凝土。第二， 搅拌的时间较短，搅拌效果好、生产率高。第三， 操纵系统灵活，卸料干净。第四， 回转着的叶片能够击碎凝成块状的材料，最适合搅合灰浆第五， 其缺点是消耗功率大，搅拌叶片磨损快。搅拌25mm以上的粗料时，容易楔入叶片与鼓壁之间，使叶片折断。按搅拌机的移动程度和安装方法分固定式搅拌机和移动式搅拌机；按搅拌机卸料出料情形分旁出料式搅拌机、端出料式搅拌机和反转出料式搅拌机。还有按容量分小中大，按鼓筒构造型分为鼓型、锥形双锥形等。 3 、随着混凝土材料和施工工艺的发展、又相继出现了许多新型结构的混凝土搅拌机,如蒸汽加热式搅拌机,超临界转速搅拌机，声波搅拌机，无搅拌叶片的摇摆盘式搅拌机和二次搅拌的混凝土搅拌机等。二、两种常用搅拌机简介最常用的强制式混凝土搅拌机是J4375A型，这种搅拌机主要由搅拌筒、上料设备、卸料设备供水设备、动力设备、传动设备、机架等组成，如图23所示。 1 搅拌简 强制式混凝土搅拌机的搅拌筒是调制混凝土的主要部分，它是由两个同心而不同直径的圆筒与底位焊成一个环形槽。材料进入旋转着的鼓筒以后，在槽内由旋转着的铲片搅拌，达到均匀拌合。 2 上料设备 上料斗是斗底卸料式，整个上料斗可沿倾斜的轨道升降。当料斗将达上止点时，斗体滚轮近入上轨道，而斗底滚轮将继续前进，斗底便以铰点为中心翻转而摆开料斗的卸料口，材料经接料承门进入搅拌简： 3 卸料设备 拌合好的混凝土，由拌铲刮到卸料口，操纵卸料手柄旋转扇形的料门，就可是混凝土卸出。4供水设备 强制式搅拌机供水，是由水泵、配水阀和量水器定量供给的。若用自来水，可以水表控制进水量。 5动力设备 主要用以供给搅拌机调制混凝土一切设备所用的动力，一般采用10千瓦或13千瓦电动机驱动。 6传动设备 强制式搅拌机的传动机构用的是蜗轮减速器，由于结构布置上的要求在搅拌筒下部作卧式安装动力由蜗杆轴输入，由蜗轮轴输出，并捕以三角皮带来带动搅拌装置旋转而进行强制搅拌材料。 7机 架 机架由槽钢焊制，它支承搅拌机的全部装置，除固定式的外，移动式搅拌机机架装有车轮、胶轮，以便短距离和长距离运输及拖运。8.搅拌系统 搅拌系统由固定的搅拌筒和旋转的搅拌装置组成。搅拌筒是由两个同心而不同直径的圆筒与底板焊成一个环槽。内圆筒上部焊有法兰盘，以装置传动系统。内筒外壁、外筒内壁及筒底均镶以高锰钢耐磨衬板。简顶装有盖板，保持密封以防灰尘扩散。 搅拌装置包括转钟、铲臂、铲片、内外刮板等部件图24所示。 转钟用钢板焊成，连接于减速机输出轴的法兰盘上，跟随输出轴一道旋转。铲铲臂连接于转钟上，内装缓冲弹簧，以防石子卡死。铲臂端装有铲片，以便于磨损时调整和更换。内外刮板用以防止材料在筒壁上粘结。铲片与筒底的间隙可由螺栓紧固铲片的位置来调节。 2 安型混凝土螺旋式搅拌机的工作原理 在料斗中的水泥喂料器螺旋与砂石喂料器螺旋的直径、螺旋导程及转速，是按水泥、砂石固定配合比设计。使用时根据需要，可调换链轮的大小，改变水泥与砂石的配合比。搅拌输送器螺旋的能力按略大于水泥、砂石螺旋总输送量设计。传动原理如图25所示。 搅拌螺旋的传动方向是，砂石螺旋和水泥螺旋为反向传动，将砂石、水泥送到混合搅拌螺旋的入料口，混合搅拌螺旋为正向传动，将混合料送别下料口。 东风天龙混凝土搅拌运输车三、混凝土搅拌运输车由汽车底盘和混凝土搅拌运输专用装置组成。我国生产的混凝土搅拌运输车的底盘多采用整车生产厂家提供的二类通用底盘。其专用机构主要包括取力器、搅拌筒前后支架、减速机、液压系统、搅拌筒、操纵机构、清洗系统等。大力公司专业生产东风大力神混水泥搅拌车、东风天龙水泥搅拌车、重汽濠沃水泥搅拌车,斯太尔金五子水泥搅拌车,东风日产水泥搅拌车、解放双桥水泥搅拌车、华菱星马水泥搅拌车、红岩水泥搅拌车、欧曼双桥水泥搅拌车。 工作原理是，通过取力装置将汽车底盘的动力取出，并驱动液压系统的变量泵，把机械能转化为液压能传给定量马达，马达再驱动减速机，由减速机驱动搅拌装置，对混凝土进行搅拌。1.取力装置 国产混凝土搅拌运输车采用主车发动机取力方式。取力装置的作用是通过操纵取力开关将发动机动力取出，经液压系统驱动搅拌筒，搅拌筒在进料和运输过程中正向旋转，以利于进料和对混凝土进行搅拌，在出料时反向旋转，在工作终结后切断与发动机的动力联接。 2.液压系统 将经取力器取出的发动机动力，转化为液压能（排量和压力），再经马达输出为机械能（转速和扭矩），为搅拌筒转动提供动力。 3.减速机 将液压系统中马达输出的转速减速后，传给搅拌筒。 4.操纵机构 （1）控制搅拌筒旋转方向，使之在进料和运输过程中正向旋转，出料时反向旋转。 （2）控制搅拌筒的转速。 5.搅拌装置 搅拌装置主要由搅拌筒及其辅助支撑部件组成。搅拌筒是混凝土的装载容器，转动时混凝土沿叶片的螺旋方向运动，在不断的提升和翻动过程中受到混合和搅拌。在进料及运输过程中，搅拌筒正转，混凝土沿叶片向里运动，出料时，搅拌筒反转，混凝土沿着叶片向外卸出。 叶片是搅拌装置中的主要部件，损坏或严重磨损会导致混凝土搅拌不均匀。另外，叶片的角度如果设计不合理，还会使混凝土出现离析。 6.清洗系统 清洗系统的主要作用是清洗搅拌筒，有时也用于运输途中进行干料拌筒。清洗系统还对液压系统起冷却作用。2-3、混凝土振捣器混凝土振捣器是机械化捣实混凝土的机具，主要用于排除混凝土的中气泡，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高其强度，保证混凝土构件的质量。2-3-1混凝土振捣器的种类混凝土振捣器的种类较多，常用的分类方法有以下几种：(1) 按传递振动的方法分，有内部振捣器、外部振捣器和表面振捣器三种。 内部振捣器又称插入式振捣器。这是一种可以插入混凝土中进行振动的机械。插入式振捣器按动力来源又分内燃式、电动式、风动式三种。外部振捣器和表面振捣器，在输电线路基础施中很少采用。输电线路混凝土基础振捣，多以插入式振捣器为主。(2) 振捣器按振动频率分有低频式、中频式和高频式三种。低频式的振动频率为2550Hz (15003000次min)；中频式为83133Hz(50008000次min)；高频式为167Hz(10000次min)以上。(3) 按振捣器产生振动的原理分有偏心式和行星式两种。偏心式的激振原理是利用振动棒中心安装的具有偏心质量的转轴，在高速旋转时产生的离心力，通过轴承传递给振动棒壳体，从而使振动棒产生圆周振动的。行星式的激振原理是利用