视频监控锥管立杆的垂直度控制工艺和方法研究

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　　引言

　　目前，全国各地的“天网工程”正在紧锣密鼓的建设和施工，“天网工程”建设是构建信息化防控体系的迫切需要，是备受党委、政府重视的“党政工程”、“平安工程”、“综治工程”。天网工程覆盖了城区和部分乡镇的主要道路和路口、党政机关、金融系统、大中院校、人口密集复杂场所、商贸繁华地段、大型娱乐场所、大型商业服务场所、进出城治安卡口等部位，基本形成了对辖区城镇街面的全方位监控。

　　监控立杆作为承载各式摄像头、报警器、补光灯等部件的主体，主要由立杆、连接法兰、造型支臂、安装法兰及预埋钢结构构成。常用视频监控立杆的形式有两种：锥管立杆和两级直管立杆。锥管立杆相对于两级柱管立杆有如下优点：

　　制作工艺简单。锥管立杆常采用钢板卷曲然后直逢焊接工艺生产，焊接精度几乎无要求，焊接美观可靠即可，同时焊缝不直接受力，耐久性可靠性均较高。而两级柱管立杆需要在粗细不同的两级直管之间焊接一个转接件，对焊接工艺要求较高，焊接精度不高的话容易产生上下直管轴线方向不一致和不重合的问题，另外焊缝直接承受上级直管的重力作用，焊接质量不高容易酿成隐患。

　　强度较高。由于锥管立杆采用一体化的工艺，轴向和横向受力较均匀，而两级柱管立杆至少需要三个零件组焊，整体强度在很大程度上取决于焊接的质量，并且受力不均匀所以强度不如前者。

　　相对比较美观。上细下粗的造型更符合大部分人的审美观，直管立得过高容易让人觉得头重脚轻重心不稳，从而产生不安全的错觉。

　　基于以上优点，平安合肥项目中使用的立杆全部采用锥管立杆形式。

　　视频监控立杆的安装构成

　　视频监控立杆的主要施工安装步骤为：首先挖一个基坑，然后预埋地笼，接着浇筑混凝土，最后把立杆固定在地笼的安装面上。

　　基础的钢筋地笼在浇筑混凝土前应当采取固定措施，同时确保钢筋宠的基础顶板平面水平，即用水平尺在基础顶板垂直两个方向测量，观察其气泡必须居中;监控立杆预埋件基础混凝土浇捣必须密实，禁止混凝土有空鼓。

　　将立杆固定在地笼上的螺栓一般不能小于M20，螺纹部分伸出地笼基础面的高度大于70mm，所有使用的螺母、垫片等结构件强度等级均不低于8.8级并且具备五年以上防锈蚀的能力。

　　视频监控立杆因为杆体高度大致在4米到6米之间，所以整体垂直度要求并不太高，以不影响使用和美观为宜，在制定垂直度偏差标准的时候可能更多的考虑美观因素。

　　从图2可以看出，立杆垂直度偏差1%左右视觉上基本无法察觉，而偏差达到2%的时候人眼就很容易察觉立杆有倾斜。因此在制定垂直度偏差标准的时候定为1%比较合适，要求过高会大大提高工程施工要求从而影响工程进度。

 　　锥管立杆的生产加工过程中法兰和杆体的垂直度控制方法

　　要保证立杆直立之后与水平面保证垂直，最重要的一点是保证立杆出厂之前立杆安装法兰与杆件主体垂直。如果这个垂直度不能有效保证，那么，杆件安装之后的垂直度就会呈现完全失控的结果。立杆安装法兰与杆件主体垂直度很大程度上取决于两者之间的焊接工艺。

　　目前大部分立杆生产企业对于安装法兰与杆件主体的焊接没有引起足够的重视，具体体现在缺乏测试工装和没有方法标准两方面。本方法阐述了在法兰和立杆主体焊接之前，对它们之间的垂直度进行确认的具体操作规程，方法简单实施难度小。

　　如图3所示，设计一个法兰夹具，该夹具能够在法兰和立杆主体焊接之前支撑法兰，并且其具备一定的自重，在直角靠尺抵住法兰产生一定的推力的时候不产生移动。

　　具体的焊接前垂直度确认步骤如下：

　　a)将立杆主体放置在托架(或其他形式的支撑面/台)上。

　　b)把法兰安装在法兰夹具上，并调节法兰至预焊接位置固定好。

　　c)如原理图所示，用1米直角靠尺支架抵住法兰，靠尺根部抵住立柱主体，操作时直角靠尺主体尽量保持在立杆的轴向位置。

　　d)用游标卡尺测量靠尺顶部与立杆主体之间的间隙，如图中蓝色椭圆圈所示尺寸。

　　e)重复c、d两部，测量除底部方向的另外两个方向(上、左、右)上的间隙值。

　　f)比较测量出来的三个方向的间隙值，如果三个值中的最大值和最小值之差大于7mm，按实际情况调整法兰面，然后重复以上步骤，直到最大值和最小值之差控制在7mm以内;如果这三个值中的最大值和最小值之差不超过7mm，则按照焊接操作规范将法兰和立杆主体焊接牢固。

　　按照以上方法在焊接前确认立杆主体与法兰之间的垂直度，可以把它们之间的垂直度精度控制在0.2度以内。

　　立杆的垂直度是基础，因此控制精度要求较高，否者安装之后整个系统误差得不到控制。在立杆出厂之前，要求生产厂家按照上述方法对每一根立杆的垂直度进行检验，保证出厂产品全部合格。

 　　立杆安装平面的水平度补偿方法

　　立杆的安装平面实际上就是地笼的基础顶板平面，这个平面要求水平度比较高。一般施工工艺要求地笼的基础顶板平面水平度要达到5‰，即距离1m的两个点位置高度差不能超过5mm。但是在实际施工过程中达到这么高的要求难度不小，水平度偏差比较大的地笼往往比较多。

　　对于地笼的基础顶板平面水平度偏差比较大的情况，返工的话人力物力成本高、工期延误风险大，若强行安装立杆直接导致立杆垂直度偏差过大，后果更加难以预料。

　　本方法是用一个水平度测试工装和合适的平垫组合，能够对立杆安装平面的水平度进行有效的补偿，从而得到理想的水平面来安装立杆。

　　用水平靠尺测量地笼基础模板的上端面是否水平，如果该平面水平度比较理想，立杆就可以直接安装在地笼基础模板的上端面上;如果该平面不水平，则按照下面的方法寻求一个水平的立杆安装平面。

　　用不锈钢材料制作一个与地笼基础模板形状一样的水平测试工装，厚度10mm左右，要求该工装厚度均匀，硬度较高受敲击后外形和表面不变形。

　　具体操作步骤如下：

　　a)用水平靠尺测量地笼基础模板的上端面，在地势低的螺柱上加装1mm后的不锈钢平垫。

　　b)装上水平测试工装，使用小锤或其他工具敲打工装，使工装压实平垫和地笼基础模板充分接触。

　　c)用水平靠尺确认水平测试工装上端面是否水平，如果不水平，重复以上步骤直至达到理想的水平度;如果水平测试工装上端面水平，拆下水平测试工装，安装立杆。

　　注意，同一个螺柱上面最多使用3个1mm厚的平垫，如果必须使用3个以上的平垫水平测试工装上端面才能找平的话，说明地笼施工不合格(1m距离内两点高度偏差超过5mm)。如果地笼水平度不合格，则需要制作更厚的平垫进行校正，累积太多1mm厚的平垫校正的话将会导致基础稳定性差的结果。

　　在装上立杆紧固好安装螺钉之后，使用水泥砂浆将立杆与地笼的基础顶板平面之间的缝隙填满，增加稳固性。

 　　锥管立杆安装完成后的垂直度测试方法

　　监控立杆竖好以后测试立杆垂直度的方法很多，例如经纬仪直接测量法、成像测绘法、铅直引线测量法等等。经纬仪直接测量法和成像测绘法成本较高，一般的小型施工队不愿意投入测试成本，导致这两种方法使用率不高，而铅直引线测量法测量误差比较大，加上难以对具体的偏差进行量化，也几乎很少使用。

　　本方法的原理是制作一个固定在立杆上的水平面，然后利用直角靠尺和游标卡尺组合测试缝隙，从而计算出垂直度偏差值。

　　用10mm厚的冷轧钢板制作一个如图5所示的垂直度测试工装。

　　立杆的安装垂直度测试方法具体如下：

　　a)把工装固定在立杆上，一边固定一边用水平靠尺检查垂直度测试工装的水平度，必须确保工装固定牢靠后其上表面水平。注意，在使用螺钉固定工装时必须采取必要的措施保证完成测试后螺钉不损坏立杆的外表面烤漆。

　　b)使用1m直角靠尺和游标卡尺测量靠尺的顶部与立杆之间的间隙，要求测量四个两两垂直方向的间隙。

　　c)同一平面上的两个间隙值(前与后，左与右)偏差不超过18mm，则立杆的安装垂直度合格(水平夹角偏差不超过0.5度)，否则不合格。

　　实践表明，立杆安装后的垂直度偏差设定为立杆法兰与立杆主体垂直度偏差的两倍比较合适，例如，假如立杆安装后的垂直度偏差要求不能超过0.5度，那么对立杆生产企业就要求立杆法兰与立杆主体垂直度偏差为0.25度。

　　结论本文从锥管立杆的生产加工过程中法兰和杆体的垂直度控制、立杆安装平面的水平度补偿和锥管立杆安装完成后的垂直度测试三个方面，对视频监控锥管立杆的垂直度控制工艺进行了探讨并给出了控制方法，这几种控制和测试方法使用的工装和工具比较简单，在生产和施工中推广性高。

　　【作者单位：安徽四创电子股份有限公司】