摘要：本文根据锥形预应力混凝土电杆(以下简称锥形混凝土电杆或电杆)挠度概念，从分析现行GB4623《环形预应力混凝土电杆》标淮规定的锥形混凝土电杆挠度检验方法开始，结合实际运用情况遇到的问题，为解决这些问题，研究提出水准仪检验方法，并阐明水准仪检验方法原理，以及两种检验方法实用效果比较。
　　关键词：预应力混凝土电杆 挠度 水准仪 检验方法 国家标准

　　锥形混凝土电杆挠度，是指锥形混凝土电杆悬臂式支承受水平弯矩作用时产生弯曲变形的程度，即电杆稍端中点偏离末受力电杆轴线的距离。如图1所示。

　　首先讨论分析一下GB4623规定的挠度检验方法，以便了解为什么考虑提出水准仪检验方法。

　　GB4623规定锥形混凝土电杆挠度检验采用悬臂式支承，即规定了受力方式和条件，在悬臂支承点为保护被试件规定垫硬木块。

　　如图2所示，电杆挠度是在受水平弯矩条件下测量的。因为试件电杆的悬臂支承点有木块，同时可能还有支承间隙，所以电杆受力后在弯曲变形的同时，支承点也产生位移。如图3所示。

　　由图3可见，电杆受力后支承点al点移至a 2点，bl点移至b 2点，电杆受力若不变形，电杆受力后发生了相对原杆位的角度变化，而电杆梢端c1点移至c 2点的距离不应计入挠度，所以GB4623规定的挠度检验方法是在测量杆梢位移的同时测量支承点位移，通过数学计算消除梢端测量值中非挠度位移，求出挠度值，其挠度计算式为：
　　　　　　　　aa+ab
　　a0s=ac- ------------- L+aa
　　　　　　　　L2
　　式中：a0s一荷载作用下的挠度值，mm；
　　a c一梢端位移量，mm；
　　a a—a点的位移量，mm；
　　a b—b点的位移量，mm；
　　L —电杆总长度，mm；
　　L2—电杆支承点高度mm，此处应理解为a点至b点的距离。忽略实际支承距与百分表测点距的误差。

　　上式右边一共三项，第二项是利用三角函数（正切函数）关系计算梢端非挠度位移值，因第二项修正多减去了相当于杆根a位移值，则第三项进行补充修正。

　　总结一下，GB4623测量受力电杆挠度的基本方法是测量梢端位移并测量支承点位移，利用三角函数关系计算消除梢端测量值中的非挠度位移。

　　上述检验方法在实际应用中要求悬臂支承点相对稳定性要好。如果支承点相对稳定性较差，支承点不稳定位移过大，超出百分表量程，则试验中途即告失败(已有不少实例)。这种情况还可能涉及样品电杆在恢复试验时能否继续使用问题(因为电杆受力到一定程度，再次使用将比正常检验严酷)。因而检验设置应比较好的满足支承点稳定这一条件，即使使用大量程百分表亦必须重视这一点，而且操作要极其细心。

　　但是在实际检验中，因为电杆属于笨重大形产品，搬运困难，多数情况下要到各电杆制作现场检验，各个现场检验条件千差万别，特别是电杆力学试验台设置，包括支承点稳定性较差，无百分表架置预设条件，试验台高度不正确，甚至试验台本身不稳定产生位移，致使检验无法顺利进行。为此，考虑寻求一种适应性较强的检验方法。通过分析研究和实际试验，我们用水准仪进行电杆挠度检验，取得了十分满意的预期效果。它具有适应现场条件能力强，省略了计算，过程更直观，测量仪表安装更简便等显著特点，下边讨论说明水准仪检验锥形混凝土电杆挠度的方法。

　　首先肯定一点，用水准仪检验锥形混凝土电杆挠度时，其电杆悬臂支承方式方法与GB4623规定方法完全一致，同样是在完成各种力学性能测试过程中完成挠度测试，区别在于挠度数据取得的原理不同，方式方法不同和使用仪器不同。在图2规定的力学条件下，我们已知受力后电杆将发生图3所求的位移，问题在于电杆弯曲变形的同时有角度位移，无法直接将电杆梢端位移值作为挠度值，所以必须排除电杆角度位移的干扰。我们将电杆变形夸张一点看，实际是一种圆弧变形，如果对圆弧做一切线，并将切点选在弧线的端点，如图4。

　　由图4可见：①如果弧线弧度改变，则弧线c端与切线的距离改变，这一点类似电杆弯曲变形的梢端位移，因为电杆变形亦即弧度改变。②弧线弧度不变，如果图形相对切点a点位移，比如逆时针旋转位移，如图5，则弧线上任一点与切线的距离不变，这一点类似电杆的角度位移。

　　这种弧线与切线的关系完全表征了电杆受力弯曲变形与电杆根部轴线延长直线的关系，利用这种关系，我们就可以直接按切线测出电杆弯曲变形的梢端位移，而不再需要修正电杆角度位移的影响，这就是水准仪检验方法的基本原理。

　　水准检验法的具体方法是，在电杆根部设置一水准仪，并能自由随电杆角度位移同步偏转。实际上水准仪只要在电杆根部安装牢固(按支承点位要求电杆根部有150nm的位置适合用于安装水准仪)，再在电杆梢部安装一随动尺，即完成了电杆力学试验中挠度测量的装置，如图6。

　　试验时将水准仪焦距调至随动尺刻度处，当受力电杆位移时，电杆梢端带动随动尺拉出盒尺伸长，从水准仪中可以读到位移刻度变化。因为水准仪随电杆同步偏转，因而其读数不包括电杆角度位移，同时又因为水准仪所瞄直线始终是电杆根部轴线的延长直线，在电杆弯曲变形时起到了弧切线作用，所以水准仪中所读到的数值只能是图5中c1点至c2点距离，即电杆弯曲变形所致的梢端位移。

　　水准仪检验方法，在实用中已经比较好地解决了水准仪和随动尺安装的实用技术问题，操作更简便轻松。