裝配式建筑施工塔吊實時監(jiān)控系統(tǒng)

齊貞光

摘 要：目前，“建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”越來越得到人們的青睞，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑工業(yè)化代表之一。裝配式施工特點是建設(shè)速度非常快，在施工中基本不受氣候條件影響；現(xiàn)場施工人員減少；垂直運輸機械標(biāo)準(zhǔn)高需求大；施工現(xiàn)場堆放構(gòu)件量較大。裝配式帶來施工便捷的同時，也增加了施工風(fēng)險。為減少塔吊事故的發(fā)生，通過在塔吊上安裝風(fēng)速儀、小車位置監(jiān)控、力矩監(jiān)控器、角度監(jiān)控器、重量傳感器、幅度傳感器、主機、顯示器、無線通訊、信號檢測器等設(shè)備，對塔吊參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，減少塔吊事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：裝配式結(jié)構(gòu)；裝配式施工特點；塔吊實時檢測

“建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”在全國建設(shè)工作會議上被明確提出，標(biāo)志著我國建筑工業(yè)化正式進(jìn)入2.0時代。建筑產(chǎn)業(yè)化是我國建筑業(yè)的先進(jìn)發(fā)展方向，是我國建筑施工安管人員現(xiàn)在、未來都面臨的新常態(tài)。

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為建筑工業(yè)化代表之一重新進(jìn)入到工程實踐中，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑以其結(jié)構(gòu)構(gòu)件工業(yè)化批量預(yù)制生產(chǎn)、機械化施工等特點，顯現(xiàn)出節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)勢。于此同時，由于裝配式建筑在設(shè)計、生產(chǎn)、施工等各個環(huán)節(jié)發(fā)生重大變革，對裝配式建筑施工的安全管理帶來巨大挑戰(zhàn)?？傮w而言，以目前的施工技術(shù)水平，裝配式建筑施工的安全風(fēng)險和管理難度相較傳統(tǒng)建筑施工是增加的。

保障裝配式建筑施工安全，是建筑產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)安全發(fā)展的必要條件，更是我國建筑施工安管人員都肩負(fù)的重要任務(wù)。

1裝配式建筑施工特點

1）裝配式建筑最主要的特點就是建設(shè)速度非常快，在施工中基本不受氣候條件影響，極大地節(jié)約勞動力并可提升建筑物的質(zhì)量。

2）現(xiàn)場施工人員減少。裝配式建筑構(gòu)件需要提前預(yù)定，在場外制作，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，施工過程中減少了澆筑工程量，減少了現(xiàn)場人員配備，降低了事故發(fā)生概率。

3）垂直運輸機械標(biāo)準(zhǔn)高需求大。由于裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量比較多，而且質(zhì)量也比較大，選擇垂直運輸機械要保證其性能，根據(jù)構(gòu)件的具體重點以及安裝的高度來選擇相應(yīng)的起重機，如有必要，還要對構(gòu)件進(jìn)行加固。

4）施工現(xiàn)場堆放構(gòu)件量較大。在裝配式建筑施工中要對預(yù)制構(gòu)件的存放地點進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，從而保證材料的安全性能，在對施工材料運輸不產(chǎn)生影響的情況下，保證其位置的便利性。

2 吊裝中存在的安全風(fēng)險

與普通建筑相比，裝配式建筑施工具有一定的特殊性，如以吊裝作業(yè)為主、高空作業(yè)多等等，由此導(dǎo)致施工中的安全隱患問題較多。

1）裝配式建筑構(gòu)件尺寸一般較大，在吊裝過程中極易與建筑物發(fā)生碰撞。

如圖所示，塔吊司機吊物料時，當(dāng)物料在黃色區(qū)域時，司機看不到所吊物料，只能靠信號工的指揮；但時隨著物料提升高度的增加，信號工對物料與建筑物的距離判斷也會存在偏差，若指揮不當(dāng)極易發(fā)生碰撞事故。

2）目前單臺塔吊往往不能滿足工程需要，多臺塔吊協(xié)同工作已司空見慣。塔吊的使用過程中，特別是群塔作業(yè)存在交叉作業(yè)，也容易發(fā)生碰撞。

因為裝配式建筑構(gòu)件的重量較大，不管發(fā)生上述哪種碰撞，后果都很嚴(yán)重。

3 塔吊實時監(jiān)控系統(tǒng)

塔式起重機時監(jiān)控系統(tǒng)，是基于傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)融合處理、無線傳感網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信技術(shù)和智能體技術(shù)，從而實現(xiàn)危險作業(yè)自動報警并控制、實時動態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)管、遠(yuǎn)程報警和遠(yuǎn)程告知，使得塔吊安全監(jiān)控成為開放的多方主體參與的實時動態(tài)監(jiān)控。

塔機監(jiān)測儀是全新智能化塔式起重機安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠全方位保證塔機的安全運行，包括有塔機區(qū)域安全防護(hù)、塔機防碰撞、塔機超載、塔機防傾翻等功能，能夠提供塔機安全狀態(tài)的實時預(yù)警，并進(jìn)行制動控制，是集精密測量、人工智能、自動控制等多種高技術(shù)于一體的智能控制系統(tǒng)。

1、系統(tǒng)組成

風(fēng)速儀、小車位置監(jiān)控、力矩監(jiān)控器、角度監(jiān)控器、重量傳感器、幅度傳感器、主機、顯示器、無線通訊、信號檢測器等。

2、系統(tǒng)功能

（1）建筑物背面視野

在塔吊大臂前段增加高清球型攝像機，增加司機對建筑物背面的視野。

（2）力和力矩監(jiān)控，防止超限超載

通過重量傳感器和幅度傳感器加強對物料的監(jiān)控，防止超限超載現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）特定區(qū)域監(jiān)控，防止墜物傷人

（4）群塔作業(yè)監(jiān)控，防止碰撞

（5）參數(shù)終端顯示

實現(xiàn)塔吊防限位及防碰撞功能，受力、高度、傾角、風(fēng)速等參數(shù)監(jiān)測功能，塔吊參數(shù)終端顯示功能。

4、系統(tǒng)組成

區(qū)域塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)由安裝在施工塔機上的塔機安全監(jiān)測儀、安裝在施工現(xiàn)場辦公室的塔機控制器、安裝在遠(yuǎn)程管理中心塔機安全管理信息系統(tǒng)三部分組成。

塔機控制器不僅能通過無線傳輸實現(xiàn)施工現(xiàn)場塔吊與塔吊、塔吊與監(jiān)控中心之間的通訊，還能通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)工地現(xiàn)場與遠(yuǎn)程管理中心間的數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)智能結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化工地。

塔吊群信息系統(tǒng)是遠(yuǎn)程對區(qū)域內(nèi)的多臺塔機的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控和管理，及時掌握區(qū)域內(nèi)多臺塔吊的運行狀態(tài)。區(qū)域內(nèi)塔吊的運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)可以通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絽^(qū)域管理中心，管理中心將結(jié)合GIS技術(shù)實現(xiàn)塔機運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4結(jié)論

裝配式構(gòu)筑在建筑施工中重新得到普遍應(yīng)用，預(yù)制構(gòu)件體積、重量都比較大，垂直運輸過程對塔吊的要求更高。

塔吊實時檢測包括風(fēng)速儀、小車位置監(jiān)控、力矩監(jiān)控器、角度監(jiān)控器、重量傳感器、幅度傳感器、主機、顯示器、無線通訊、信號檢測器等，對塔吊參數(shù)能進(jìn)行實時監(jiān)控，增加塔吊吊裝過程的安全性能，減少塔吊事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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[3]塔式起重機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的用戶管理；設(shè)計研究；2010.10.002.

（作者單位：中建八局第四建設(shè)有限公司）