智能監(jiān)控系統(tǒng)在塔吊安全管理中應(yīng)用的重要性分析

趙洪

摘 要：近年隨著數(shù)字建設(shè)、數(shù)字工地地推廣，智能監(jiān)控系統(tǒng)得以在塔吊安全管理中應(yīng)用。它可以對塔吊工作的狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，協(xié)助相關(guān)人員完成塔吊的安全與標(biāo)準(zhǔn)化管理，有助于保障和提升工程安全。利用相關(guān)分析和因子分析方法，對智能監(jiān)控系統(tǒng)在塔吊安全管理中應(yīng)用的重要性以及功能重要性排序進(jìn)行分析。隨之，提出了智能監(jiān)控系統(tǒng)在塔吊安全管理中的提升路徑和應(yīng)用建議，具有重要的實(shí)際工程意義。最終提出利用智能監(jiān)控的新型技術(shù)，可以有效促進(jìn)施工安全和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：智能監(jiān)控系統(tǒng);塔吊安全;重要性

中圖分類號：TD402文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-6903（2022）08-0060-03

0 引言

塔吊系統(tǒng)是目前建筑行業(yè)，尤其是高層建筑修建中重要的關(guān)鍵設(shè)施，其肩負(fù)著絕大多數(shù)建筑材料的吊裝。大多數(shù)情況下，塔吊系統(tǒng)需要長時間的高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)，該情況為相關(guān)建筑的修建極大地增加了效率，但同時也出現(xiàn)了一定的安全隱患。此外，塔吊系統(tǒng)屬于超高構(gòu)件，按目前城市的標(biāo)準(zhǔn)建筑高度，60～100 m左右塔吊系統(tǒng)就需要筆直地進(jìn)行如此高度的修建，而因?yàn)樗鯇儆诩冧摻Y(jié)構(gòu)，塔吊的受力在設(shè)施吊裝過程中處于隨時變化的情況[1-2]。該情況導(dǎo)致塔吊的受力處于非均勻狀態(tài)，一旦出現(xiàn)非計(jì)劃內(nèi)或者使用損耗的情況，就會造成安全風(fēng)險(xiǎn)，有傾覆的可能。如常見的大風(fēng)、暴雨、冰雹等天氣，同時也有人為因素，如超規(guī)格吊裝，未能定期檢修等[3]。

早期建筑工程中應(yīng)對此類情況，一般是按時對塔吊系統(tǒng)進(jìn)行檢查，平時則主要依靠塔吊操作人員上下塔吊時候的觀察。而這種檢查、觀察本身具有滯后性，在塔吊出現(xiàn)安全隱患的時候無法第一時間察覺，就容易引發(fā)安全事故。隨著科學(xué)技術(shù)與高精度檢測、攝像儀器的發(fā)展，再加上網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化在建筑工程的應(yīng)用，目前建筑工程中的塔吊系統(tǒng)逐漸在應(yīng)用智能監(jiān)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)有多種儀器組合而成，能夠相對及時地對整個塔吊系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行監(jiān)測，在受到外力的時候能夠詳細(xì)地記錄塔吊的偏轉(zhuǎn)情況，在進(jìn)行吊裝工作的時候同理[4]。通過這些偏轉(zhuǎn)情況進(jìn)行受力分析，可以明確塔吊在使用或者外部惡劣環(huán)境下是否出現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)情況，基于數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的針對性處理，以達(dá)到排除風(fēng)險(xiǎn)的目的[5]?；诖?，闡述某工地的塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)的安全與應(yīng)用，以為相關(guān)工地的塔吊系統(tǒng)監(jiān)控提供參考。

1 塔吊的使用概況和安全管理問題

隨著現(xiàn)代材料學(xué)的發(fā)展，建筑的高度快速增加，現(xiàn)代建筑動輒高百米，甚至幾百米，長度與寬度也隨之大幅度增加。由于城市化的原因，要求新建建筑在修建過程中需要符合場地占地面積要求小、作業(yè)高度靈活，再加上要求施工效率等因素，建材的轉(zhuǎn)移與運(yùn)輸就迫切需要一種特殊的建筑機(jī)械。塔吊在房建施工中具有極為重要的地位，因?yàn)槠浔憬菪蕴攸c(diǎn)成為當(dāng)下整體施工的唯一輔助吊裝方式。塔吊在進(jìn)行運(yùn)作時，為滿足建筑施工的需求，高度一般較高。因此，在施工進(jìn)行中，如果發(fā)生塔吊倒塌、吊臂墜落等安全問題，對公眾的人身安全可能造成極大危害[6-7]。

隨著我國的快速城市化，大量的建筑毗鄰居民區(qū)、道路等區(qū)域，因此常有各類因素造成的塔吊傾覆、倒塌情況，造成一些人員傷亡。同時塔吊的安全問題不但會影響周圍人群的生命安全，而且還會影響工程施工的進(jìn)展，對施工方造成惡劣影響。如何解決塔式起重機(jī)的安全問題是管理過程中的一個重要問題。塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)即基于此被提出與應(yīng)用的一種新型技術(shù)，其能夠長時間實(shí)時監(jiān)測塔吊的情況，并在出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的時候及時預(yù)警，以便于相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)支持，及時排除相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，以滿足安全施工的需求。

2塔吊的安裝定位

塔吊的安裝定位需要既滿足施工需求，又要保證塔吊安裝無盲區(qū)的需求，還需保證塔吊機(jī)器在與相關(guān)設(shè)施重疊區(qū)域的安全運(yùn)作[8]。因此塔吊選址需要科學(xué)合理，進(jìn)行安裝的時候其定位能夠最大化覆蓋建設(shè)區(qū)域，同時避免影響到周圍建筑與行人，在進(jìn)行多機(jī)安裝的時候需要重點(diǎn)關(guān)注。我國對此作出了詳細(xì)規(guī)定，在多塔吊建設(shè)工地中需要保持兩座塔吊相互之間保持足夠距離，但是允許其高低落差使用，在使用必須保證兩起重臂（含吊重物）上下垂直距離不小于2 m，處于低位塔機(jī)的臂架端部距高位塔機(jī)架體也不小于2 m。

有些施工工地因?yàn)槠涞乩砦恢锰厥猓車h(huán)境特殊無法滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行一定的調(diào)整。隨著我國城市化的完成程度增加，該類工程實(shí)際數(shù)量在近年來開始升高。為滿足此類建筑施工，同時滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)內(nèi)指定了以下措施。

2.1 組織措施

為避免塔吊碰撞以及與其他物品碰撞，要求塔吊作業(yè)必須按既定路線行進(jìn)，例如在某高度僅能右轉(zhuǎn)或左轉(zhuǎn)，或者在另外一臺機(jī)器運(yùn)作情況下，僅能進(jìn)行部分工作，同時需要設(shè)立專門的監(jiān)護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)行。

2.2 技術(shù)措施

在塔吊安裝前，依據(jù)塔吊選址位置進(jìn)行模擬，確認(rèn)相鄰塔吊在平面狀態(tài)下哪些情況會出現(xiàn)碰撞，模擬需要盡可能覆蓋整個作業(yè)層，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生盲點(diǎn)。然后在進(jìn)行模擬后發(fā)現(xiàn)無法滿足規(guī)范的，應(yīng)當(dāng)對其采取技術(shù)性調(diào)整，使其盡可能滿足相應(yīng)的規(guī)范。在最后完成調(diào)整后，選取相關(guān)具有資質(zhì)的施工人員進(jìn)行相應(yīng)的檢查，確認(rèn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，才可以投入使用。

3智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能及組成

3.1 塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)組成部分包含電子、信息、通訊等多方面的技術(shù)，其包含了多種高新科技，如多位置傳感器、采集器、分析儀等。其在安裝于塔吊上可以實(shí)時對全塔吊的運(yùn)行數(shù)據(jù)、受力情況、風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳輸至對應(yīng)的處理器中，然后進(jìn)行存儲分析。該系統(tǒng)最為基礎(chǔ)的構(gòu)成組件包含載荷監(jiān)測儀、防撞監(jiān)測儀、區(qū)域保護(hù)監(jiān)測儀，能夠完成絕多數(shù)情況下的塔吊安全監(jiān)控，相應(yīng)的用戶可以依據(jù)自身塔吊的情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以使其更符合自身施工需求。

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)一般配置有專門的操作監(jiān)控人員，崗位的工作人員可以通過監(jiān)視器實(shí)施查看，塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)所裝置數(shù)據(jù)以及實(shí)時畫面，以便于及時預(yù)警。

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠在已納入周圍區(qū)域圖的情況下對塔鉤的情況進(jìn)行判定，例如當(dāng)塔吊吊鉤即將進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，如樓宇建筑、公園廣場、高壓線架構(gòu)等人流密集的區(qū)域時，塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)會自動發(fā)出警告，并且及時予以中斷等保護(hù)性操作。

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)會實(shí)時采集塔吊的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，能夠較長時間的存儲。在進(jìn)行安全分析的時候，相應(yīng)工作人員可以查閱歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。若在出現(xiàn)安全事故時，能夠檢查黑盒，為事故判定提供依據(jù)。

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)可以綜合多個塔吊運(yùn)行數(shù)據(jù)，在多塔吊作業(yè)時，能夠及時有效地監(jiān)測是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，在出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的時候可以有效地進(jìn)行各項(xiàng)預(yù)警、中斷操作。

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)中風(fēng)速傳感器是一件重要的數(shù)據(jù)采集儀器，可以獲取在工作狀態(tài)下塔吊的風(fēng)速情況。一般塔吊作為較小的高度建筑，其抗風(fēng)能力一般，監(jiān)測風(fēng)速可以為塔吊提供風(fēng)速預(yù)警[9]。

3.2 塔式起重機(jī)只能監(jiān)控組成部件

3.2.1 塔式起重機(jī)專用力矩傳感器及支架

一般塔吊系統(tǒng)其自身的工作需要對相應(yīng)的參數(shù)予以設(shè)置，該類參數(shù)可確認(rèn)安全吊起的最大額定起重量以及塔吊壁角度與起吊臂長度。在工作中，因?yàn)樗醭霈F(xiàn)受力變化，難以判斷塔吊是否處于安全工作范圍內(nèi)。而塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)配置的專用力矩傳感器及支架可以對工程現(xiàn)場的各個參數(shù)進(jìn)行綜合監(jiān)測和判斷，通過此類數(shù)據(jù)可以確認(rèn)塔吊系統(tǒng)的運(yùn)行情況，是否符合荷載量，以此來指導(dǎo)其正常工作[10]。

3.2.2 塔式起重機(jī)專用防側(cè)翻傳感器

塔吊的傾覆以及其他事故大多數(shù)是因?yàn)樵谑褂眠^程中出現(xiàn)違規(guī)、疏漏操作，如漏檢、誤操作、違章、高強(qiáng)度螺栓松動、基礎(chǔ)傾斜。而塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)具有傾角測量功能，能夠?qū)崟r測定塔吊的傾角變化，以此來預(yù)防傾覆[11]。

3.2.3 塔機(jī)的其他傳感器和系統(tǒng)

塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)還配備有多項(xiàng)其他傳感器，其能夠監(jiān)測塔吊工作狀態(tài)下的吊鉤擺動情況、角度、吊運(yùn)物品重量、高度等信息，在進(jìn)行匯總傳輸后，結(jié)合其他監(jiān)測數(shù)據(jù)就可以實(shí)施確認(rèn)塔吊的風(fēng)險(xiǎn)情況。

4多塔吊的運(yùn)行控制以及安全監(jiān)控

4.1 多塔吊系統(tǒng)的基本安全管理

在實(shí)際建筑施工中，大多數(shù)項(xiàng)目為滿足各類條件以及自身情況限制而租賃以及自由塔吊，存在系統(tǒng)不統(tǒng)一的情況，這是大多數(shù)大型工地的現(xiàn)狀。此時塔吊智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能就存在一定的缺陷，對于其他系統(tǒng)的監(jiān)測能力有限，就需要實(shí)施人工予以補(bǔ)充，對存在不同塔吊系統(tǒng)交互區(qū)域，應(yīng)當(dāng)盡可能分離兩座塔吊，避免其碰撞，并制定相應(yīng)的規(guī)章制度并嚴(yán)格執(zhí)行，以避免出現(xiàn)安全事故。

開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)當(dāng)鳴笛，另外需要優(yōu)先避讓已在運(yùn)轉(zhuǎn)中的塔吊。無吊重塔吊在運(yùn)作中應(yīng)當(dāng)避讓已吊重塔吊。關(guān)機(jī)時，應(yīng)將吊鉤升至臂架根部，將吊臂轉(zhuǎn)至順風(fēng)向，并對轉(zhuǎn)盤進(jìn)行鎖死操作。

此外針對多塔吊系統(tǒng)的安全管理，需要組成相應(yīng)的管理小組，管理小組應(yīng)當(dāng)由專業(yè)的相關(guān)人士組成，進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，制定塔吊安全生產(chǎn)的相關(guān)細(xì)則、協(xié)議，針對系統(tǒng)交互區(qū)域的塔吊，應(yīng)當(dāng)安排響應(yīng)的監(jiān)理工程師予以旁站。另外因?yàn)槎嘞到y(tǒng)的塔吊運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較高，在上崗前應(yīng)當(dāng)對塔吊司機(jī)與信號指揮人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求其能夠通過相應(yīng)考核并且具有相關(guān)證件。在進(jìn)行工作中，盡量避免塔吊更換操作人員，使其相對固定以減少誤操作風(fēng)險(xiǎn)。最后塔吊司機(jī)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和“十不吊”的規(guī)定，履行班前檢查制度。對塔機(jī)存在的問題及時報(bào)告維修，消除隱患，遇有6級以上大風(fēng)時禁止作業(yè)等，確保塔機(jī)處于完好狀態(tài)[12]。

4.2 多塔吊系統(tǒng)的智能安全管理系統(tǒng)

與單塔吊不同，多塔吊系統(tǒng)在進(jìn)行管理時候，應(yīng)當(dāng)對信息進(jìn)行匯總，而且需要對塔吊系統(tǒng)進(jìn)行集合管理，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)分析，避免塔吊出現(xiàn)相互影響的情況。另外在極端天氣下，提前評估天氣對塔吊系統(tǒng)的影響，基于相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行排除[13]。

5結(jié)語

塔吊本身在建筑工程中極為關(guān)鍵，而如何保證其安全持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)對于建筑工程的安全管理具有重要意義。從智能監(jiān)控系統(tǒng)的使用體驗(yàn)上來說，對照系統(tǒng)要求安裝后，塔吊有了更好的安全保障，在塔吊工作的時候能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測操作的情況。如果發(fā)生事故，還可以回放查看事故發(fā)生時候的細(xì)節(jié)，更好地調(diào)查和解決問題。在當(dāng)今智能化全球化的浪潮之下，利用智能監(jiān)控的新型技術(shù)，可以有效促進(jìn)施工安全和質(zhì)量。

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