塔机防碰撞系统在核电施工中的应用

中国核工业华兴建设有限公司 高斌

随着经济建设的高速发展，各类建筑工程广泛使用的大型塔式起重机数量日益增多，在一些工程中的布设密度越来越大。近些年，塔机之间发生碰撞、塔机与周边建筑物发生碰撞及其他安全事故多有发生。为了解决塔机在作业中相互干扰乃至可能的相互碰撞问题，我公司从2009年3月起，在各核电施工现场的塔机上先后安装使用了具有超载报警、违规操作报警、防碰撞系统、操作记录等功能的塔机智能安全监控系统。因塔机防碰撞系统在市场上应用尚不普遍，而其他监控功能应用已较普遍，故本文重点介绍防碰撞系统的应用。

1 系统构成与安装

塔机防碰撞系统一般由若干个防碰撞报警器和一个远程监控系统主机构成。报警器安装在塔机司机室内，它和安装在同一台塔机上的回转传感器、幅度传感器(和变幅小车限位器集成在一起)等有线连接，报警器可收发无线电信号(通过吸盘天线)。系统主机(也配有吸盘天线)集成在一台电脑内，安装有配套软件，通过电脑设置和反映塔机固定坐标(X、Y方向坐标)、高度(总高和塔身高)、起重臂和平衡臂长度，并设置起重臂与起重臂(包括起重臂与平衡臂)之间碰撞报警距离和区域保护的各项参数；远程监控系统也可收发无线电信号，和安装在各塔机上的防碰撞报警器实现无线电通讯。安装在塔机操纵室内的防碰撞报警器把传感器测出来的塔机小车运行位置、起重臂回转角度参数等信号发送到系统主机；系统主机经过数据处理和回馈（对照已设参数)，可将各塔机的运行位置实时在系统主机电脑屏幕和司机室内的显示屏上显示（图1）；在每两台相邻塔机的塔臂运行到接近的位置(由设置的距离确定)，或某台塔机的起重臂运行到接近某一限制区域边缘，报警器就会发出音响报警。

图1 群塔作业防碰撞监控系统

安装和调试(参数设置)过程有一些关键点需要加以注意，这些关键点控制得好，可以大大提高部件安装质量和参数设置的正确性和准确性：①安装幅度传感器和回转传感器时务必使传感器轴与变幅卷筒中心轴保持在同一个轴线上(控制同轴度)。②安装回转传感器时要务必使回转传感器支架安装牢固，还要务必使回转传感器齿轮啮合良好。③给系统供货商提供的每一台塔机的坐标、高度、臂长参数要准确；在安装开始前要核实这些参数。④要合理地确定报警距离(高塔小车和低塔臂杆的水平距离)，这个距离要确定在尽可能近的范围内，但又要使机构（一般是回转和/或小车）在系统发出音响报警后能够停止或来得及向相反方向运动。⑤每台塔机在电脑上设置和保存其小车初始位置及终极位置之后，要验证其设置是否准确。小车初始位置及终极位置需逐台验证。验证方法是，令司机将小车开到起重臂的最内侧、中点和最外侧，看电脑上该台塔机的小车显示位置是否对应；如不对应，则需要调整。⑥每两台塔机在电脑上设置和保存其回转初始角之后，要验证其回转初始角设置得是否准确。最简便易行的验证方法是，令这两台塔机司机把起重臂对成一直线(要保证安全)，看电脑上显示的这两台塔机的起重臂是否也成一直线；如果是，则这两台塔机的回转初始角设置正确；如果不是，则需要调整这两台塔机的回转初始角。⑦挑几对塔机做一下防碰撞试验：就是每两台塔机的起重臂运行到接近的位置，同时高塔的小车运行到接近这两台塔机起重臂运行的交汇区，看是否报警。

2 使用和管理

塔机司机在自己所操作的塔机出现音响报警后，要立即观察和哪一台塔机比较接近，弄清报警原因，做出相应的反应(停止接近的操作或向相反方向运动，向接近的塔机司机做出提醒等)。

塔机租赁公司在现场应有一人(技术员或安全员)兼管此项工作。兼管此项工作的人员不仅应掌握该系统的应用技术，并且了解塔机运行的工作实际，会根据现场情况的变化随时调整系统参数。司机要经常检查传感器和天线等的完好状况。

该系统是对塔机危险操作有一定警示作用的辅助装置，塔机的任何操作都必须由司机完成。既不能认为没有作用而擅自关闭防碰撞报警器，也不能认为有了它就万事大吉，在操作中麻痹大意。应要求塔机租赁公司和项目部不得允许塔机司机随意关闭防碰撞报警器，项目部要对此进行监督。

3 结束语

我们现在使用的塔机智能安全运行监控系统建有数据库，可实现塔机群运转数据记录和回放。数个系统可通过互联网与塔机远程监控管理中心(或系统)相连接。目前这种安全运行监控系统在塔机业界比较推崇，政府相关部门可以用这个系统建立一个较大范围内的塔机安全使用监督管理平台。