智能安全监测系统在公路架桥机中的应用分析

文/刘宗宝　中交第三航务工程局有限公司　浙江宁波　315000

1、公路架桥机现存问题

近年来我国公路桥梁的建设进程不断加快，使得制造工艺随之创新。以预制混凝土梁为例，其易于控制、且不受桥梁后期工程影响等特征被广泛采用。此外，公路架桥通常选择移动性能稳定、结构简单的双导梁式架桥机。但是，结合相关信息显示[1]，公路架桥机依旧有着诸多问题没有得到解决。集中表现为：第一，公路架桥机使用频次过高、工况老化以及结构稳定性较差；第二，实际运行阶段，架桥机操作人员无法全面且实时掌握运行状态，难以正确预测运行异常情况；第三，施工运行参照操作人员往期经验，无法有效保障桥梁架设的安全；第四，因为桥梁梁体的架设危险程度高，一旦发生事故会造成巨大经济损失与人身安全损伤，相关工作人员需要加大架桥机安全操作的管理力度。

2、智能安全监测系统在公路架桥机的具体应用

2.1　安全监测系统组成

架桥机的智能安全监测系统根据分工内容进行分析，主要由传感器、采集模块、网络交换机、数据或视频处理单元数据、数据或视频显示等模块组成，最终形成整体监控系统，如图一。

2.2　架桥机的智能安全监测系统

智能安全监控系统中监测量可以分为状态量信号与模拟量类传感器，这两种信号均通过架桥机的安全检测仪收集相关数据。而针对视频监控需求，应该运用3G视频监控设备展开具体工作。

模拟量类传感器：主要由天车侧移传感器、吊重传感器、水平倾角传感器、起升高度传感器、支腿竖直角传感器、整车纵向位移传感器以及风速仪等传感器组成。

状态量信号：状态信号主要包括前后小车起升吊钩控制状态、上升控制状态、后退控制状态、前行控制状态、左移控制状态、右移控制状态、以及整机前移控制状态、后移控制状态。

视频信号：视频系统包括过孔、前支腿与后支腿的两侧监控收集架梁作业状态。

图一　公路架桥机安全监测系统

2.3　信息化架桥机管理系统

架桥机信息化管理系统能够对架桥机的日常运行情况展开全方位、多角度监测以及预警不同类型危险。落实信息化运营作业的管理，可以有效增强架桥机安全水平与运营效率。总的来讲，架桥机的管理系统是由安装于施工架桥机之上的安全监测仪、视频监控器以及安装在远程管理中心内起重机械管理系统构成。其中，安全检测仪由无线通信模块、内置制动控制、起重量传感器、水平度传感器、风俗传感器、高度传感器、倾角传感器以及行程传感器组成，支持实时显示与采集架桥机运行状态。

这一系统能够对架桥机天车高度、纵向行程、横向行程、风速、重量、直角垂直度、水平度以及整体纵向行程等不同量进行记录和测量，进而有效控制和规避架桥机日常运行阶段的自身结构风险。同时，其辅助性视频监控系统能够扩宽司机操作视野，提高远程监管的力度。由于系统总体技术的参数在国内相对领先，例如系统刷新速率最快、监控参量最多以及自组网性能稳定等特征，使得架桥机远程管理者与司机等层级管理需求均得到满足，从本质上增强架桥机安全性能与职能安全监测系统的管理效率。

2.4　安全监测仪性能与显示信息

安全监测仪的主界面所显示的参数包括：第一，实际测量值。包括天车横向与纵向行程、起重量、高度、水平度、风速、整机重量与纵向形成、支腿倾斜度等内容；第二，架桥机基本信息。包括平衡臂及吊臂长度、起重倍率等内容；第三，架桥机负荷比率、预警原因以及运行状态，进而提醒相关作业人员正确判断；第四，架桥机额定值与起重量；第五，架桥机安全制动的状态。包括天车前后、左右以及上下的运行状态；整车前后的运行状态。

安全监测仪有着风速报警、防超载、制动控制、倾斜报警以及黑匣子等功能，进一步实现了智能安全监测系统中的预警功能。如果出现影响架桥机的安全预警问题时，监测系统能够通过图像、声音等报警方式来提醒作业人员谨慎操作，同时，结合具体情况可以进行自动控制。其中，针对不同的预警程度，智能安全监测系统会发出差异化预警方式：一级报警，出现预警危险物体会显示为红色，报警灯闪烁且开启报警音；二级报警，出现预警危险物体会显示为黄色同时开启报警灯。通过应用智能安全监测系统，可以确保架桥机运行阶段如果发生异常情况或危险因素，系统能够使其安全制动，进而控制和降低事故发生。

2.5　远程监控系统

远程监控系统可以借助终端显示实时管理和监控区域内多台架桥机运行情况，更加准确且全面的掌握架桥机运行数据，进而判断其是否存在异常问题。通过和管理中心网络连接，将区域内架桥机状态参数上传至区域管理中心，结合GIS、GPS、GPRS等技术来实现远程监控架桥机的整体运行。远程监控系统的特征主要表现在：可以实时远程监测架桥动态情况；通过连接无线网络，实现了异地管理架桥机日常运行。此外，远程监控系统有着信息查询（包括人员绩效考核与驾驶管理）、系统管理、检测数据查询、系统信息设置、运营报告管理以及报警架桥机查询等性能。

3、公路架桥机应用智能安全监测系统的要点内容

3.1　公路架桥机施工安全管理

架桥机施工的安全管理是由吊装梁板、设备操作人员以及设备自身等几方面内容构成，作为架桥机整个施工管理工作的关键内容，要求管理人员必须在设备安装之前向特种设备安监等相关部门递交申请报告，获得批准方可进行正式安装。此外，架桥机安装完成之后特种设备安监部门会派专业技术人员进行检测，只有符合标准的才可以给予特种设备检测合格证并准予投入施工使用。同时，管理人员需要将安装申请书、检测合格证等资料妥善整理保存。

针对梁板吊运及安装应该做到以下要求：第一，严格按照现场操作及安全施工的要求展开作业；第二，熟练掌握设备安全操作规程与施工技术；第三，过孔作业必须符合施工技术条件且遵循过孔工序；第四，架梁作业过程中由运梁至梁片捆绑，再由吊梁至落梁的各个环节都应该符合施工规范与安全规程；第五，预测施工全过程的各项突发情况，结合特殊条件来调整或完善架梁安全作业。

此外，公路架桥机实际使用阶段也重视以下工作的管理：第一，机械设备是否有着不稳定因素；第二，人员、机械安全防护；第三，详细记录安装维修及养护信息且留档保存；第四，定期抽查公路架桥机各油路压力、各限位器、钢丝绳、轨道端部止档以及焊缝等内容；第五，安装施工阶段全面落实安全操作及相关规程，严禁人员违章作业。

3.2　公路架桥机日常检修和养护

由于公路架桥机安全性要求极高，使得日常检修和养护工作也极为重要。首先，重点检查承重部件连接处、焊接处是否存在开裂问题、连接螺栓是否存在松动问题。检查钢丝绳是否存在整根股的断裂，如果达到钢丝绳报废标准应该及时报废；其次，检查液压系统，由于公路架桥机的液压系统比较简单，使得日常检修环节经常发生漏检现象。一旦出现声音异常、压力异常以及温度异常升高时，需要立即停机，查找原因与排除安全隐患。检查液压泵、液压阀是否存在漏油渗油问题，及时更换老旧或破损元件。此外，想要有效控制和规避液压管磨损老化等问题，必须将液压锁的平衡阀和执行部件刚性连接。最后，控制系统与电气检查：设置专门负责电气系统检查和养护的责任电工，定期组织过流保护、短路保护、连锁保护、失压保护以及紧急断电开关的检验。了解电机、电器元件以及电缆的防晒防潮，有效控制和减少漏电事故的发生。检查地面控制柜的接地接零安全措施，防止由于电气故障引发传动失效或刹车故障。

为了调整过于依赖作业人员的既有经验展开管理和具体操作，从本质上提高架桥机安全应用程度和优化架桥机信息化安全监测系统，进一步带动大型或特种设备的现场安全管理水平。通过升级之后的监测系统可以更加有效且及时的反馈监测数据、预警信号，为作业人员调整架桥机以及架梁运行等内容提供精准信息。

结语：

总而言之，公路架桥机应用智能安全监测系统，能够借助于现代化科学技术获取与整理相关信息、图像以及数据；同时将其转化成预警判断信息，确保操作人员可以及时发现和判定安全隐患，极大程度上增强其安全性能。

参考文献：

[1]徐琨.智能安全监测系统在公路架桥机中的应用[J].江西建材,2017(11):179-180.

[2]杨红宝.公路架桥机安全智能监控预警系统应用[J].青海水力发电,2015(4):51-53.

[3]陈敏,黄国健,刘金,等.广州架桥机安全监控管理系统检验情况[J].特种设备安全技术,2014(6):35-38.