卸料平台超载保护系统设计

刘 垚，王 彬，罗 马，高建超，赵雨菲，宫宇成

（1.中国建筑科学研究院有限公司 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000；2.廊坊凯博建设机械科技有限公司，河北 廊坊 065000；3.建研机械检验检测(北京)有限公司，北京 100007）

1 研究背景

传统卸料平台管理方法是在卸料平台上悬挂卸载标识和物料明细表以引起施工人员对超载的重视，但这往往达不到预想的效果，很少有工人去认真落实周转材料的重量及数量；另外一方面，安全管理人员也无法做到时刻去旁站监督管理。基于此有必要考虑如何来解决以上施工管理痛点问题。

如何有效监管现场施工过程中传统卸料平台（图1）的超载违规作业，是迫在眉睫要解决的问题。随着附着式升降脚手架的快速发展，衍生出附着式升降卸料平台（图2），因其安全可靠、外观形象好、施工效率高、省人工等诸多优点，在建筑施工领域得到了快速发展。

图1 传统卸料平台

图2 附着式升降卸料平台

对于传统卸料平台而言我们要着重解决在使用工况中的超载问题，对附着式升降卸料平台而言，虽然安装了荷载控制系统但其只是解决了附着式升降卸料平台在升降过程中的超欠载报警停机，因其在升降过程为空载，所以意义不大，忽略了其在使用工况的超载问题。传统卸料平台在使用过程中的管理方式基本是采用悬挂限载标识和物料堆放明细表，只能起到警示作用，起不到实质的超载预警作用。基于以上原因，笔者设计出2 种卸料平台超载保护系统方案，能够有效地解决施工现场卸料平台超载问题。

2 卸料平台超载保护系统设计方案

2.1 方案一

2.1.1 卸料平台超载保护系统组成

超载保护系统由悬臂称重4 个传感器、1 个接线盒、1个控制箱、1个声光报警器等组成（图3）。

图3 卸料平台超载保护系统硬件组成

2.1.2 卸料平台超载保护系统设计及工作原理

利用悬臂称重传感器把整个卸料平台做成平台秤（地磅原理），工人周转物料进入卸料平台，在物料重力作用下，使称重传感器弹性体产生弹性形变，粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡，输出与重量数值成比例的电信号，经传感器内部的放大器、A/D 转换器、微处理器等电子元器件处理输出数字信号，再经中继器进入称重显示仪表直接显示出重量等数据。当工人周转材料于卸料平台上，控制箱上会显示当前物料重量，可以根据料台的额定载重量设定比例来设定预报警值，譬如卸料平台额定载重量为1t，为了防止超载，以在控制箱设置当物料达到0.9t 时，超载检测系统就会发出断续声光预警信号并伴随着语音提示当前荷载重量；当载重量达到额定载重量1t 时语音声光报警器启动，发出持续声光报警，并伴随语音提示，警示使用者注意安全，停止继续加载物料。卸料平台的超载预警、报警值可根据卸料平台的实际额定载重量来设置。卸料平台配备智能安全监测控制通过传感器对料台各个重点部位进行监测，卸料平台控制箱内配置联网通信模组实现数据信息实时采集显示、储存、传输功能，便于安全监管人员随时随地查看卸料平台的转料重量，解决了卸料平台在使用工况下的安全监管盲区。

2.1.3 卸料平台超载保护系统设计安装

首先将4 个悬臂称重传感器安装于卸料平台底部，其次将悬臂称重传感器信号线通过航空插头插入控制，最后将控制箱与声光报警系统安装到方便工人看到的地方固定牢靠（图4）。此控制既便于工人安装、操作调试简单，又能准确预警，并实时监控卸料平台在使用工况中的超载问题。

图4 卸料平台超载保护系统安装示意图

2.2 方案二

2.2.1 卸料平台超载保护系统组成

该超载保护系统由4 个轴销传感器（图5）、1 个接线盒、1 个控制箱、1 个声光报警器等组成。

图5 轴销传感器

2.2.2 卸料平台超载保护系统设计安装及工作原理

将附着式升降卸料平台的斜拉杆和传统卸料平台用的钢丝绳前端的螺丝和螺母换成轴销传感器，销轴传感器的受力位置与斜拉杆或钢丝绳拉力方向相反。由于不同厂家卸料平台的结构和尺寸不一样，需要现场进行数据标定。其预警机制与方案一基本相同。

3 方案对比

以上两种卸料平台的超载保护系统均能解决其在使用工况超载以及监管不到位的施工管理痛点问题，但相比于方案一，方案二经济性强且易于安装。

4 结语

本文从卸料平台的受力状况出发，对其管理痛点要点和存在的问题进行了详细的分析和探讨。通过以上两种简易卸料平台超载保护系统的设计，既适用于传统的型钢悬挑卸料平台又适用于附着式升降卸料平台，性能稳定，经济性强，安装方便，准确预警，能很好地解决现场卸料平台在使用工况下的超载使用问题，有助于安全监管人员实时监管，避免因安全监管人员不足而无法有效监管。能切实堵住安全监管漏洞，为卸料平台使用安全保驾护航，并能预防重大安全生产责任事故发生。此卸料平台超载保护系统可供用于卸料平台项目参考借鉴使用，为卸料平台在使用工况中的安全运用提供一种新的管理方法。