智能监控系统在塔吊安全管理中应用的重要性分析

2022-05-30赵洪

智能建筑与工程机械 2022年8期

赵洪

摘要：近年随着数字建设、数字工地地推广，智能监控系统得以在塔吊安全管理中应用。它可以对塔吊工作的状态进行远程监控，协助相关人员完成塔吊的安全与标准化管理，有助于保障和提升工程安全。利用相关分析和因子分析方法，对智能监控系统在塔吊安全管理中应用的重要性以及功能重要性排序进行分析。随之，提出了智能监控系统在塔吊安全管理中的提升路径和应用建议，具有重要的实际工程意义。最终提出利用智能监控的新型技术，可以有效促进施工安全和质量。

关键词：智能监控系统;塔吊安全;重要性

中图分类号：TD402文献标识码：A文章编号：2096-6903（2022）08-0060-03

0 引言

塔吊系统是目前建筑行业，尤其是高层建筑修建中重要的关键设施，其肩负着绝大多数建筑材料的吊装。大多数情况下，塔吊系统需要长时间的高强度运转，该情况为相关建筑的修建极大地增加了效率，但同时也出现了一定的安全隐患。此外，塔吊系统属于超高构件，按目前城市的标准建筑高度，60～100 m左右塔吊系统就需要笔直地进行如此高度的修建，而因为塔吊属于纯钢结构，塔吊的受力在设施吊装过程中处于随时变化的情况[1-2]。该情况导致塔吊的受力处于非均匀状态，一旦出现非计划内或者使用损耗的情况，就会造成安全风险，有倾覆的可能。如常見的大风、暴雨、冰雹等天气，同时也有人为因素，如超规格吊装，未能定期检修等[3]。

早期建筑工程中应对此类情况，一般是按时对塔吊系统进行检查，平时则主要依靠塔吊操作人员上下塔吊时候的观察。而这种检查、观察本身具有滞后性，在塔吊出现安全隐患的时候无法第一时间察觉，就容易引发安全事故。随着科学技术与高精度检测、摄像仪器的发展，再加上网络数字化在建筑工程的应用，目前建筑工程中的塔吊系统逐渐在应用智能监控系统。这种系统有多种仪器组合而成，能够相对及时地对整个塔吊系统的构建进行监测，在受到外力的时候能够详细地记录塔吊的偏转情况，在进行吊装工作的时候同理[4]。通过这些偏转情况进行受力分析，可以明确塔吊在使用或者外部恶劣环境下是否出现了风险情况，基于数据进行及时的针对性处理，以达到排除风险的目的[5]。基于此，阐述某工地的塔吊智能监控系统的安全与应用，以为相关工地的塔吊系统监控提供参考。

1 塔吊的使用概况和安全管理问题

随着现代材料学的发展，建筑的高度快速增加，现代建筑动辄高百米，甚至几百米，长度与宽度也随之大幅度增加。由于城市化的原因，要求新建建筑在修建过程中需要符合场地占地面积要求小、作业高度灵活，再加上要求施工效率等因素，建材的转移与运输就迫切需要一种特殊的建筑机械。塔吊在房建施工中具有极为重要的地位，因为其便捷性特点成为当下整体施工的唯一辅助吊装方式。塔吊在进行运作时，为满足建筑施工的需求，高度一般较高。因此，在施工进行中，如果发生塔吊倒塌、吊臂坠落等安全问题，对公众的人身安全可能造成极大危害[6-7]。

随着我国的快速城市化，大量的建筑毗邻居民区、道路等区域，因此常有各类因素造成的塔吊倾覆、倒塌情况，造成一些人员伤亡。同时塔吊的安全问题不但会影响周围人群的生命安全，而且还会影响工程施工的进展，对施工方造成恶劣影响。如何解决塔式起重机的安全问题是管理过程中的一个重要问题。塔吊智能监控系统即基于此被提出与应用的一种新型技术，其能够长时间实时监测塔吊的情况，并在出现风险的时候及时预警，以便于相关人员进行技术支持，及时排除相关风险，以满足安全施工的需求。

2塔吊的安装定位

塔吊的安装定位需要既满足施工需求，又要保证塔吊安装无盲区的需求，还需保证塔吊机器在与相关设施重叠区域的安全运作[8]。因此塔吊选址需要科学合理，进行安装的时候其定位能够最大化覆盖建设区域，同时避免影响到周围建筑与行人，在进行多机安装的时候需要重点关注。我国对此作出了详细规定，在多塔吊建设工地中需要保持两座塔吊相互之间保持足够距离，但是允许其高低落差使用，在使用必须保证两起重臂（含吊重物）上下垂直距离不小于2 m，处于低位塔机的臂架端部距高位塔机架体也不小于2 m。

有些施工工地因为其地理位置特殊，周围环境特殊无法满足上述标准，需要进行一定的调整。随着我国城市化的完成程度增加，该类工程实际数量在近年来开始升高。为满足此类建筑施工，同时满足安全标准，行业内指定了以下措施。

2.1 组织措施

为避免塔吊碰撞以及与其他物品碰撞，要求塔吊作业必须按既定路线行进，例如在某高度仅能右转或左转，或者在另外一台机器运作情况下，仅能进行部分工作，同时需要设立专门的监护人员进行监督执行。

2.2 技术措施

在塔吊安装前，依据塔吊选址位置进行模拟，确认相邻塔吊在平面状态下哪些情况会出现碰撞，模拟需要尽可能覆盖整个作业层，不产生或少产生盲点。然后在进行模拟后发现无法满足规范的，应当对其采取技术性调整，使其尽可能满足相应的规范。在最后完成调整后，选取相关具有资质的施工人员进行相应的检查，确认符合质量标准，才可以投入使用。

3智能监控系统的功能及组成

3.1 塔吊智能监控系统的功能

塔吊智能监控系统组成部分包含电子、信息、通讯等多方面的技术，其包含了多种高新科技，如多位置传感器、采集器、分析仪等。其在安装于塔吊上可以实时对全塔吊的运行数据、受力情况、风险情况进行数据采集，传输至对应的处理器中，然后进行存储分析。该系统最为基础的构成组件包含载荷监测仪、防撞监测仪、区域保护监测仪，能够完成绝多数情况下的塔吊安全监控，相应的用户可以依据自身塔吊的情况进行适当的调整，以使其更符合自身施工需求。

塔吊智能监控系统一般配置有专门的操作监控人员，岗位的工作人员可以通过监视器实施查看，塔吊智能监控系统所装置数据以及实时画面，以便于及时预警。

塔吊智能监控系统能够在已纳入周围区域图的情况下对塔钩的情况进行判定，例如当塔吊吊钩即将进入危险区域，如楼宇建筑、公园广场、高压线架构等人流密集的区域时，塔吊智能监控系统会自动发出警告，并且及时予以中断等保护性操作。

塔吊智能监控系统会实时采集塔吊的各项运行数据，能够较长时间的存储。在进行安全分析的时候，相应工作人员可以查阅历史运行数据。若在出现安全事故时，能够检查黑盒，为事故判定提供依据。

塔吊智能监控系统可以综合多个塔吊运行数据，在多塔吊作业时，能够及时有效地监测是否存在碰撞风险，在出现风险的时候可以有效地进行各项预警、中断操作。

塔吊智能监控系统中风速传感器是一件重要的数据采集仪器，可以获取在工作状态下塔吊的风速情况。一般塔吊作为较小的高度建筑，其抗风能力一般，监测风速可以为塔吊提供风速预警[9]。

3.2 塔式起重机只能监控组成部件

3.2.1 塔式起重机专用力矩传感器及支架

一般塔吊系统其自身的工作需要对相应的参数予以设置，该类参数可确认安全吊起的最大额定起重量以及塔吊壁角度与起吊臂长度。在工作中，因为塔吊出现受力变化，难以判断塔吊是否处于安全工作范围内。而塔吊智能监控系统配置的专用力矩传感器及支架可以对工程现场的各个参数进行综合监测和判断，通过此类数据可以确认塔吊系统的运行情况，是否符合荷载量，以此来指导其正常工作[10]。

3.2.2 塔式起重机专用防侧翻传感器

塔吊的倾覆以及其他事故大多数是因为在使用过程中出现违规、疏漏操作，如漏检、误操作、违章、高强度螺栓松动、基础倾斜。而塔吊智能监控系统具有倾角测量功能，能够实时测定塔吊的倾角变化，以此来预防倾覆[11]。

3.2.3 塔机的其他传感器和系统

塔吊智能监控系统还配备有多项其他传感器，其能够监测塔吊工作状态下的吊钩摆动情况、角度、吊运物品重量、高度等信息，在进行汇总传输后，结合其他监测数据就可以实施确认塔吊的风险情况。

4多塔吊的运行控制以及安全监控

4.1 多塔吊系统的基本安全管理

在实际建筑施工中，大多数项目为满足各类条件以及自身情况限制而租赁以及自由塔吊，存在系统不统一的情况，这是大多数大型工地的现状。此时塔吊智能监控系统的功能就存在一定的缺陷，对于其他系统的监测能力有限，就需要实施人工予以补充，对存在不同塔吊系统交互区域，应当尽可能分离两座塔吊，避免其碰撞，并制定相应的规章制度并严格执行，以避免出现安全事故。

开机运转前应当鸣笛，另外需要优先避让已在运转中的塔吊。无吊重塔吊在运作中应当避让已吊重塔吊。关机时，应将吊钩升至臂架根部，将吊臂转至顺风向，并对转盘进行锁死操作。

此外针对多塔吊系统的安全管理，需要组成相应的管理小组，管理小组应当由专业的相关人士组成，进行统一协调，制定塔吊安全生产的相关细则、协议，针对系统交互区域的塔吊，应当安排响应的监理工程师予以旁站。另外因为多系统的塔吊运行风险较高，在上岗前应当对塔吊司机与信号指挥人员进行培训，要求其能够通过相应考核并且具有相关证件。在进行工作中，尽量避免塔吊更换操作人员，使其相对固定以减少误操作风险。最后塔吊司机应严格执行操作规程和“十不吊”的规定，履行班前检查制度。对塔机存在的问题及时报告维修，消除隐患，遇有6级以上大风时禁止作业等，确保塔机处于完好状态[12]。

4.2 多塔吊系统的智能安全管理系统

与单塔吊不同，多塔吊系统在进行管理时候，应当对信息进行汇总，而且需要对塔吊系统进行集合管理，在运转过程中应当进行动态数据分析，避免塔吊出现相互影响的情况。另外在极端天气下，提前评估天气对塔吊系统的影响，基于相关数据进行分析，对可能出现的风险因素进行排除[13]。

5结语

塔吊本身在建筑工程中极为关键，而如何保证其安全持续地运转对于建筑工程的安全管理具有重要意义。从智能监控系统的使用体验上来说，对照系统要求安装后，塔吊有了更好的安全保障，在塔吊工作的时候能够远程监测操作的情况。如果发生事故，还可以回放查看事故发生时候的细节，更好地调查和解决问题。在当今智能化全球化的浪潮之下，利用智能监控的新型技术，可以有效促进施工安全和质量。

参考文献

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