智能監控系統在塔吊安全管理中應用的重要性分析

趙洪

摘 要：近年隨著數字建設、數字工地地推廣，智能監控系統得以在塔吊安全管理中應用。它可以對塔吊工作的狀態進行遠程監控，協助相關人員完成塔吊的安全與標準化管理，有助于保障和提升工程安全。利用相關分析和因子分析方法，對智能監控系統在塔吊安全管理中應用的重要性以及功能重要性排序進行分析。隨之，提出了智能監控系統在塔吊安全管理中的提升路徑和應用建議，具有重要的實際工程意義。最終提出利用智能監控的新型技術，可以有效促進施工安全和質量。

關鍵詞：智能監控系統;塔吊安全;重要性

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

0 引言

塔吊系統是目前建筑行業，尤其是高層建筑修建中重要的關鍵設施，其肩負著絕大多數建筑材料的吊裝。大多數情況下，塔吊系統需要長時間的高強度運轉，該情況為相關建筑的修建極大地增加了效率，但同時也出現了一定的安全隱患。此外，塔吊系統屬于超高構件，按目前城市的標準建筑高度，60～100 m左右塔吊系統就需要筆直地進行如此高度的修建，而因為塔吊屬于純鋼結構，塔吊的受力在設施吊裝過程中處于隨時變化的情況[1-2]。該情況導致塔吊的受力處于非均勻狀態，一旦出現非計劃內或者使用損耗的情況，就會造成安全風險，有傾覆的可能。如常見的大風、暴雨、冰雹等天氣，同時也有人為因素，如超規格吊裝，未能定期檢修等[3]。

早期建筑工程中應對此類情況，一般是按時對塔吊系統進行檢查，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，在塔吊出現安全隱患的時候無法第一時間察覺，就容易引發安全事故。隨著科學技術與高精度檢測、攝像儀器的發展，再加上網絡數字化在建筑工程的應用，目前建筑工程中的塔吊系統逐漸在應用智能監控系統。這種系統有多種儀器組合而成，能夠相對及時地對整個塔吊系統的構建進行監測，在受到外力的時候能夠詳細地記錄塔吊的偏轉情況，在進行吊裝工作的時候同理[4]。通過這些偏轉情況進行受力分析，可以明確塔吊在使用或者外部惡劣環境下是否出現了風險情況，基于數據進行及時的針對性處理，以達到排除風險的目的[5]。基于此，闡述某工地的塔吊智能監控系統的安全與應用，以為相關工地的塔吊系統監控提供參考。

1 塔吊的使用概況和安全管理問題

隨著現代材料學的發展，建筑的高度快速增加，現代建筑動輒高百米，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、作業高度靈活，再加上要求施工效率等因素，建材的轉移與運輸就迫切需要一種特殊的建筑機械。塔吊在房建施工中具有極為重要的地位，因為其便捷性特點成為當下整體施工的唯一輔助吊裝方式。塔吊在進行運作時，為滿足建筑施工的需求，高度一般較高。因此，在施工進行中，如果發生塔吊倒塌、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、道路等區域，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展，對施工方造成惡劣影響。如何解決塔式起重機的安全問題是管理過程中的一個重要問題。塔吊智能監控系統即基于此被提出與應用的一種新型技術，其能夠長時間實時監測塔吊的情況，并在出現風險的時候及時預警，以便于相關人員進行技術支持，及時排除相關風險，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的需求，還需保證塔吊機器在與相關設施重疊區域的安全運作[8]。因此塔吊選址需要科學合理，進行安裝的時候其定位能夠最大化覆蓋建設區域，同時避免影響到周圍建筑與行人，在進行多機安裝的時候需要重點關注。我國對此作出了詳細規定，在多塔吊建設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，處于低位塔機的臂架端部距高位塔機架體也不小于2 m。

有些施工工地因為其地理位置特殊，周圍環境特殊無法滿足上述標準，需要進行一定的調整。隨著我國城市化的完成程度增加，該類工程實際數量在近年來開始升高。為滿足此類建筑施工，同時滿足安全標準，行業內指定了以下措施。

2.1 組織措施

為避免塔吊碰撞以及與其他物品碰撞，要求塔吊作業必須按既定路線行進，例如在某高度僅能右轉或左轉，或者在另外一臺機器運作情況下，僅能進行部分工作，同時需要設立專門的監護人員進行監督執行。

2.2 技術措施

在塔吊安裝前，依據塔吊選址位置進行模擬，確認相鄰塔吊在平面狀態下哪些情況會出現碰撞，模擬需要盡可能覆蓋整個作業層，不產生或少產生盲點。然后在進行模擬后發現無法滿足規范的，應當對其采取技術性調整，使其盡可能滿足相應的規范。在最后完成調整后，選取相關具有資質的施工人員進行相應的檢查，確認符合質量標準，才可以投入使用。

3智能監控系統的功能及組成

3.1 塔吊智能監控系統的功能

塔吊智能監控系統組成部分包含電子、信息、通訊等多方面的技術，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時對全塔吊的運行數據、受力情況、風險情況進行數據采集，傳輸至對應的處理器中，然后進行存儲分析。該系統最為基礎的構成組件包含載荷監測儀、防撞監測儀、區域保護監測儀，能夠完成絕多數情況下的塔吊安全監控，相應的用戶可以依據自身塔吊的情況進行適當的調整，以使其更符合自身施工需求。

塔吊智能監控系統一般配置有專門的操作監控人員，崗位的工作人員可以通過監視器實施查看，塔吊智能監控系統所裝置數據以及實時畫面，以便于及時預警。

塔吊智能監控系統能夠在已納入周圍區域圖的情況下對塔鉤的情況進行判定，例如當塔吊吊鉤即將進入危險區域，如樓宇建筑、公園廣場、高壓線架構等人流密集的區域時，塔吊智能監控系統會自動發出警告，并且及時予以中斷等保護性操作。

塔吊智能監控系統會實時采集塔吊的各項運行數據，能夠較長時間的存儲。在進行安全分析的時候，相應工作人員可以查閱歷史運行數據。若在出現安全事故時，能夠檢查黑盒，為事故判定提供依據。

塔吊智能監控系統可以綜合多個塔吊運行數據，在多塔吊作業時，能夠及時有效地監測是否存在碰撞風險，在出現風險的時候可以有效地進行各項預警、中斷操作。

塔吊智能監控系統中風速傳感器是一件重要的數據采集儀器，可以獲取在工作狀態下塔吊的風速情況。一般塔吊作為較小的高度建筑，其抗風能力一般，監測風速可以為塔吊提供風速預警[9]。

3.2 塔式起重機只能監控組成部件

3.2.1 塔式起重機專用力矩傳感器及支架

一般塔吊系統其自身的工作需要對相應的參數予以設置，該類參數可確認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，因為塔吊出現受力變化，難以判斷塔吊是否處于安全工作范圍內。而塔吊智能監控系統配置的專用力矩傳感器及支架可以對工程現場的各個參數進行綜合監測和判斷，通過此類數據可以確認塔吊系統的運行情況，是否符合荷載量，以此來指導其正常工作[10]。

3.2.2 塔式起重機專用防側翻傳感器

塔吊的傾覆以及其他事故大多數是因為在使用過程中出現違規、疏漏操作，如漏檢、誤操作、違章、高強度螺栓松動、基礎傾斜。而塔吊智能監控系統具有傾角測量功能，能夠實時測定塔吊的傾角變化，以此來預防傾覆[11]。

3.2.3 塔機的其他傳感器和系統

塔吊智能監控系統還配備有多項其他傳感器，其能夠監測塔吊工作狀態下的吊鉤擺動情況、角度、吊運物品重量、高度等信息，在進行匯總傳輸后，結合其他監測數據就可以實施確認塔吊的風險情況。

4多塔吊的運行控制以及安全監控

4.1 多塔吊系統的基本安全管理

在實際建筑施工中，大多數項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，存在系統不統一的情況，這是大多數大型工地的現狀。此時塔吊智能監控系統的功能就存在一定的缺陷，對于其他系統的監測能力有限，就需要實施人工予以補充，對存在不同塔吊系統交互區域，應當盡可能分離兩座塔吊，避免其碰撞，并制定相應的規章制度并嚴格執行，以避免出現安全事故。

開機運轉前應當鳴笛，另外需要優先避讓已在運轉中的塔吊。無吊重塔吊在運作中應當避讓已吊重塔吊。關機時，應將吊鉤升至臂架根部，將吊臂轉至順風向，并對轉盤進行鎖死操作。

此外針對多塔吊系統的安全管理，需要組成相應的管理小組，管理小組應當由專業的相關人士組成，進行統一協調，制定塔吊安全生產的相關細則、協議，針對系統交互區域的塔吊，應當安排響應的監理工程師予以旁站。另外因為多系統的塔吊運行風險較高，在上崗前應當對塔吊司機與信號指揮人員進行培訓，要求其能夠通過相應考核并且具有相關證件。在進行工作中，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險。最后塔吊司機應嚴格執行操作規程和“十不吊”的規定，履行班前檢查制度。對塔機存在的問題及時報告維修，消除隱患，遇有6級以上大風時禁止作業等，確保塔機處于完好狀態[12]。

4.2 多塔吊系統的智能安全管理系統

與單塔吊不同，多塔吊系統在進行管理時候，應當對信息進行匯總，而且需要對塔吊系統進行集合管理，在運轉過程中應當進行動態數據分析，避免塔吊出現相互影響的情況。另外在極端天氣下，提前評估天氣對塔吊系統的影響，基于相關數據進行分析，對可能出現的風險因素進行排除[13]。

5結語

塔吊本身在建筑工程中極為關鍵，而如何保證其安全持續地運轉對于建筑工程的安全管理具有重要意義。從智能監控系統的使用體驗上來說，對照系統要求安裝后，塔吊有了更好的安全保障，在塔吊工作的時候能夠遠程監測操作的情況。如果發生事故，還可以回放查看事故發生時候的細節，更好地調查和解決問題。在當今智能化全球化的浪潮之下，利用智能監控的新型技術，可以有效促進施工安全和質量。

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