高層建筑中塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)優(yōu)化研究

摘要：高層建筑在現(xiàn)代城市化進(jìn)程中具有不可替代的作用，而高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的塔機(jī)和電梯對(duì)于高層建筑的施工過程，同樣具有不可替代的價(jià)值。然而在實(shí)際施工過程中塔機(jī)和施工電梯往往存在空間競(jìng)爭(zhēng)、運(yùn)行效率不匹配等問題，影響著建筑工程的整體質(zhì)量和施工進(jìn)度。在這種情況下，應(yīng)從智能調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化、通信技術(shù)升級(jí)與培訓(xùn)、定期維護(hù)與數(shù)據(jù)同步、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)調(diào)整、跨團(tuán)隊(duì)溝通與合作強(qiáng)化5個(gè)角度深入分析了高層建筑中塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)優(yōu)化的具體策略和建議。

關(guān)鍵詞：高層建筑"建筑施工"塔機(jī)"電梯"協(xié)同作業(yè)

中圖分類號(hào)：TH21

Research"on"Optimization"of"the"Collaborative"Operation"of"Tower"Cranes"and"Elevators"in"High-Rise"Buildings

WEI"Yuangui

（Guangxi"Construction"Engineering"Group"Construction"Machinery"Manufacturing"Co.，"Ltd.，"Nanning，"Guangxi"Zhuang"Autonomous"Region，"530299"China）

Abstract："High-rise"buildings"play"an"irreplaceable"role"in"the"process"of"modern"urbanization，"and"tower"cranes"and"elevators"at"the"construction"sites"of"high-rise"buildings"also"have"irreplaceable"value"in"the"construction"process"of"high-rise"buildings."However，"in"the"actual"construction"process，"there"are"often"problems"between"tower"cranes"and"construction"elevators，"such"as"spacial"competition"and"mismatch"in"operating"efficiency，"which"affect"the"overall"quality"and"construction"progress"of"the"construction"project."Under"such"circumstances，"this"study"should"conduct"an"in-depth"analysis"of"specific"strategies"and"suggestions"for"the"optimization"of"the"collaborative"operation"of"tower"cranes"and"elevators"in"high-rise"buildings"from"five"perspectives："the"optimization"of"the"intelligent"dispatch"system，"the"upgrading"and"training"of"communication"technology，"regular"maintenance"and"data"synchronization，"on-site"monitoring"and"real-time"adjustment，"and"cross-team"communication"and"cooperation"strengthening.

Key"Words："High-rise"building;"Building"construction;"Tower"crane;"Elevator;"Collaborative"operation

隨著城市化進(jìn)程的加速和人口增長(zhǎng)的不斷擴(kuò)大，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代城市生活的重要組成部分。在這些高樓大廈的建筑施工過程中，塔機(jī)和電梯等垂直交通系統(tǒng)的協(xié)同作業(yè)經(jīng)常面臨各種困難和挑戰(zhàn)。在這種背景下，基于二者協(xié)同作用的商業(yè)價(jià)值，探討高層建筑中塔機(jī)與電梯的協(xié)同作業(yè)優(yōu)化策略，是當(dāng)前研究高層建筑與機(jī)械化施工的重要課題之一。

1"高層建筑中塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)價(jià)值

高層建筑施工中同時(shí)使用塔機(jī)和電梯有助于提高施工效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、加快工程進(jìn)度，并且可以確保施工的安全性[1]。

1.1""提高材料吊運(yùn)效率

在高層建筑施工中，塔機(jī)擔(dān)負(fù)著將重型建筑材料從地面高空吊裝至各樓層的任務(wù)，其高度、穩(wěn)定性和精準(zhǔn)吊裝能力可以使材料的運(yùn)輸更為迅速和精準(zhǔn)。與此同時(shí)，電梯則負(fù)責(zé)運(yùn)送輕型材料和工人，兩者協(xié)同作業(yè)，使建筑材料能夠高效、快速地從地面運(yùn)送至需要的樓層，避免了傳統(tǒng)人工搬運(yùn)的時(shí)間和勞動(dòng)成本。同時(shí)使用塔機(jī)和電梯，可以使建筑工地的物資吊裝過程更加順暢，減少等待時(shí)間和操作間隙，以機(jī)械化裝備最大效率推動(dòng)工程的全面施工，為高層建筑項(xiàng)目的有序推進(jìn)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2""降低勞動(dòng)強(qiáng)度

高層建筑施工中，工人需要頻繁在不同樓層之間移動(dòng)，攜帶和搬運(yùn)重型建筑材料。如果沒有塔機(jī)和電梯的幫助，這種人力搬運(yùn)的工作將非常繁重且危險(xiǎn)。而通過塔機(jī)將重型材料高效地吊裝至目標(biāo)樓層，則可以有效減少工人的體力消耗，避免因?yàn)榘徇\(yùn)工人體力耗盡而出現(xiàn)意外風(fēng)險(xiǎn)。

1.3""節(jié)省作業(yè)時(shí)間

高層建筑施工項(xiàng)目通常具有嚴(yán)格的時(shí)間表和進(jìn)度要求。塔機(jī)和電梯的協(xié)同作業(yè)大大縮短了材料和人員運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，提高了整體施工效率。塔機(jī)能夠迅速地將建筑材料從地面吊升到目標(biāo)樓層，而電梯能夠穩(wěn)定、迅速地運(yùn)送工人和輕型材料。這種高效的運(yùn)輸方式不僅減少了等待和裝卸時(shí)間，還避免了施工人員在樓層間來回奔波的時(shí)間浪費(fèi)。通過塔機(jī)和電梯的快速運(yùn)輸，工程團(tuán)隊(duì)能夠更好地安排施工任務(wù)，合理利用施工時(shí)間，確保施工進(jìn)度按計(jì)劃進(jìn)行。節(jié)省的時(shí)間可以用于提高施工質(zhì)量、工程復(fù)檢和調(diào)整等環(huán)節(jié)，保障整體工程的順利進(jìn)行。

1.4""提高施工安全性

塔機(jī)與電梯的協(xié)同作業(yè)能夠顯著提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。首先，使用電梯可以減少工人在施工現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間步行的需求，避免了疲勞和體力透支引起的意外傷害。其次，塔機(jī)的精準(zhǔn)吊裝技術(shù)確保了重型建筑材料的安全吊裝和放置。操作員可以通過遙控設(shè)備精準(zhǔn)控制吊鉤的位置，減少人工吊裝中可能存在的誤差，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)精度。

1.5""更好的空間利用

在高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，空間利用效率越高說明現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化設(shè)備越齊全，也說明整體工程的推動(dòng)效率更有操作性。塔機(jī)與電梯的協(xié)同作業(yè)可以有效優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的空間布局，提供更大的靈活性和組織性。

2"高層建筑塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)的常見問題

2.1"空間競(jìng)爭(zhēng)與碰撞問題

在高層建筑施工中，塔機(jī)與電梯的協(xié)同作業(yè)常常面臨著空間競(jìng)爭(zhēng)與碰撞問題。首先，高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的有限空間限制了塔機(jī)和電梯的活動(dòng)范圍，塔機(jī)需要在建筑物外部有限的區(qū)域進(jìn)行吊裝和運(yùn)輸工作，而建筑電梯則一般需要在建筑物外表的不同樓層間運(yùn)行。由于有限的空間，兩者的運(yùn)動(dòng)軌跡可能相交，從而引發(fā)空間競(jìng)爭(zhēng)與碰撞問題。其次，操作需求的沖突是導(dǎo)致空間競(jìng)爭(zhēng)與碰撞問題的另一個(gè)重要因素。塔機(jī)通常用于建筑物外部的重型材料吊裝，而電梯則主要用于乘客或貨物的垂直運(yùn)輸。這兩者的操作需求在同一時(shí)間段內(nèi)可能會(huì)發(fā)生，需要共享相同的空間段，從而增加了碰撞的可能性[2]。

2.2"通信與協(xié)調(diào)問題

在高層建筑施工中，塔機(jī)與電梯的通信與協(xié)調(diào)問題可能導(dǎo)致設(shè)備管理員操作失誤，影響施工的效率和安全。首先，塔機(jī)通常需要進(jìn)行材料的高頻率連續(xù)吊裝操作，一般裝卸貨時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，而施工電梯則在不同樓層間運(yùn)行，作業(yè)頻率相對(duì)較低。這種頻率的不匹配可能導(dǎo)致通信不暢，難以及時(shí)協(xié)調(diào)，從而增加操作的困難度和危險(xiǎn)性。其次，通信設(shè)備故障可能引發(fā)嚴(yán)重問題。塔機(jī)和電梯的通信設(shè)備，例如：對(duì)講機(jī)和通信系統(tǒng)，可能會(huì)出現(xiàn)故障或者信號(hào)干擾，導(dǎo)致操作人員之間無法正常通信，從而影響協(xié)調(diào)和配合。

2.3"運(yùn)行速度不匹配

在高層建筑施工中，塔機(jī)與電梯的運(yùn)行速度不匹配問題可能導(dǎo)致多方工程進(jìn)度和安全受阻。首先，不同操作設(shè)備的運(yùn)行速度在設(shè)計(jì)和制造時(shí)可能存在差異，例如：塔機(jī)提供的材料可能無法及時(shí)到達(dá)所需的樓層，或者工人在等待電梯時(shí)等待時(shí)間過長(zhǎng)。這種速度不協(xié)調(diào)可能導(dǎo)致施工周期延長(zhǎng)，工程進(jìn)度受到延誤。其次，速度不匹配可能導(dǎo)致人力、時(shí)間和能源等資源的浪費(fèi)。在塔機(jī)等待電梯運(yùn)行到所需樓層的過程中，工人和設(shè)備可能處于閑置狀態(tài)，造成人力和時(shí)間的浪費(fèi)。而不協(xié)調(diào)的運(yùn)行速度會(huì)導(dǎo)致電梯頻繁運(yùn)行，增加了電力損耗和浪費(fèi)[3]。

3"高層建筑中塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)優(yōu)化策略

3.1"智能調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化

為解決空間競(jìng)爭(zhēng)與碰撞問題，可以引入基于建筑現(xiàn)場(chǎng)管理的智能調(diào)度系統(tǒng)。首先，系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)的軌跡規(guī)劃算法，基于實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和任務(wù)需求數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃。不僅可以考慮設(shè)備之間的空間限制，還可以綜合運(yùn)行速度、負(fù)荷以及施工進(jìn)度等因素，確保最佳的運(yùn)動(dòng)軌跡，避免空間競(jìng)爭(zhēng)和碰撞。其次，為了有效協(xié)調(diào)塔機(jī)和電梯的運(yùn)動(dòng)，智能調(diào)度系統(tǒng)需要整合先進(jìn)的通信技術(shù)。通過實(shí)時(shí)通信，系統(tǒng)可以確保設(shè)備之間的信息傳遞暢通無阻，防止由于通信故障導(dǎo)致的操作失誤。具體包括采用高效的對(duì)講機(jī)和通信系統(tǒng)，確保操作人員能夠隨時(shí)了解設(shè)備的狀態(tài)并進(jìn)行即時(shí)協(xié)調(diào)。在運(yùn)行速度方面，智能調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的負(fù)荷和操作需求，并根據(jù)施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)調(diào)整塔機(jī)和電梯的運(yùn)行速度。這有助于避免速度不匹配問題，確保材料及時(shí)到達(dá)所需樓層，減少等待時(shí)間，提高整體作業(yè)效率。系統(tǒng)還可以通過智能算法預(yù)測(cè)工作峰谷期，合理分配資源，避免能源浪費(fèi)。最后，智能調(diào)度系統(tǒng)還可以設(shè)定優(yōu)先級(jí)機(jī)制，應(yīng)對(duì)不同操作需求的沖突。通過對(duì)任務(wù)緊急程度、重要性等因素的分析，系統(tǒng)可以智能地分配設(shè)備的運(yùn)行優(yōu)先級(jí)，確保在復(fù)雜的協(xié)同作業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效的資源利用[4]。

3.2"通信技術(shù)升級(jí)與培訓(xùn)

為解決通信與協(xié)調(diào)問題，首先，項(xiàng)目公司應(yīng)該進(jìn)行通信技術(shù)的全面升級(jí)。這包括引入高度先進(jìn)的通信設(shè)備，如具有強(qiáng)大抗干擾能力的高清對(duì)講機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。這些設(shè)備能夠在復(fù)雜施工環(huán)境下保持穩(wěn)定的通信連接，為操作人員提供更為可靠的信息傳遞渠道。通過技術(shù)升級(jí)，確保通信系統(tǒng)具備足夠的帶寬和容錯(cuò)能力，可以適應(yīng)高層建筑塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)的實(shí)時(shí)通信需求。其次，項(xiàng)目公司應(yīng)制定專業(yè)培訓(xùn)計(jì)劃，來提高操作人員的技能水平和協(xié)同作業(yè)意識(shí)。培訓(xùn)內(nèi)容包括設(shè)備操作技能、安全意識(shí)培養(yǎng)、危機(jī)處理方法等方面。培訓(xùn)的形式可以是集中培訓(xùn)課程，涵蓋理論知識(shí)和實(shí)際操作，同時(shí)結(jié)合實(shí)地模擬演練，讓操作人員更好地理解和適應(yīng)協(xié)同作業(yè)的復(fù)雜場(chǎng)景。同時(shí)，需要引入定期的模擬演練活動(dòng)。通過模擬不同場(chǎng)景下的協(xié)同作業(yè)，操作人員能夠在真實(shí)環(huán)境中應(yīng)對(duì)各種緊急情況，提高應(yīng)變能力。模擬演練還可以檢驗(yàn)通信設(shè)備的可靠性和操作人員的培訓(xùn)效果，為實(shí)際施工作業(yè)做好充分準(zhǔn)備[5]。

3.3"定期維護(hù)與數(shù)據(jù)同步

為解決運(yùn)行速度不匹配問題，需要進(jìn)行設(shè)備的定期維護(hù)和數(shù)據(jù)同步。定期維護(hù)可以確保塔機(jī)和電梯的機(jī)械部件保持良好狀態(tài)，減少因設(shè)備故障引發(fā)的停工影響。維護(hù)工作需要定期檢查設(shè)備的傳感器、電氣系統(tǒng)和機(jī)械連接部件，確保其工作狀態(tài)穩(wěn)定，避免電路短路等問題的發(fā)生。如果檢查發(fā)現(xiàn)有磨損嚴(yán)重的部件，需要及時(shí)提報(bào)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行更換和維護(hù)，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

此外，可以通過設(shè)備數(shù)據(jù)同步策略，將塔機(jī)和電梯的運(yùn)行速度進(jìn)行匹配。首先，可以通過調(diào)整塔機(jī)的提升速度、降低電梯的啟停間隔時(shí)間等方式來實(shí)現(xiàn)速度的初步匹配。其次，需要定期進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，確保它們能夠協(xié)同作業(yè)，避免因速度不匹配引發(fā)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)施工問題。設(shè)備同步策略需要根據(jù)實(shí)際施工需求進(jìn)行定期調(diào)整，來適應(yīng)不同階段施工的需求變化。通過定期維護(hù)和設(shè)備同步，可以有效解決運(yùn)行速度不匹配問題，提高施工效率和安全性。

3.4"現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)調(diào)整

通過在施工現(xiàn)場(chǎng)布置高密度監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)塔機(jī)和電梯的運(yùn)行狀態(tài)和作業(yè)情況。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將被傳輸?shù)街醒肟刂浦行模蓪I(yè)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和判斷。一旦發(fā)現(xiàn)塔機(jī)和電梯的運(yùn)行速度不匹配或存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，中央控制中心可以迅速發(fā)出指令，要求操作人員進(jìn)行調(diào)整，避免事故發(fā)生。

同時(shí)，要加強(qiáng)中央控制中心的建設(shè)。中央控制中心可以根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，中央控制中心可以遠(yuǎn)程調(diào)整塔機(jī)和電梯的運(yùn)行參數(shù)，確保它們始終保持匹配狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)塔機(jī)和電梯的運(yùn)行速度不協(xié)調(diào)，中央控制中心可以調(diào)度其他設(shè)備或調(diào)整作業(yè)順序，保障施工進(jìn)度不受影響。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)調(diào)整，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以解決，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全和高效運(yùn)行。

4"結(jié)語

在高層建筑領(lǐng)域，塔機(jī)與電梯的協(xié)同作業(yè)優(yōu)化研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的影響。通過探討塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)的關(guān)鍵問題，提出一系列創(chuàng)新性的解決方案，可以一定程度上緩解和優(yōu)化塔機(jī)與電梯協(xié)同作業(yè)所存在的一些現(xiàn)場(chǎng)矛盾。但歸根結(jié)底，技術(shù)的進(jìn)步才是解決傳統(tǒng)建筑問題的關(guān)鍵通路，雖然現(xiàn)代機(jī)械化施工已經(jīng)全面提高了高層建筑項(xiàng)目的施工效率，但人工智能和視覺識(shí)別等全新的現(xiàn)代化科技正在以驚人的速度融合進(jìn)傳統(tǒng)的建筑行業(yè)之中，未來解決塔機(jī)和電梯之間的協(xié)同作業(yè)問題，一定還有更加兼具效率與質(zhì)量的方案。

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