塔機防碰撞系統在核電施工中的應用

中國核工業華興建設有限公司 高斌

隨著經濟建設的高速發展，各類建筑工程廣泛使用的大型塔式起重機數量日益增多，在一些工程中的布設密度越來越大。近些年，塔機之間發生碰撞、塔機與周邊建筑物發生碰撞及其他安全事故多有發生。為了解決塔機在作業中相互干擾乃至可能的相互碰撞問題，我公司從2009年3月起，在各核電施工現場的塔機上先后安裝使用了具有超載報警、違規操作報警、防碰撞系統、操作記錄等功能的塔機智能安全監控系統。因塔機防碰撞系統在市場上應用尚不普遍，而其他監控功能應用已較普遍，故本文重點介紹防碰撞系統的應用。

1 系統構成與安裝

塔機防碰撞系統一般由若干個防碰撞報警器和一個遠程監控系統主機構成。報警器安裝在塔機司機室內，它和安裝在同一臺塔機上的回轉傳感器、幅度傳感器(和變幅小車限位器集成在一起)等有線連接，報警器可收發無線電信號(通過吸盤天線)。系統主機(也配有吸盤天線)集成在一臺電腦內，安裝有配套軟件，通過電腦設置和反映塔機固定坐標(X、Y方向坐標)、高度(總高和塔身高)、起重臂和平衡臂長度，并設置起重臂與起重臂(包括起重臂與平衡臂)之間碰撞報警距離和區域保護的各項參數；遠程監控系統也可收發無線電信號，和安裝在各塔機上的防碰撞報警器實現無線電通訊。安裝在塔機操縱室內的防碰撞報警器把傳感器測出來的塔機小車運行位置、起重臂回轉角度參數等信號發送到系統主機；系統主機經過數據處理和回饋（對照已設參數)，可將各塔機的運行位置實時在系統主機電腦屏幕和司機室內的顯示屏上顯示（圖1）；在每兩臺相鄰塔機的塔臂運行到接近的位置(由設置的距離確定)，或某臺塔機的起重臂運行到接近某一限制區域邊緣，報警器就會發出音響報警。

圖1 群塔作業防碰撞監控系統

安裝和調試(參數設置)過程有一些關鍵點需要加以注意，這些關鍵點控制得好，可以大大提高部件安裝質量和參數設置的正確性和準確性：①安裝幅度傳感器和回轉傳感器時務必使傳感器軸與變幅卷筒中心軸保持在同一個軸線上(控制同軸度)。②安裝回轉傳感器時要務必使回轉傳感器支架安裝牢固，還要務必使回轉傳感器齒輪嚙合良好。③給系統供貨商提供的每一臺塔機的坐標、高度、臂長參數要準確；在安裝開始前要核實這些參數。④要合理地確定報警距離(高塔小車和低塔臂桿的水平距離)，這個距離要確定在盡可能近的范圍內，但又要使機構（一般是回轉和/或小車）在系統發出音響報警后能夠停止或來得及向相反方向運動。⑤每臺塔機在電腦上設置和保存其小車初始位置及終極位置之后，要驗證其設置是否準確。小車初始位置及終極位置需逐臺驗證。驗證方法是，令司機將小車開到起重臂的最內側、中點和最外側，看電腦上該臺塔機的小車顯示位置是否對應；如不對應，則需要調整。⑥每兩臺塔機在電腦上設置和保存其回轉初始角之后，要驗證其回轉初始角設置得是否準確。最簡便易行的驗證方法是，令這兩臺塔機司機把起重臂對成一直線(要保證安全)，看電腦上顯示的這兩臺塔機的起重臂是否也成一直線；如果是，則這兩臺塔機的回轉初始角設置正確；如果不是，則需要調整這兩臺塔機的回轉初始角。⑦挑幾對塔機做一下防碰撞試驗：就是每兩臺塔機的起重臂運行到接近的位置，同時高塔的小車運行到接近這兩臺塔機起重臂運行的交匯區，看是否報警。

2 使用和管理

塔機司機在自己所操作的塔機出現音響報警后，要立即觀察和哪一臺塔機比較接近，弄清報警原因，做出相應的反應(停止接近的操作或向相反方向運動，向接近的塔機司機做出提醒等)。

塔機租賃公司在現場應有一人(技術員或安全員)兼管此項工作。兼管此項工作的人員不僅應掌握該系統的應用技術，并且了解塔機運行的工作實際，會根據現場情況的變化隨時調整系統參數。司機要經常檢查傳感器和天線等的完好狀況。

該系統是對塔機危險操作有一定警示作用的輔助裝置，塔機的任何操作都必須由司機完成。既不能認為沒有作用而擅自關閉防碰撞報警器，也不能認為有了它就萬事大吉，在操作中麻痹大意。應要求塔機租賃公司和項目部不得允許塔機司機隨意關閉防碰撞報警器，項目部要對此進行監督。

3 結束語

我們現在使用的塔機智能安全運行監控系統建有數據庫，可實現塔機群運轉數據記錄和回放。數個系統可通過互聯網與塔機遠程監控管理中心(或系統)相連接。目前這種安全運行監控系統在塔機業界比較推崇，政府相關部門可以用這個系統建立一個較大范圍內的塔機安全使用監督管理平臺。