智能安全監(jiān)測系統(tǒng)在公路架橋機(jī)中的應(yīng)用分析

文/劉宗寶　中交第三航務(wù)工程局有限公司　浙江寧波　315000

1、公路架橋機(jī)現(xiàn)存問題

近年來我國公路橋梁的建設(shè)進(jìn)程不斷加快，使得制造工藝隨之創(chuàng)新。以預(yù)制混凝土梁為例，其易于控制、且不受橋梁后期工程影響等特征被廣泛采用。此外，公路架橋通常選擇移動性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的雙導(dǎo)梁式架橋機(jī)。但是，結(jié)合相關(guān)信息顯示[1]，公路架橋機(jī)依舊有著諸多問題沒有得到解決。集中表現(xiàn)為：第一，公路架橋機(jī)使用頻次過高、工況老化以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差；第二，實(shí)際運(yùn)行階段，架橋機(jī)操作人員無法全面且實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)，難以正確預(yù)測運(yùn)行異常情況；第三，施工運(yùn)行參照操作人員往期經(jīng)驗(yàn)，無法有效保障橋梁架設(shè)的安全；第四，因?yàn)闃蛄毫后w的架設(shè)危險(xiǎn)程度高，一旦發(fā)生事故會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失與人身安全損傷，相關(guān)工作人員需要加大架橋機(jī)安全操作的管理力度。

2、智能安全監(jiān)測系統(tǒng)在公路架橋機(jī)的具體應(yīng)用

2.1　安全監(jiān)測系統(tǒng)組成

架橋機(jī)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)分工內(nèi)容進(jìn)行分析，主要由傳感器、采集模塊、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)據(jù)或視頻處理單元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)或視頻顯示等模塊組成，最終形成整體監(jiān)控系統(tǒng)，如圖一。

2.2　架橋機(jī)的智能安全監(jiān)測系統(tǒng)

智能安全監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)測量可以分為狀態(tài)量信號與模擬量類傳感器，這兩種信號均通過架橋機(jī)的安全檢測儀收集相關(guān)數(shù)據(jù)。而針對視頻監(jiān)控需求，應(yīng)該運(yùn)用3G視頻監(jiān)控設(shè)備展開具體工作。

模擬量類傳感器：主要由天車側(cè)移傳感器、吊重傳感器、水平傾角傳感器、起升高度傳感器、支腿豎直角傳感器、整車縱向位移傳感器以及風(fēng)速儀等傳感器組成。

狀態(tài)量信號：狀態(tài)信號主要包括前后小車起升吊鉤控制狀態(tài)、上升控制狀態(tài)、后退控制狀態(tài)、前行控制狀態(tài)、左移控制狀態(tài)、右移控制狀態(tài)、以及整機(jī)前移控制狀態(tài)、后移控制狀態(tài)。

視頻信號：視頻系統(tǒng)包括過孔、前支腿與后支腿的兩側(cè)監(jiān)控收集架梁作業(yè)狀態(tài)。

圖一　公路架橋機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)

2.3　信息化架橋機(jī)管理系統(tǒng)

架橋機(jī)信息化管理系統(tǒng)能夠?qū)軜驒C(jī)的日常運(yùn)行情況展開全方位、多角度監(jiān)測以及預(yù)警不同類型危險(xiǎn)。落實(shí)信息化運(yùn)營作業(yè)的管理，可以有效增強(qiáng)架橋機(jī)安全水平與運(yùn)營效率。總的來講，架橋機(jī)的管理系統(tǒng)是由安裝于施工架橋機(jī)之上的安全監(jiān)測儀、視頻監(jiān)控器以及安裝在遠(yuǎn)程管理中心內(nèi)起重機(jī)械管理系統(tǒng)構(gòu)成。其中，安全檢測儀由無線通信模塊、內(nèi)置制動控制、起重量傳感器、水平度傳感器、風(fēng)俗傳感器、高度傳感器、傾角傳感器以及行程傳感器組成，支持實(shí)時(shí)顯示與采集架橋機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

這一系統(tǒng)能夠?qū)軜驒C(jī)天車高度、縱向行程、橫向行程、風(fēng)速、重量、直角垂直度、水平度以及整體縱向行程等不同量進(jìn)行記錄和測量，進(jìn)而有效控制和規(guī)避架橋機(jī)日常運(yùn)行階段的自身結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，其輔助性視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠擴(kuò)寬司機(jī)操作視野，提高遠(yuǎn)程監(jiān)管的力度。由于系統(tǒng)總體技術(shù)的參數(shù)在國內(nèi)相對領(lǐng)先，例如系統(tǒng)刷新速率最快、監(jiān)控參量最多以及自組網(wǎng)性能穩(wěn)定等特征，使得架橋機(jī)遠(yuǎn)程管理者與司機(jī)等層級管理需求均得到滿足，從本質(zhì)上增強(qiáng)架橋機(jī)安全性能與職能安全監(jiān)測系統(tǒng)的管理效率。

2.4　安全監(jiān)測儀性能與顯示信息

安全監(jiān)測儀的主界面所顯示的參數(shù)包括：第一，實(shí)際測量值。包括天車橫向與縱向行程、起重量、高度、水平度、風(fēng)速、整機(jī)重量與縱向形成、支腿傾斜度等內(nèi)容；第二，架橋機(jī)基本信息。包括平衡臂及吊臂長度、起重倍率等內(nèi)容；第三，架橋機(jī)負(fù)荷比率、預(yù)警原因以及運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而提醒相關(guān)作業(yè)人員正確判斷；第四，架橋機(jī)額定值與起重量；第五，架橋機(jī)安全制動的狀態(tài)。包括天車前后、左右以及上下的運(yùn)行狀態(tài)；整車前后的運(yùn)行狀態(tài)。

安全監(jiān)測儀有著風(fēng)速報(bào)警、防超載、制動控制、傾斜報(bào)警以及黑匣子等功能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了智能安全監(jiān)測系統(tǒng)中的預(yù)警功能。如果出現(xiàn)影響架橋機(jī)的安全預(yù)警問題時(shí)，監(jiān)測系統(tǒng)能夠通過圖像、聲音等報(bào)警方式來提醒作業(yè)人員謹(jǐn)慎操作，同時(shí)，結(jié)合具體情況可以進(jìn)行自動控制。其中，針對不同的預(yù)警程度，智能安全監(jiān)測系統(tǒng)會發(fā)出差異化預(yù)警方式：一級報(bào)警，出現(xiàn)預(yù)警危險(xiǎn)物體會顯示為紅色，報(bào)警燈閃爍且開啟報(bào)警音；二級報(bào)警，出現(xiàn)預(yù)警危險(xiǎn)物體會顯示為黃色同時(shí)開啟報(bào)警燈。通過應(yīng)用智能安全監(jiān)測系統(tǒng)，可以確保架橋機(jī)運(yùn)行階段如果發(fā)生異常情況或危險(xiǎn)因素，系統(tǒng)能夠使其安全制動，進(jìn)而控制和降低事故發(fā)生。

2.5　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以借助終端顯示實(shí)時(shí)管理和監(jiān)控區(qū)域內(nèi)多臺架橋機(jī)運(yùn)行情況，更加準(zhǔn)確且全面的掌握架橋機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷其是否存在異常問題。通過和管理中心網(wǎng)絡(luò)連接，將區(qū)域內(nèi)架橋機(jī)狀態(tài)參數(shù)上傳至區(qū)域管理中心，結(jié)合GIS、GPS、GPRS等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控架橋機(jī)的整體運(yùn)行。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特征主要表現(xiàn)在：可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測架橋動態(tài)情況；通過連接無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了異地管理架橋機(jī)日常運(yùn)行。此外，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有著信息查詢（包括人員績效考核與駕駛管理）、系統(tǒng)管理、檢測數(shù)據(jù)查詢、系統(tǒng)信息設(shè)置、運(yùn)營報(bào)告管理以及報(bào)警架橋機(jī)查詢等性能。

3、公路架橋機(jī)應(yīng)用智能安全監(jiān)測系統(tǒng)的要點(diǎn)內(nèi)容

3.1　公路架橋機(jī)施工安全管理

架橋機(jī)施工的安全管理是由吊裝梁板、設(shè)備操作人員以及設(shè)備自身等幾方面內(nèi)容構(gòu)成，作為架橋機(jī)整個(gè)施工管理工作的關(guān)鍵內(nèi)容，要求管理人員必須在設(shè)備安裝之前向特種設(shè)備安監(jiān)等相關(guān)部門遞交申請報(bào)告，獲得批準(zhǔn)方可進(jìn)行正式安裝。此外，架橋機(jī)安裝完成之后特種設(shè)備安監(jiān)部門會派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行檢測，只有符合標(biāo)準(zhǔn)的才可以給予特種設(shè)備檢測合格證并準(zhǔn)予投入施工使用。同時(shí)，管理人員需要將安裝申請書、檢測合格證等資料妥善整理保存。

針對梁板吊運(yùn)及安裝應(yīng)該做到以下要求：第一，嚴(yán)格按照現(xiàn)場操作及安全施工的要求展開作業(yè)；第二，熟練掌握設(shè)備安全操作規(guī)程與施工技術(shù)；第三，過孔作業(yè)必須符合施工技術(shù)條件且遵循過孔工序；第四，架梁作業(yè)過程中由運(yùn)梁至梁片捆綁，再由吊梁至落梁的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該符合施工規(guī)范與安全規(guī)程；第五，預(yù)測施工全過程的各項(xiàng)突發(fā)情況，結(jié)合特殊條件來調(diào)整或完善架梁安全作業(yè)。

此外，公路架橋機(jī)實(shí)際使用階段也重視以下工作的管理：第一，機(jī)械設(shè)備是否有著不穩(wěn)定因素；第二，人員、機(jī)械安全防護(hù)；第三，詳細(xì)記錄安裝維修及養(yǎng)護(hù)信息且留檔保存；第四，定期抽查公路架橋機(jī)各油路壓力、各限位器、鋼絲繩、軌道端部止檔以及焊縫等內(nèi)容；第五，安裝施工階段全面落實(shí)安全操作及相關(guān)規(guī)程，嚴(yán)禁人員違章作業(yè)。

3.2　公路架橋機(jī)日常檢修和養(yǎng)護(hù)

由于公路架橋機(jī)安全性要求極高，使得日常檢修和養(yǎng)護(hù)工作也極為重要。首先，重點(diǎn)檢查承重部件連接處、焊接處是否存在開裂問題、連接螺栓是否存在松動問題。檢查鋼絲繩是否存在整根股的斷裂，如果達(dá)到鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該及時(shí)報(bào)廢；其次，檢查液壓系統(tǒng)，由于公路架橋機(jī)的液壓系統(tǒng)比較簡單，使得日常檢修環(huán)節(jié)經(jīng)常發(fā)生漏檢現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)聲音異常、壓力異常以及溫度異常升高時(shí)，需要立即停機(jī)，查找原因與排除安全隱患。檢查液壓泵、液壓閥是否存在漏油滲油問題，及時(shí)更換老舊或破損元件。此外，想要有效控制和規(guī)避液壓管磨損老化等問題，必須將液壓鎖的平衡閥和執(zhí)行部件剛性連接。最后，控制系統(tǒng)與電氣檢查：設(shè)置專門負(fù)責(zé)電氣系統(tǒng)檢查和養(yǎng)護(hù)的責(zé)任電工，定期組織過流保護(hù)、短路保護(hù)、連鎖保護(hù)、失壓保護(hù)以及緊急斷電開關(guān)的檢驗(yàn)。了解電機(jī)、電器元件以及電纜的防曬防潮，有效控制和減少漏電事故的發(fā)生。檢查地面控制柜的接地接零安全措施，防止由于電氣故障引發(fā)傳動失效或剎車故障。

為了調(diào)整過于依賴作業(yè)人員的既有經(jīng)驗(yàn)展開管理和具體操作，從本質(zhì)上提高架橋機(jī)安全應(yīng)用程度和優(yōu)化架橋機(jī)信息化安全監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步帶動大型或特種設(shè)備的現(xiàn)場安全管理水平。通過升級之后的監(jiān)測系統(tǒng)可以更加有效且及時(shí)的反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)警信號，為作業(yè)人員調(diào)整架橋機(jī)以及架梁運(yùn)行等內(nèi)容提供精準(zhǔn)信息。

結(jié)語：

總而言之，公路架橋機(jī)應(yīng)用智能安全監(jiān)測系統(tǒng)，能夠借助于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)獲取與整理相關(guān)信息、圖像以及數(shù)據(jù)；同時(shí)將其轉(zhuǎn)化成預(yù)警判斷信息，確保操作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判定安全隱患，極大程度上增強(qiáng)其安全性能。

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