裝配式建筑施工塔吊實時監控系統

齊貞光

摘 要：目前，“建筑產業現代化”越來越得到人們的青睞，裝配式混凝土結構作為建筑工業化代表之一。裝配式施工特點是建設速度非常快，在施工中基本不受氣候條件影響；現場施工人員減少；垂直運輸機械標準高需求大；施工現場堆放構件量較大。裝配式帶來施工便捷的同時，也增加了施工風險。為減少塔吊事故的發生，通過在塔吊上安裝風速儀、小車位置監控、力矩監控器、角度監控器、重量傳感器、幅度傳感器、主機、顯示器、無線通訊、信號檢測器等設備，對塔吊參數進行實時監控，減少塔吊事故的發生。

關鍵詞：裝配式結構；裝配式施工特點；塔吊實時檢測

“建筑產業現代化”在全國建設工作會議上被明確提出，標志著我國建筑工業化正式進入2.0時代。建筑產業化是我國建筑業的先進發展方向，是我國建筑施工安管人員現在、未來都面臨的新常態。

裝配式混凝土結構作為建筑工業化代表之一重新進入到工程實踐中，裝配式混凝土結構建筑以其結構構件工業化批量預制生產、機械化施工等特點，顯現出節能、環保、高效等優勢。于此同時，由于裝配式建筑在設計、生產、施工等各個環節發生重大變革，對裝配式建筑施工的安全管理帶來巨大挑戰。總體而言，以目前的施工技術水平，裝配式建筑施工的安全風險和管理難度相較傳統建筑施工是增加的。

保障裝配式建筑施工安全，是建筑產業化實現安全發展的必要條件，更是我國建筑施工安管人員都肩負的重要任務。

1裝配式建筑施工特點

1）裝配式建筑最主要的特點就是建設速度非常快，在施工中基本不受氣候條件影響，極大地節約勞動力并可提升建筑物的質量。

2）現場施工人員減少。裝配式建筑構件需要提前預定，在場外制作，然后運輸到施工現場，施工過程中減少了澆筑工程量，減少了現場人員配備，降低了事故發生概率。

3）垂直運輸機械標準高需求大。由于裝配式建筑預制構件的數量比較多，而且質量也比較大，選擇垂直運輸機械要保證其性能，根據構件的具體重點以及安裝的高度來選擇相應的起重機，如有必要，還要對構件進行加固。

4）施工現場堆放構件量較大。在裝配式建筑施工中要對預制構件的存放地點進行詳細的規劃，從而保證材料的安全性能，在對施工材料運輸不產生影響的情況下，保證其位置的便利性。

2 吊裝中存在的安全風險

與普通建筑相比，裝配式建筑施工具有一定的特殊性，如以吊裝作業為主、高空作業多等等，由此導致施工中的安全隱患問題較多。

1）裝配式建筑構件尺寸一般較大，在吊裝過程中極易與建筑物發生碰撞。

如圖所示，塔吊司機吊物料時，當物料在黃色區域時，司機看不到所吊物料，只能靠信號工的指揮；但時隨著物料提升高度的增加，信號工對物料與建筑物的距離判斷也會存在偏差，若指揮不當極易發生碰撞事故。

2）目前單臺塔吊往往不能滿足工程需要，多臺塔吊協同工作已司空見慣。塔吊的使用過程中，特別是群塔作業存在交叉作業，也容易發生碰撞。

因為裝配式建筑構件的重量較大，不管發生上述哪種碰撞，后果都很嚴重。

3 塔吊實時監控系統

塔式起重機時監控系統，是基于傳感器技術、嵌入式技術、數據采集技術、數據融合處理、無線傳感網絡與遠程數據通信技術和智能體技術，從而實現危險作業自動報警并控制、實時動態的遠程監管、遠程報警和遠程告知，使得塔吊安全監控成為開放的多方主體參與的實時動態監控。

塔機監測儀是全新智能化塔式起重機安全監測預警系統，能夠全方位保證塔機的安全運行，包括有塔機區域安全防護、塔機防碰撞、塔機超載、塔機防傾翻等功能，能夠提供塔機安全狀態的實時預警，并進行制動控制，是集精密測量、人工智能、自動控制等多種高技術于一體的智能控制系統。

1、系統組成

風速儀、小車位置監控、力矩監控器、角度監控器、重量傳感器、幅度傳感器、主機、顯示器、無線通訊、信號檢測器等。

2、系統功能

（1）建筑物背面視野

在塔吊大臂前段增加高清球型攝像機，增加司機對建筑物背面的視野。

（2）力和力矩監控，防止超限超載

通過重量傳感器和幅度傳感器加強對物料的監控，防止超限超載現象的發生。

（3）特定區域監控，防止墜物傷人

（4）群塔作業監控，防止碰撞

（5）參數終端顯示

實現塔吊防限位及防碰撞功能，受力、高度、傾角、風速等參數監測功能，塔吊參數終端顯示功能。

4、系統組成

區域塔機安全監測系統由安裝在施工塔機上的塔機安全監測儀、安裝在施工現場辦公室的塔機控制器、安裝在遠程管理中心塔機安全管理信息系統三部分組成。

塔機控制器不僅能通過無線傳輸實現施工現場塔吊與塔吊、塔吊與監控中心之間的通訊，還能通過有線網絡或無線網絡實現工地現場與遠程管理中心間的數據通訊，實現智能結構物聯網、數字化工地。

塔吊群信息系統是遠程對區域內的多臺塔機的運行狀態進行實時監控和管理，及時掌握區域內多臺塔吊的運行狀態。區域內塔吊的運行狀態的數據可以通過有線網絡或無線網絡傳輸到區域管理中心，管理中心將結合GIS技術實現塔機運行狀態的遠程監控。

4結論

裝配式構筑在建筑施工中重新得到普遍應用，預制構件體積、重量都比較大，垂直運輸過程對塔吊的要求更高。

塔吊實時檢測包括風速儀、小車位置監控、力矩監控器、角度監控器、重量傳感器、幅度傳感器、主機、顯示器、無線通訊、信號檢測器等，對塔吊參數能進行實時監控，增加塔吊吊裝過程的安全性能，減少塔吊事故的發生。

參考文獻

[1]裝配式建筑施工特點與安全管理措施；安全生產；2017：05-0262-02.

[2]塔吊群智能防碰撞系統研究；電子設計工程；2015：23-19：66-69

[3]塔式起重機遠程監控系統的用戶管理；設計研究；2010.10.002.

（作者單位：中建八局第四建設有限公司）