对塔机的安全技术交底

对塔机的安全技术交底（精选6篇）

篇1：对塔机的安全技术交底

塔机安全操作规程及技术交底

塔机十不吊

一、超重臂和吊起的重物下面有人停留或行走不准吊。

二、超重指挥应由技术培训合格的专职人员担任，无指挥

或信号不清不准吊。

三、钢筋、型钢、管材等细长和多根物件应捆扎牢靠。

四、多孔板、积灰斗、手推翻斗车不用四点吊不准吊，预

制钢筋混凝土楼板不准双拼吊。

五、吊砖应使用砖笼，并堆放整齐；扣件等零星物件要用成盛器堆放稳妥，叠放不齐不准吊。

六、楼板、大梁上站人不准吊。

七、粘连、附着的物体不准吊。

八、多台塔机作业，应保证所吊重物距离不小于3米。九、六级以上强风不准吊。

十、斜拉重物或超过机械允许荷载不准吊。塔吊司机安全操作规程

1、在进行塔吊回转、变幅、行走和吊钩升降等动作前，操作人员应鸣声示意。

2、开机前应认真检查钢丝绳、吊钩、吊具有无磨损裂纹和损坏现象，传动联接部位螺丝是否松动，各部电器元件是否良好，线路连接是否安全可靠，传动部分、润滑部分是否正常，并进行空运转，待一切正常后方可使用。

3、吊运重物应高于前进方向所有障碍物。

4、操作时发现塔吊工作不正常、安全装置失灵应立即停止操作，切断电源，汇报项目部组织检修。在高空修理必须系好安全带。

5、下班前各操作处于断开位置，切断电源。

6、提升重物作水平移动时，应高出跨越的障碍物0.5米以上。

7、作业中，当停电或电压下降时，应立即将控制器扳到零位，并切断电源。如吊钩上有重物，应稍松稍紧反复使用制动器，使重物缓慢地下降到安全地带。

8、作业中如遇六级及以上大风或阵风，应立即停止作业，将回转机构的制动器松开，起重臂应能随风转动。

9、塔身高出锚固装置的自由高度，应符合出厂规定。

10、钢丝绳采用编结固接时，编结部分的长度不得小于钢丝绳直径的20倍，并不得小于300㎜；采用绳卡 不得少于3个，夹板应在钢丝绳承载时受力的一侧，“U”螺栓应在钢丝绳的尾端，不得正反交错。

塔吊操作人员安全生产责任

⑴、合理使用、精心保养机械设备 ⑵、严格遵守操作规程，保证机械安全运行 ⑶、认真填写运转记录，做到准确、齐全 ⑷、拒绝有碍机械安全运转的施工安排

塔机检查要点

⑴、塔身标准节螺栓是否完好、紧固，螺栓套管焊缝是否开裂。

⑵、钢丝绳断丝数是否接近或达到报废标准；锚结点绳扣数量、位置是否符合规定，是否打结、变形；钢丝绳运行线路中是否有脱轨危险。

⑶、起升、变幅制动装置（刹车皮）是否磨损过半，保证灵敏可靠。

⑷、各限制、限位保险是否有效，不得私自调整改变，以防严重超载。

⑸、平衡臂、起重臂及拉杆的连接螺栓、销子是否紧固。

⑹、液压油、润滑油等是否使用适量。

使用中的安全技术档案

⑴、每日台班运转记录

⑵、日常性的维护保养记录，日常性保养工作每旬进行一次，主要是对某些零件进行检查、清洗、调整、润滑、紧固

⑶、每月至少一次对塔机进行全面检查的记录 ⑷、塔机的安全防护装置、安全附件每半月进行检修和校验的记录

⑸、运行故障记录

塔机司机应该严格遵守安全操作规程，完成使用过程的技术档案记录,为实现职工生命健康安全做出宝贵的贡献。

交底人： 接受人：

重庆建安建设（集团）有限公司

二0一一年三月六日

篇2：对塔机的安全技术交底

为落实公司“十一五”期间建筑施工安全质量标准化工作和改善农民工生产生活环境工作的目标，你项目经研究协商确定为安全达标工地，应满足公司“十一五”期间目标安全达标和改善农民工生产生活环境工作目标的要求。根据公司有关管理规定，现由公司安全环保部向项目部管理层进行以下安全技术交底：

1.为了保证公司安全、环境目标的实现，项目施工杜绝死亡、重伤事故，轻伤不超过一起，意外伤害投保、特种工、安全管理人员持证上岗率100%；环境控制各项目标、指标达标；

2.项目经理组织项目部管理层和员工代表按公司QE01-2005《环境因素清单》、QA04-2005《危险源清单》要求识别、辨识环境因素和危险源，建立环境因素、危险源台帐，对重大环境因素和危险源按公司按公司QE03-2005《环境目标、指标及管理方案》、QA06-2005《职业健康安全目标、指标及管理方案》管理方案技术措施要求分解落实作业班组和责任人；

3.项目部应分解公司QA01-2004《安全技术操作规程》、QA02-2005《安全生产规章制度》和QA03-2005《建设工程生产安全事故应急预案》三个安全技术标准；

4.项目部应重点抓好安全教育和安全技术交底工作，教育和交底的内容应结合本项目施工特点，设备特点、安全基本知识、预防事故的方法及本项目安全生产制度、规定、安全注意事项、安全技术操作规程、防护用具使用、施工组织设计（方案）和应急预案的安全技术措施的教育和交底；

5.合规性评价：工程开工或主体阶段项目经理组织项目部有关人员依据重要环境因素与法律法规对应表对项目进行检查对应，对应结果内审前报公司安全环保部。

6.相关方控制：项目部应采用协议、安全交底、警示牌、告示等形式将公司的安全环境管理要求和重要环境因素、重大危险源告知相关方，并进行过程控制。

7.淘汰非定型物料提升机、摩擦式卷扬机、山东章起塔机和手扳葫芦式吊篮。

主管部门：分公司经 理：

负 责 人：项目经理（负责人）：

篇3：对塔机的安全技术交底

关键词：塔式起重机,安全监控,评估系统

近年来, 中国由于建设项目繁多, 在役塔机数量急剧上升, 尽管建筑安全监督部门不断加大监管力度, 但塔机的超载使用、无证操作和野蛮施工等违章行为频现, 倒塔伤人的安全事故也经常发生, 造成了人民生命财产的重大损失。如何降低塔机事故频率, 最大限度减少事故损失, 成为摆在政府部门和施工企业面前的一道难题。

1 塔机安全系统技术发展现状

1.1 塔机安全监控系统

1) 大多数塔机安全控制装置简陋目前, 很多塔机上安装了相应的保护装置, 如高度限制器、力矩限制器等装置, 但是由于大多数塔机本身的价值相对移动式起重机来讲不是很高, 因此塔机的安全保护装置也非常简单。很多塔机的安全装置就一个限位开关, 替代力矩限制器使用, 精度很差, 导致测量的载荷同实际的载荷相差太多, 很容易导致事故的发生。一旦事故发生, 也无法清晰认定责任, 故这种简易型安全装置将逐步被淘汰。

2) 安全监控装置从单机化、本地化向集群化、远程化、网络化发展从2005年开始, 国内开始流行专门针对塔机单机的安全监控系统, 如黑匣子记录仪 (图1) 、起重量限制器和力矩限制器, 但是只是针对塔机单机安全控制的应用, 主要目的是用户与施工方单台起重机的自我监控。

从2 0 0 6年开始, 在部分规模较大的施工单位和塔机使用方中, 开始应用塔机集群化管理系统, 如塔机群防碰撞保护功能的应用 (图2) 。但是推广范围还比较窄, 只适用于塔机较多的单个工地。

从2008年开始, 远程无线监控网络平台开始应用于塔机。通过这个平台, 施工方、主机厂等各个单位都可以实时监测塔机的工作状况。施工方的目的在于工地监控、防盗、监控操作等功能, 主机厂用于定位跟踪、硬件锁车等功能, 双方可以通过不同的使用权限来行使各自权利。

3) 政府监管部门缺乏合适监控手段与工具目前还没有出现专门针对政府监管部门的网络平台, 也没有从政府统一宏观监管的高度, 建立一个共享的网络平台, 将监管部门、施工方、主机厂都能纳入其中。但随着技术和市场的发展, 加强政府部门宏观监督势在必行。

4) 融合物联网技术的塔机监控系统市场初现

随着塔机数量的增加和远程监控技术的发展, 融合物联网技术的塔机安全监控装置和远程接入手段应运而生。目前采用GPRS的通讯方式是比较流行的。它可以将塔机上取得的各类传感器信号通过无线网络发送到固定的服务器上, 并进行储存, 用户只要登录互联网, 即可以查询到所有的塔机信息。系统工作流程如图3所示。

1.2 塔机安全评估系统

1) 人工检测手段落后塔机的安全评估重点在金属结构, 如对结构腐蚀、磨损、裂纹程度等物理量的评估, 国内还没有实现传感器的自动实时监测。因此, 都需要通过人工的检测来记录, 效率较低, 误差较大, 人为干扰因素较多。

2) 评估计算方法与实际检测难度较大针对塔机正常工作年限和安全寿命的评估, 目前各地尚不统一, 检测的方法和侧重点有所不同, 对塔机的报废和降级使用的要求也各不相同。

对剩余寿命的评估, 目前采用比较广泛的是应力循环次数法[1]。对于塔机安全现状的评估, 却大多依据《建筑起重机械安全评估技术规程》进行级别评定[2,3]。由于目前塔机的载荷记录设施并不完善, 无法精确采集塔机塔机的以往载荷信息, 因此利用循环应力次数法进行安全评估和剩余寿命的计算并不精确, 实际检测难度较大。

3) 传感融合与理论计算相结合的评估方法成为现实由于物联网的发展, 新一代的塔机逐步具备了载荷记录功能, 随着物联网的发展及应用为精确记录循环次数奠定了物质基础。通过对塔机金属结构的传感检测, 如腐蚀、磨损、焊缝裂纹等物理量, 建立合适的寿命发展模型, 为精确反映当前塔机的安全工作状态和剩余寿命奠定了理论基础。因此, 传感融合和经典理论计算相结合, 使得更加精确的安全评估成为现实。

2 塔机安全系统的研发

为防范和减少塔机安全事故的发生, 新一代“起重机械安全作业监控系统”产品应运而生。这套系统不同于以前一些地区所采用的功能单一的系统, 如力限器、黑匣子等。该监控系统是集安全生产状态实时记录、远程通信、数据传输、单机和多机防撞控制、违规操作报警和限制、故障实时报警、恶劣条件报警和控制、无证作业限制、精确定位等诸多功能于一身的系统。该系统工作流程如图6所示:采用无线数据的传输方式, 达到远程监控的目的。

2.1 主要功能特点

该系统分为电子监控终端和监控中心服务器两个模块, 分别具备不一样的功能。电子监控终端主要提供的是塔机各类参数的监测、控制、记录及传输功能, 如图4所示的塔机监控系统运行数据界面。而监控中心服务器主要提供访问、技术支持和消息管理等功能, 如图5所示的实时数据监测界面。

结合上述功能的应用, 第一次为安全监管部门提供了通道, 实现了多种监管和评估功能。

1) 防止无证操作。持有效证件的司机必须用IC卡在控制装置上进行刷卡确认, 若信息不一样, 系统将发出短信通知该工地的项目经理, 进行核查。

2) 记录功能。这套装置能将实时存储连续工作30天以上的信息。一旦发生事故, 能很快地读取存储的信息, 为分析事故原因和责任划分提供依据。同时也使“一机一档”的设想在这个平台上得以电子化信息化的实现, 塔机的累计工作时间和工作循环也可精确统计, 为该设备的中修、大修、报废提供依据。

3) 定位功能。该装置在塔机安装完成通电开始调试时, 位置信息就能发送到主服务器, 通过与系统中的卫星地图配合, 网上便可查询出该塔机所地位置、型号、机型等信息, 使建筑安监部门能跟踪到该塔机的流动方位和使用时间。

4) 安装、拆卸的平衡控制。塔机安装拆卸时, 维持臂架的平衡是重中之重, 若臂架失去平衡就会引发“倒塔”等重大安全事故。该装置能监控安装拆卸过程中臂架的平衡状况, 如发现臂架在垂直平面上的摆动超过塔机说明书的规定, 会立即报警, 并限制危险方向动作, 即停止向上顶升方向的供电。

5) 按照《建筑起重机械安全评估技术规程》, 根据人工采集和检测的结果输入软件后, 软件自动生成安全评估报告, 为监管部门提供评估报告。

2.2 系统组成

硬件系统由数据采集单元与控制单元两部分构成。

数据采集单元包括测力传感器、幅度传感器、倾角传感器与风速传感器, 以及数据采集模块。数据采集单元可以为控制单元提供起重量、小车幅度、倾斜角度、工作环境风速等参数的精确数据, 是控制单元进行显示、记录、报警与控制的基础。

控制单元包括控制器、显示器与存储器。控制器对数据采集单元的数据信息与电控柜的操作信息进行分析, 在满足条件时输出报警信号或控制信号, 是系统的核心结构。显示器用于显示实时数据、操作状态、报警信息等, 并具有传感器标定、时间调整等功能。存储器可以记录各项参数数据、操作信息、报警信息等, 用于历史信息查询。各个硬件设备安装位置如图6~图9所示。

2.3 安全评估系统

塔机的安全评估系统是塔机安全监控系统的重要组成部分, 通过对现有塔机各个性能参数的监测和计算, 对塔机的安全作业状况有一个明确的评估, 输出塔机目前的安全工作状态和需要进行整改的下一步工作内容, 自动生成安全评估报告, 减小人为误差, 提高塔机安全评估的精确度。

软件分为检测准备、资料审核、外观检查、金属结构检测、载荷实验、评估报告、软件管理等七个功能区。在这七个功能区中, 金属结构检测是塔机安全评估软件的最核心部分, 是对塔机的主体结构进行检测, 如图10所示。

3 塔机安全系统应用

该系统已在常州某示范工地的塔机上开始试用, 试用结果表明, 该系统运行比较稳定, 数据测量比较精确, 对工地上正常施工的影响也较小, 受到各相关单位的支持。本项技术的创新之处包括如下几个方面。

1) 将GPRS远程通讯引入塔机监控系统领域, 建立市一级塔机监控网络平台。多个施工工地的区域化信息通过公网传输到总监控平台, 网络软件具备实时报警功能, 将报警信息实时发送给施工单位和监管部门的相关人员, 同时具备完善的操作规程分析效果, 对各施工企业的安全操作标准进行规范。

2) 提出安全监控技术标准与评价规范设计, 对现场进行安全监管评价。将监控网络发布的塔机违章作业情况作为施工现场安全管理评价和作业人员行为评价的依据之一, 还作为在施工现场安全文明工地创建、特种作业人员复审时的重要参考。

3) 为政府监管部门提供了信息共享平台, 使得政府、塔机生产企业、施工部门都可以登录, 实现共管共享的信息交流机制。

4 结语

通过塔机安全监控系统应用, 建筑安全监管部门和施工企业能通过上网和手机短信迅速掌握施工现场各台塔机的使用情况, 建立以政府监管部门、承建单位和作业单位等为主体的统一的管理平台, 最大程度地实现了区域化的安全管理和信息沟通。同时为科学监管提供了一种先进的手段, 减少了安全监管的工作量, 提高了监管效率, 在遏制重大事故, 大幅度减少一般事故, 保障人民生命财产的安全方面发挥了重要作用。

参考文献

[1]王铁柱, 侯义东.塔机正常工作年限评估方法的探索[J].建筑机械化, 2008, (12) :35-37.

[2]包世洪.塔机的使用寿命和评估[J].建设机械技术与管理, 2008, (5) :130-134.

篇4：建筑施工项目安全技术交底之我见

在社会经济的带动下，我国建筑产业得到了一定程度的发展，逐渐增多的建筑施工企业以及如雨后春笋般林立的建筑产品，给我过建筑产业带来了一片欣欣向荣的景象。我国建筑施工企业的增多以及建筑施工技术的提高，的确在某种程度上标志着我国建筑产业的迅速崛起，然而在迅速崛起的背后，一些不被重视的基础工作的缺失，使得我国建筑企业的实际发展状态并不像表面上那么光鲜，建筑施工项目安全技术交底就是其中最具代表性的工作之一，笔者在本文当中就针对建筑施工项目安全技术交底工作谈谈自己的看法。

建筑施工项目安全技术交底的基本种类

建筑施工项目安全技术交底的基本种类主要有以下两种：

1.分部与分项工程的施工安全技术交底

这项交底工作需要在施工之前由施工现场的技术负责人向施工班组进行交底。通过施工安全技术交底工作，可以使生产操作者明确施工中的关键环节，顺利进行施工。施工组织设计编制人向施工工地进行交底，在交底中详细介绍施工设计中的具体要求和内容，使施工人员可以全面了解施工质量、措施、方法、概况等等，便于在施工中发挥各方面积极性。

2.施工工种安全技术交底

这项交底工作是在施工进行中完成的，施工现场的管理人员按照施工中安全措施细则，对施工操作人员进行工种和工序的安全技术交底，使施工人员每个岗位的操作法和职责有详细的了解，这样安全技术交底也是施工中安全技术措施的补充和完善。

建筑施工项目安全技术交底的基本要求

根据建筑施工项目的特点，其安全技术交底工作也有一定的要求，笔者根据对实际工作经验的总结，认为建筑施工项目安全技术交底的基本要求主要有以下几个方面：

1. 整个施工单位的全体工作人员，必须要充分认识、理解和掌握安全技术交底制度，上到项目经理，下到施工作业人员；

2. 安全技术交底必须要具体、明确、有针对性，在保证能够将施工项目特点充分表现出来的基础上，提出有针对性的操作要点与措施；

3. 安全技术交底的内容要明确、详细、全面，并将整个建筑项目当中包括分项工程当中会为施工人员带来安全工作隐患的环节进行充分说明；

4. 根据实际施工项目的要求，最大限度的引用最新、最优的安全技术管理措施；

5. 各分项工程的工长、班组长都必须要充分了解工程概况、施工程序、施工方法以及安全技术措施，项目经理必须做好交底；

6. 保证每一次安全技术交底，都具有书面安全技术交底资料记录，以及相关责任人的签字。

建筑施工项目安全技术交底的具体实施

建筑施工项目安全技术交底的具体实施环节，是整个安全技术交底工作的关键环节，这一环节工作的科学性和有效性，直接程度上决定了建筑施工项目安全技术交底的效果。笔者经过实践工作经验总结，将具体实施环节分为以下四个方面：

1.全面落实安全技术交底

在建筑工程项目施工开始前，项目经理部门负责人必须要充分的了解整个建筑工程的工程概况、施工程序、施工方法、施工工艺、安全技术措施等一切相关内容。并将这些内容全面和落实到各个施工环节当中，保证每一个承担施工环节的作业负责人、班组长等充分的了解该工程的全面信息，做好全面安全技术交底；

2.疑难工程安全技术交底

在建筑施工项目当中，必然会存在一些施工难度较大的疑难工程部分，这些部分的安全技术交底工作要格外重视，项目经理部的技术负责人员应对其进行系统的分析和规划，保证每一个疑难工程的安全技术交底工作都具备全面、详细、透彻等特点，进而保证疑难工程部分安全技术交底的科学性；

3.做好安全技术交底记录

安全技术交底记录是安全技术当中的重要环节，其不仅能够保证安全技术交底工作的科学性，还能够为建筑工程项目日后的管理与维护提供基础信息资料。项目经理部门应保存双方签字确认的安全技术交底记录， 作为查处现场违章行为的证据。

4.贯彻落实安全技术交底

在安全技术交底工作当中，如何将其落实下去一直是一个重要问题。各技术管理人员常常是将该工作落实在口头上，这不仅是不负责任的表现，更严重违反了安全技术交底工作的规定。在施工过程中要反复提醒基层技术人员或工长， 结合具体施工操作部位加强或提示技术交底中有关要求， 加强“ 三检制”， 强化施工过程中的检查力度， 严格过程中间验收， 发现问题及时解决， 以免发生质量事故或造成返工浪费。

总结

综上所述，在建筑施工当中，安全技术交底是最为基础也是最为重要的工作环节之一，建筑施工企业不仅要给予其充分的重视，更需要将这份重视落实到实处，使安全技术交底工作能够真正的发挥出其应有的作用。在整个建筑项目施工过程中，安全技术交底是需要在项目施工初期就进行策划的，在安全技术交底策划当中，不仅包括分项工程、交底时间、交底人，还包括距地的施工程序、施工形式内容等等。在建筑工程项目投入到实际施工阶段时，安全交底工作人员还要及时的进行跟进检查和指导，不断的总结和完善，进而实现安全技术交底工作的进步，以及整个建筑施工项目安全管理水平的提高。

篇5：对塔机的安全技术交底

1 研究背景

塔机安全保护系统广泛应用于软弱地层、复杂地层、高承压水地层的锚固施工中,比如铁路、高速公路的边坡加固、水库、水坝的坝基稳固、建筑基础施工、建筑物地基处理与稳固、隧道加固等各个方面,同时,还包括导航塔、电视发射塔、高压输变铁塔、港口、水工等的处理等,根据实际应用与研究证实:塔机安全保护系统的应用有着较好的发展前景和可观的经济效益,如施工效益,通过该系统和设备的应用,不仅有利于土体的锚固,而且可以加快施工进度、提高工程质量。根据有关数据分析,若是按照每年每台施工2万延米进行计算,其效益可以超过700多万元;又比如锚机效应,通过该设备的应用取代国外的同类设备,其中每一台机械可以节约40万美元,是一笔非常可观的经济效益。

另外,在塔机安全保护系统中,自动监测技术的应用更是促进其应用与发展,通过随时监测反映系统的运行状态,包括其运行中的各项参数,增强系统运行机制的稳定性,同时,利用现代信息融合技术,将监测到的各种数据进行融合,监测参数值是否超过限定值,并将出现意外的运行状态记录下来,全面实现运行状态识别、空间定位、安全保护以及典型故障诊断等,并在此基础上,结合现代网络通讯技术,有效地实现塔机安全运行的远程控制与管理。

2 工作原理

塔机安全保护系统由坐标系统、计算机、换能器、操纵器、控制器、闭路控制传感器、集成传感器等各个部分组成,同时,与其他的子系统一起,实现系统的决定制作、目标捕获等功能。同时,在该系统中,主要的相关配套设施包括主控微处理器、存储模块、万年历模块、报警模块、数据传输模块、数据采集模块和显示模块等,这些子模块在数据总线的连接作用下,与总控制系统连接起来,从而进行数据采集、收集与分析。因此,在这样的配置环境下,系统具有良好的抗干扰能力、数据采集能力、数据存储能力以及传输性能,在实际应用中,可以将采集到的数据自动记录、自动显示、计算与分析,并且通过相关的处理,达到很好的兼容性,以下针对系统的工作原理进行具体的分析。

首先,该系统采用分辨率0.1″的显示器,角度测量精度以0.5″为标准,不仅可以完成数据的自动采集,并且可以实现自动正倒镜测量,精确地瞄准目标,可以在较短的时间内自动辨识目标。同时,通过绝对编码的应用,结合对径、连续测量方法,达到预期的测量目标。

其次,在测量过程中,系统采用电子双轴补偿方式,可以全面提升测量补偿范围,一般其补偿范围为4′,同时,在系统测量时,其精度被确认为0.3″的精度,最大限度地减少了测量误差。

再次,本系统采用相位测量的方法,实现自动定位精度及目标识别,驱动的最大旋转角度可达45°/s,根据实践分析,系统的定位精度可以达到1 mm,与此同时,与之相应的切向跟踪速,也可以达到100m处1 m/s。

最后,该系统还采用现代化的数字影像处理技术,其放大倍数可以达到30倍,在测量时与其他系统和模块一起,自动照准目标、自动测距、自动测角,而且还可以实现目标丢失等异常情况的及时处理。

3 现场监测

通过以上对系统工作原理和技术应用分析,以下我们通过工程案例,对其具体的现场监测情况进行具体分析:

某工程的基坑面积约为9000m2,基坑的开挖深度为4.0～4.75 m。基坑的周围围护施工采用水泥土搅拌桩重力坝,局部设置土钉墙,土钉要求3～4排即可,本工程中,土钉长度约为6 m。由于工程基坑施工正处于梅雨季节,基坑开挖时的雨水量突增,这给基坑的稳定和安全造成极为不利的影响。当开挖到2.5 m时,发现塔身有所倾斜,后经实测,其垂直度偏西约为1.8‰、偏南5.6‰。因此,为了避免工程施工中垂直度超过工程允许的偏差,要求加强施工监测,实现塔机跟踪监测,将监测的结果和数据录入系统,从而对塔机进行自动控制。

3.1 监测依据

本项目工程主要是以GB 50026-2007《工程测量规范》、《塔式起重机安全规程》以及《建筑变形测量规范》为主要参照标准。

3.2 垂直度测量

在测量过程中,以塔机南北向垂直度实际偏差情况为准,在距离基坑外的西侧12m处,同时,距塔机28m处设置自动监测站,并且要每天自动定条件、定时间,进行实时跟踪监测。一般情况下,监测1天进行2次为宜,分别定为上午9时、下午2时,当超预警值,那么系统就会出现报警,与此同时,出现超报警值时,塔机也会相应地起动电控自动保护作用,将塔机工作电源自动切断,从而预防和避免其他设备受到影响。在具体的测量时,塔机垂直度监测原理如图1所示。

图1中,0点——监测中心点;A点——塔机塔身上部监测点;B点——被监测塔机塔身下部监测点;D1——OD间距离;D2—OC间距离;△H1——AD间距离;△H2——BC间距离;(△H1和△H2有正负)。

根据以上图示,水平距离偏差:

垂直高度:

因此,根据图示和以上说明及垂直度计算公式,就可以得到解决相对垂直方向上的垂直度,具体为:

总之,这套系统使用了自动监测系统,采用分辨率0.1″显示器,既在有限时间内完成数据的自动采集,实现自动测量、目标精确瞄准、目标自动辨识,全面提升测量精度,又可以扩大测量自动监测范围。同时,在测量时,其精度值极高,不仅降低工作强度,提高工作作业精度和效率,而且最大限度地减少了测量误差,有效地提升了测量工作质量。

4 结语

总而言之,在塔机安全保护系统中,自动监测技术的应用,将单片机技术与信息融合技术结合起来,实现了系统的显示、监测、自动保护功能,同时,通过系统在工作时所产生的信号,与预先存储的安全工作数值进行对比分析,全面优化系统的工作幅度、速度、回转速度、起升高度、起重力矩、起重量等各项参数,确保塔机运行的可靠性与安全性。

参考文献

[1]李春雷.建筑塔吊监控系统远程终端的开发[D].成都:电子科技大学,2012.

[2]余向阳.基于GPRS的塔式起重机远程监测系统的设计与实现[D].长沙:湖南大学,2012.

[3]陈颖.基于超声信号塔式起重机安全预警信息获取技术研究[D].西安:西安建筑科技大学,2010.

[4]邓翠艳.塔式起重机工作状态监控系统的研究[D].太原:太原理工大学,2012.

篇6：对塔机的安全技术交底

关键词：塔机,监控系统,云计算,摆动,防碰撞

塔式起重机具有足够的起升高度,较大的工作幅度和工作空间,是目前建筑行业中最主要的运输工具[1]。但又极易引发重大安全事故。近年来,国内建筑起重机事故频发,且呈逐年上升趋势[2]。国家最新颁布的GB/T5031—2008标准规定:塔式起重机必须安装安全监控装置,进行塔机工作数据的记录和警报[3]。

目前已产品化的塔机安全监控系统基本功能完善,但均未考虑吊装物摆动的情形。然而,在实际作业中,由于塔机系统的动态特性和外界干扰(风、空气阻尼)的影响,柔性的钢丝绳难以控制吊装物产生摆动。摆动影响了防碰撞系统的判断精度,从而易导致碰撞事故并造成经济损失[4]。

目前对于摆动的考虑,大多局限在如何设计控制器来进行消摆,在这方面,国内外许多学者都做出了诸多尝试。A.H.Nayfeh曾提出了模糊控制、滞后位置控制、增益调节控制等策略,可以让系统在负载的振荡周期中减小摆动的幅度和转移负载[5]。董明晓曾给出时滞控制方法,但仅对线性化模型进行了验证[6]。这些研究的共同点是利用Lagrange运动方程来建立塔机的动力学模型,对其简化后进行分析[[5,6,7]。而实际情况往往比较复杂,使用动力学分析的方法往往不能完全反映真实的运动情况[8]。这些依据简化模型设计的控制器只会减小摆动强度,并不会消除摆动。

此外,据不完全统计,目前各地已工作的远程监控系统基本是采用集中监控模式,实时或分时上传数据到中心机房进行远程存储。这样的架构模式在施工工地不多、监控数据不是太繁多的前提下,是基本可以满足正常的监管需求的[9]。但是由于监管中心可能要同时对成百上千的塔吊进行监控,其作业工地及监控数据都是大数据,普通的服务器可能满足不了海量数据的传输、计算功能,依靠增加传输带宽来解决问题会增加太多成本,不经济。而云计算技术,依托其令牌化管理、分布式存储、分布式计算、资源池化、按需服务、泛在接入、安全性高等优势[10],解决了这一问题。

基于此,通过对摆动特性的分析,在监控系统的防碰撞的算法中考虑了摆动的影响,基于施工工地、塔吊群、用户的大数据特征,搭建了基于云计算平台的远程监控系统,从而实现了一种可满足实际工作需求的多塔机智能安全监控系统。该系统基于云计算技术、传感器技术、数据采集技术、数据融合技术、无线视频收发技术、无线远程通信技术、远程上锁技术,以工控机为上位机,Arduino为下位机,既能高效地完成对工作状态的实时监控、可预发危害的声光报警;又能够高速地将数据传输给远程监控中心,以实现远程监控。其开发成本低、稳定性高,满足市场需求。

1 多塔机智能安全监控系统设计

系统由本地监控系统和远程监控系统两部分组成。基于C/S与B/S混合模式,本地监控系统安装在各个塔机上,负责本机工作环境和工作状态的实时监测以及该塔机与相邻多塔机之间的碰撞预测和避让控制;远程监控系统用于质检中心、租赁公司等监管人员,在远端通过Internet网络监控系统内所有塔吊的工作状态。

1.1 硬件系统设计

本地监控系统主要由数据采集模块、无线通信模块、视频传输模块、工控机、微处理器、电源模块、存储模块、电控单元、预警和报警单元等部分组成,其系统组成如图1所示,其中,数据采集模块依靠精密传感器主要完成对本机的吊重、幅度、高度、回转角度、塔身倾角、环境风速的实时采集;无线通信模块使用可直接插在工控机上的RS232转Zig Bee无线传输模块,只需设置好Coordinator与Router便可自动组网。由于微处理器所需要处理的数据较少,为减小成本,系统采用Arduino作为下位机。主控制器采用研华TPC-1270H系列工控机,其有3个RS232串口通信端口和2个USB2.0,外接数据转换线,可满足使用要求。

远程监控系统是基于B/S结构,通过WEB的方式提供人机交互界面,用户可随时随地通过网络登录系统监控平台。该系统由塔机监控终端、无线传输网络、云计算平台和远程监控中心四部分组成。其硬件系统架构如图2所示,其中,无线传输网络是工控机通过UART串口连接DTU设备,将本地塔机的数据封装成适合于网络通讯的数据包并发送至GPRS网络,通过该网络进入Internet上传输,最后被指定IP地址的远程监控终端通过TCP/IP协议建立数据连接并读取。

云计算平台是云计算技术的应用方式,其核心思想是对大量用网络连接起来的计算资源统一管理和调度,构成一个资源池对塔机群数据提供按需服务。塔机群只需将数据分组同时传输给云计算平台中的多个计算资源。云计算中心根据实际任务情况,实施最佳调度策略。从而快速、准确地完成对塔机群大数据流的处理[10]。

远程监控系统主要完成对施工现场的监视和控制两部分功能,其数据传输过程如图3所示。其中,监视是为了实时查看塔机的工作状态;控制是为了在出现紧急事故时的紧急制动控制或对暂时不参与作业的塔机进行远程上锁,防止非操作人员的不良操作,造成事故。

1.2 软件系统设计

系统的软件系统由数据实时显示模块、智能防碰撞管理模块、通信管理模块、数据管理模块、系统设置模块组成。其系统架构如图4所示。其中,系统设置用来设置塔机所处的场景包括塔机的个数、型号、多塔机之间的相对位置和相对距离,障碍物的个数、轮廓及相对位置、禁行区的轮廓和相对位置等固定参数;串口通信模块用来设置传感器、微处理器、无线通信设备在工控机上的串口号。数据管理模块是系统稳定运行的保障,其中用户管理可以用来添加删除操作员,管理操作员的等级、信息及使用权限,不同的用户对象,有不同的操作权限,从而增强了系统的安全性。系统软件实现的环境是Visual studio 2010,编程语言是C#语言,数据库系统采用SQL Server2008。

2 防碰撞模块功能实现

安全监控系统的核心在于其防碰撞系统的准确性和适用性,系统的防碰撞算法在设计中充分地考虑了吊装物摆动产生的影响,它能准确地对多塔之间、塔吊与障碍物、禁行区间做出碰撞预测与避让控制。即在碰撞双方即将要发生碰撞之前,发出声光预警和报警,相应电机制动并提醒司机向安全运行方向操作,以实现塔吊危险作业自动截断,从而保证塔机的安全、高效作业。

2.1 塔机间碰撞情况的分类

多塔机之间的碰撞情况由其相对位置决定,对于两个塔吊(塔吊1与塔吊2)来说,根据其实际作业中的相对位置可分为如图5所示的四种情况,本文图示中的坐标系,均是以塔吊1的初始位置所在直线作为x轴,且规定相邻塔吊的初始位置与本机的初始位置平行。可能发生碰撞的危险区域如图中D1、D2、D3所示。不同相对位置时的碰撞情况如表1和表2所示。

2.2 摆动特性分析

由于吊装物在发生摆动时的摆角与幅度呈非线性变化,其与四大机构的运行速度和加速度的大小、司机的操作水准、外界风速、空气阻力,机械摩擦等都有关系。要准确给出摆角的数学模型非常困难,而且也无法将摆角数值化地写入程序中。考虑到此,对吊装物在某一时刻可能摆动的位置出发,进行算法研究。

如图6中所示,对塔机建立空间坐标系O-xyz,考虑到某一时刻,吊装物位于圆1的某一个位置,具体位置是未知的。在下一个时刻,可能由于提升,变幅速度或回转速度变小,摆角和摆长变小,这时吊装物位于圆2的某一个位置。这样就可以将吊装物在某一时刻的位置限制在一个圆上,称为摆动圆。

由于吊装物的摆动状态是所有外界因素共同作用后的结果,在这里不再考虑这些因素是如何作用的,而是直接从结果出发分析某一时刻吊装物的受力情况,如图6所示,其满足:

式(1)中:γ为绳索在任意方向偏离铅锤位置的夹角,且不考虑摆动时γ=0;G为吊装物刚放上吊钩且塔吊未动作时,重量传感器检测到的数值;Ft为绳索上的张力,可由重量传感器实时得出。

2.3 智能防碰撞算法实现

多塔机间的防碰撞算法要能够根据参数设置中所提供的场景和群塔的运动状态,实时分析碰撞的可能性,算法的好坏在于其能否适应于任何的场景。

事实上,每个塔机上的监控系统都是以自己为中心,来依次判断其与相邻塔吊的碰撞情况。以两个塔吊来说明防碰撞算法的实现过程。设两塔吊的塔臂高度分别为H1、H2,塔臂长度为L1、L2,偏离初始位置的转角为α1、α2,小车的幅度为s1、s2,吊钩的高度为h1、h2,由于吊装物的摆动对多塔机同高度时的算法影响很小,现仅给出不同高度中H1>H2时的防碰撞算法。此时可能发生的碰撞情况为B1、B2,要根据两者的相对位置来判断,其流程如图7所示,具体步骤如下。

(1)判断相对位置。若为(a)或(b),则可能出现的碰撞情况是塔吊1的吊装物与塔吊2塔臂相撞。若为(c)或(d),则碰撞情况既有塔吊1的吊装物与塔吊2塔臂相撞,又有塔吊1的吊装物与塔吊2平衡臂相撞。

(2)判断吊钩1与塔身水平连线所在的直线与塔吊2的塔臂或平衡臂所在直线是否进入危险区域D1边界,以图8所示场景为例,对于前者,判定条件是吊钩1在此时的摆动圆在靠近塔吊2方向的切线l1'是否位于切线m1,m2之间,对于后者则是判断其是否位于切线n1,n2之间。设l1'倾斜角为α1',rt为该时刻摆动圆的半径,则有:

且α1'、α2应满足条件:

式(4)中θ1、θ2为m1、m2相对于塔吊1初始位置的转角,θ3、θ4为n1、n2相对于塔吊2初始位置的转角。

又设d为两塔身之间的距离,α为两塔身水平连线与塔吊1初始位置之间的夹角,则:

(3)判断吊装物的高度与两塔臂高度差ΔH的大小关系。由于摆动的产生,对其高度的判断也产生了影响,吊装物的实际竖直高度为h1cosγ。

(4)判断吊装物是否位于危险区域。如图8所示,不考虑摆动时,吊装物位于位置1。由于摆动,其可能到达2、3、4等位置。若达到4位置,就可能与塔吊2的塔臂发生碰撞。考虑到这种情况,其碰撞条件为货物摆动后的位置位于D1中,判断条件是看以(s1cosα1,s1sinα1)为圆心,以γt为半径的圆与D1是否有公共部分,即判断货物进入危险区域的条件为

(5)判断吊装物与塔臂2或平衡臂2的距离,称为极限距离,一旦该距离小于安全距离,则开启预警。以图9所示的情况为例,由于摆动,吊装物可能出现在F2、F3等任意位置,考虑到极限距离出现在吊装物摆动到离塔臂2最近的位置,若这个距离小于安全距离,则开启预警。设直线l2为塔臂2所在的直线,且其直线方程为

式(7)中

,则极限距离:

3 程序测试

为了能够很好地对系统进行测试,搭建了实验环境,四个塔机的参数如表3所示。对TJ002塔机进行测试,塔机状态数据采集间隔是650 ms,结果如图10所示。

结果表明:各状态参数可正确地采集并显示;Zig Bee模块可满足实验中传输距离的要求;防碰撞模块能够对相邻的不同塔机与障碍物做出碰撞判断,并给出人机化的警报提示。

4 结论

本文设计了一种基于模块化的多塔机智能安全监控系统,其本地监控系统能够实时采集塔机的外界环境信息及工作状态信息,当其超出安全范围时,发出报警信息;除此,还能够在有吊装物摆动情况下准确地对塔机与障碍物、禁行区,以及多塔机间的碰撞做出预测判断,在即将发生碰撞时给出声、光预警和电控操作。此外,基于云计算平台的远程监控系统可实现塔机终端与远程监控中心之间的实时数据传输,以实现多塔机的统一监控和协同管理。经程序测试,该系统运行可靠,能够有效地保障多塔机的作业安全,给建筑施工提供了更安全的作业环境,具有良好的应用前景和推广价值。

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