关键词：塔吊；自动化；监控系统
引言
随着我国城市化进程的加快，城市建筑也如雨后春笋般兴起。众所周知，城市建筑规划较为密集，导致塔吊布置过程中，除了主要覆盖塔吊所归属的楼栋，塔吊大臂旋转范围会覆盖邻近多栋建筑塔楼，对工程施工造成全隐患，如何在保证施工进度、效率的同时，避免塔吊施工安全隐患，为各工程技术管理人员所重视。
1塔吊自动化概述
在现阶段的建筑工程中，塔吊是一种不可或缺要的起重设备，其具有塔身高、起重臂长、作业范围广的优点，能够垂直运输建筑材料，其高效的运输速度大大提高了施工效率。但是塔吊由于重心高、货物运输纯靠人工操作、受到环境气候的影响较大等缺陷导致其在实际工作中有着许多安全隐患存在。在实际施工的过程中，塔吊的安全性确认与保障对于施工质量安全有着至关重要的作用。近年来，有关塔吊安全近年来塔吊运行安全事故频繁发生，例如近期发生安徽铜陵一处施工现场，由于安全意识不足、存在多处安全隐患，导致塔吊倒塌，造成了3死一伤的后果。纵观之前的新闻报道，有关塔吊倒塌断裂的事故频繁发生，可见传统的人工监控方法并不能够有效的保证塔吊机的安全使用，因此为了降低建设成本，提高施工效率和安全性，实现塔吊在控制终端控制下自动化运行和对塔吊实行严密监测就显得非常重要，施工单位亟需更加完善准确地控制与监控系统。而随着科学技术的不断发展，通信以及物联网技术不断地发展与完善，逐渐被应用于各个领域，实现自动化应用。因此，本文利用现代化科技构建塔机自动化控制与安全监控管理系统，优化控制与监控手段，实现实时的、全过程的、不间断的安全监管系统，能够避免因操作者的疏忽或判断失误而造成的安全事故，能够很大程度的确保塔机在运行过程中的安全；塔机安全自动化监控管理系统主要应用于塔机的实时监控。
2系统的总体结构与主要功能
2.1塔吊覆盖范围的要求
塔吊覆盖范围，是指以塔身为中心，以塔吊臂长为半径的吊运工作面覆盖面积。塔吊定位时应统筹构筑物施工作业面及现场配套材料堆场及加工区，使其基本处于塔吊覆盖范围之内。统筹规划后，覆盖范围外的吊运盲区，可通过汽车吊配合垂直运输来弥补。
2.2塔吊基础设计
塔吊布置前，需对塔吊基础尺寸及标高进行设计，常规塔吊基础有桩基及独立基础形式，如塔吊基础处无明确的地勘资料，需参照塔吊基础周围不得小于4个基础的地勘资料及塔机使用说明书进行参考设计，验算通过后编制方案报送相关单位审批后交底施工。塔吊基础设计时，需针对项目的结构形式进行设计，针对有结构筏板或防水板的项目；塔吊基础需高出结构底板顶标高50mm，且需找坡至周围排水沟或集水坑，避免后期塔吊基础积水后锈蚀塔吊螺栓，后期建筑找平过程中即可将基础覆盖找平，同时，塔吊基础四周需埋设止水钢板，避免出现先后浇筑的部位出现渗漏现象。针对无结构底板的项目，则基础顶标高需低于回填土标高100mm以下，保证塔吊拆除后直接覆土掩埋基础进行建筑做法施工。
2.3信息传输和处理
GPS数据采集单元实时获取到的卫星数据通过串口通信传输至PC机控制中心（在实际工程应用中，可使用GPRS无线传输方式实现卫星数据的传输），并在控制端经上位机软件处理转换为塔吊各部件的相对位置信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4主要功能
1)实时监控：采用传感器等技术，实时监测塔吊的起重重量、起吊高度、当前风速等塔吊状态和环境状态，通过对塔吊的全方位检测，掌握塔吊的实时状态，并能够及时发布警报。2)数据分析：传感器(ZigBee设备)结合物联网技术配合终端设备，实现了数据的存储、计算、分析等功能，及时对前端返回的数据进行处理，及时发现各种安全隐患，并发面预警信息，甚至做急停处理。3)自动化运输：基于定位技术的控制系统能够实现自动化控制，在施工工程进行的过程中，实现材料货物自动运输到准确的放置位置，从而避免由于人工失误而可能导致的安全问题。
2.4塔吊料场布置
塔吊料场的布置紧随塔吊的布置进行，每台塔吊均需单独配置一个料场及二级配电箱，料场的布置分三个阶段进行排布，分别为地基与基础施工阶段、主体结构施工阶段及装饰装修施工阶段，无论在哪个施工阶段，料场的布置均需在塔吊大臂0.5倍半径范围以内。基础施工阶段，料场主要有钢筋加工棚、砖砂石等材料堆场，需设置在施工便道旁，并尽可能不要占用桩基施工场地；主体阶段施工阶段，料场主要有钢筋加工场、木工加工棚、外架堆场等设置，且需根据流水段划分，不得设置在与地基和基础施工阶段料场的统一流水段及同一位置，避免料场无法进行周转，同时，尽可能设置在消防车道范围内，如无法满足此要求，则结构板需做钢筋加强或架体回顶等措施进行加固；装饰装修阶段料场主要有砌块堆场、砂浆搅拌机场地或预制砂浆罐等料场，该阶段料场材料相对较多，在此阶段，随着屋面工程及外架拆除，料场及塔吊随即拆除撤场。
2.5软件开发环境
软件开发环境采用工程上较为成熟的VisualBasic6.0设计控制台软件，实现塔吊的智能控制设计。整个控制系统可分解为参数设置、数据发送、数据接收、存储数据和状态显示五个部分。利用Microsoft Communications Control控件(以下简称MSComm)实现计算机串口进行数据接收、发送的功能。
2.6塔吊位置核对与调整
塔吊布置完成后，需对塔吊布置情况进行复核及调整，复核可采用BIM技术进行核对或CAD平面图纸复核，复核过程中只能进行微调塔吊布设位置，不得进行大变动塔吊部位，避免塔吊布设返工。地下室底板的图纸中，塔吊的基础需避开集水井、独立基础、承台等位置，且塔吊布置不得穿越人防工程。地下室顶板图纸中，塔吊宜设置在采光井等顶板结构预留洞口的部位，如无法进行微调，则塔吊需避开顶板结构梁进行布设，且洞口四周须加设止水钢板，预留的钢筋须刷防锈漆。塔楼图纸中，需复核塔吊与塔楼的建筑与结构线条、外架、卸料平台等位置进行复核，不得发生碰撞，影响项目的正常施工。其余临时建筑复核过程中，塔吊须避开砂浆搅拌机等位置，避免施工中水侵入塔吊基础下，引起基础沉降进而影响塔吊安全，其余施工电梯的位置尽量不要与塔吊摆放在建筑物的同一侧。
结语
综上所述，塔吊在工程中发挥着非常重要的作用，塔吊所具有的优势无可替代，然而其对操作人员的要求也较高，稍有不慎就会造成无法挽回的伤害，甚至危及生命。塔吊自动化控制与监控系统能够解决这一问题，一方面能够提高工程的施工效率，另一方面能够降低误差，避免人工操作的失误，并且还能够降低工程的建设成本。因此，塔吊自动化控制与监控一直以来都是研究热点与关键点，自动化已经逐渐成为未来的趋势。
参考文献
[1]罗宏,龙传尧,涂光辉.超高层建筑动臂式塔式起重机施工技术[J].施工技术,2012,41(375):3738.
[2]周海燕,张浩强,陈同琦,等.基于GPS-RTK的塔吊自动化控制与监控系统[J].电脑知识与技术，2019(5).
[3]李艳.论超高层建筑施工中塔吊的选型和定位[J].山西建筑,2012,38(6):242244.
郭健，山西省灵石县，中北大学、本科、电气工程及其自动化， 1986年8月
论文作者:郭健
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第18期
论文发表时间:2020/4/10
标签：塔吊论文; 料场论文; 基础论文; 阶段论文; 结构论文; 位置论文; 自动化控制论文; 《当代电力文化》2019年第18期论文;