3、浙江乐清湾高速公路有限公司 浙江 台州 318000
摘要：“短线法”预制节段拼装工艺逐渐被广泛应用于各种线形的预应力混凝土大跨度桥梁建设中，节段梁专用架桥机也大批量投入使用，随之带来的安全问题越来越多，要研发一套节段梁专用架桥机安全监管系统，为节段梁施工安全提供一个全新的监控管理模式，本文就研发理念做了阐述。
关键词：节段梁 架桥机 人员 机械 工序 环境 联动监控 4DM
1．引言
近年来，随着我国经济建设的飞速发展，短线匹配法节段预制拼装施工预制用地少、施工速度快、控制精度高和桥下交通影响小等特点，已经成为今后预应力混凝土桥梁主要施工方法之一。节段梁架桥机也将大批量的投入使用，随之带来的重大危险源也将越来越多！本文依托乐清湾跨海大桥节段梁施工，从施工专业技术角度出发，对架桥机安全进行深入研究，从本质上提高节段梁架桥机的安全管控。
2．项目概况
乐清湾跨海大桥是连接温州、台州两地的海上通道，由1号桥和2号桥及其引桥组成，全长10.088km。乐清湾跨海大桥，大面积采用节段梁预制拼装施工。
架桥机进行节段梁拼装，体量大、难度大、周期长、环境复杂、危险源多、安全风险极高，必须采取有效手段保证安全施工。
3．项目研究整体思路
本研究在现有架桥机监控系统上，针对节段拼装架桥机进行起重机安全监控管理系统的升级、完善。首先在满足国标基础上，通过安全监控管理系统，能够实现设备的统一安全监控管理。同时，积极向“互联网+”的信息化管理模式靠拢。系统平台基于互联网和云服务技术开发的软件平台，利用先进的计算机技术和现代网络技术，使节段梁用架桥机安全监控管理系统达到当今国际先进水平。
4．施工安全因素分析
本研究在“人、机（架桥机）、法（工序）、环”这四个层面、通过不同角度进行研究，形成一个立体的四维框架，简称4D（维度：Dimension）。在4D框架下，每层的风险彼此对应，均有其自有的特殊性和专业性，要整体提升架桥机的安全监控，必须四个层面同步提升、协调处理。因此，结合实际施工情况，对每个层面的危险源进行细分、研究，找出关键点，并彼此关联，形成矩阵联系，简称M（矩阵：Matrix），以架桥机的4D因素为出发点，根本性、专业性的解决四个方面的危险因素，并实现四个因素的联动监控、有效处理，实现四维矩阵4D•M安全监管。
图4-1 4D•M监控系统示意图
5．安全管理关键技术研究
5．1 1D：人的管控方案设计
根本性的增加人员管理系统，对应的人员必须人脸识别，才能对设备进行操作。
5．2 2D：机械设备监控方案设计
（1）主支腿水平度的监控：当架桥机倾斜度超过允许范围时，通过加装在主支腿横梁中间位置的倾角传感器检测主支腿水平度并进行报警提示。
图5-1 监控系统示意图
（2）主梁挠度检测：边跨悬挂时，主梁前部跨中变形量最大；架桥机过孔时，主梁前端变形量最大，不同工序重点监测不同部位。
（3）在两根主梁的油缸处分别安装一个拉线式距离传感器，桥机过孔时，检查主梁过孔时前行的同步性，当超出范围，进行报警。
（4）应力检测：加装应力感应器，识别结构的状态及对结构的不安全因素，力求在早期就加以控制以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展。
5．3 3D：工序的风险联动设计
主要是结合实际施工工序，对关键的工序进行重点、专业的技术监控。
（1）一般风险：正常施工，如高空起吊等，主要针对人为因素进行监控。
（2）较大风险：主支腿锚固，监控主支腿的倾斜度、水平度、振幅等。
（3）重大风险：桥机过孔，主要监控主梁挠度、应力、位移三大指标；满载悬挂，在监控主梁同时，对主支腿倾斜度、水平度、振幅进行监控。
5．4 4D：环境影响的监控及联动
（1）视频监控：在原有监控系统的基础上进行改造升级；保留原来的视频系统，更换高清摄像头、使用录像机等，并把录像机接入工控机。
（2）风速实时记录：原系统已具备。增加与气象局提供风速的对比、实际风向与气象局风向的对比；增加数据记录功能，硬盘数量记录全年气象数据。
（3）系统功能升级：原设备的触摸屏更换为数据处理能力更强的工业平板电脑，重新进行设备端的监控系统软件开发；优化界面，增加功能；工业平板电脑把采集到的数据接入监控软件系统，操作方便快捷，人机交互界面友好；通过无线AP、光纤网线等设备接入互联网，实现远程监控管理；监控主机即工控机负责架桥机各机构的运行状态监控，故障记录、分析，生产作业信息的统计管理。涵盖设备全部的安全运行、过程监控、信息管理系统功能。
本平台在安全管理系统设计上主要体现在如下子系统工程：实时状态监控系统、故障报警系统、历史故障查询系统、操作记录查询系统、设备控制。
（4）PC和手机双向监控
除提供PC系统外，还提供手机系统，实现监控系统的双向管理。
6．结束语
本项目通过乐清湾大桥节段梁施工为依托，采用架桥机四维矩阵4D•M安全监管系统，创新性的解决了节段梁架桥机根本性、专业性、针对性的安全问题，提出了新的监控对象、监控参数，全方面的提升了现有架桥机的使用安全性，对于趋于施工主流的节段梁拼装用架桥机，具有革命性的指导意义。
参考文献：
[1]《运架设备群远程安全监控系统的研发与应用》，袁明，铁道工程学报，2015年
[2]《起重机械安全监控管理系统》，GB/T 28264-2012
论文作者:王一霏1,李响2,伍建和3
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/28
标签：架桥机论文; 乐清论文; 监控系统论文; 管理系统论文; 工序论文; 系统论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第34期论文;