建筑起重机械设备的创新管理理念

孙鸿亮

（山西一建集团有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

最近几年，随着建筑行业的飞速发展，我国起重机械设备的应用也更加广泛，其能代替人力开展粗重的作业，这为建筑项目的生产作业提供了充分的保障。但相较于发达国家而言，我国起重设备的灵敏性、稳定性等依然存有一定不足，这是导致建筑工程频繁出现机械事故的重要原因。因此本文依托创新管理的理念，进一步针对建筑起重机械设备的安全技术展开探讨分析，具有一定的实践意义。

1 常见起重机械事故

1.1 高空坠落

随着现代建筑物的增高，起重机械的高度也越来越高，根据《高处作业分级》（GB/T3608—2008）的规定，凡在坠落高度基准面2m以上（含2m）有可能坠落的高处进行的作业，均称为高处作业。塔吊司机每天通过塔吊标准节内简易的爬梯，攀登30~40m甚至上百米高的塔吊，很容易出现体力不支失足坠落的现象。

1.2 物体打击

引发物体打击问题出现的原因十分广泛，例如，由于工作人员缺乏安全意识，导致机械设备作业量超出其额定载重量，导致重物坠落砸人的物体打击事故；或者该起重机械设备自身具备一定安全隐患，例如，出现较为频繁的吊钩损伤、极限位置限制器失灵、钢丝绳折断等，都可能有物体打击事故的出现。

1.3 机械倾翻

在雨季，由于连续阴雨天气的作用，致使设备基础下泥土被冲刷，设备基础出现沉降不均匀现象；或者设备超载运行恰逢标准节螺栓松动；或者在设备顶升过程中进行回转吊载作业；或塔吊没有进行日常维修保养，日晒雨淋致使机构锈损；或者塔吊没有进行年检，超过使用年限作业；或者操作司机违反操作规程，超负荷作业，都可能导致施工现场出现设备倾翻的问题[1]。这一类事故频繁出现在塔式起重机上。此外，由于人为指挥导致的失误、技术人员操作错误是导致这一事故出现的主要原因。

1.4 触电事故

在起重机械事故当中，触电事故是出现频率最高的事故。这一类事故频发的原因，是由于施工操作不按照既定规范和标准所导致的。许多施工人员不依据施工标准操作，违反规定触碰带电物质，一旦与高压线进行触碰，则会导致触电事故的出现[2]。另外，起重机械自身的漏电隐患，同样也是导致触电事故频繁出现的主要原因。

2 塔式起重机安全技术创新管理

2.1 设备的选型设计

塔吊的选型，应根据拟建的施工面积、结构形式、工期要求及需吊装构件重量，以满足施工要求为前提，尽可能降低使用费用。塔吊布置时首先应考虑保证满足覆盖面的要求，然后根据材料及构件重量和塔吊的起重量确定塔吊型号。群塔施工现场的设备，为了方便管理和使用，应尽量选择同型号设备，方便标准节等部件的调配。对于会展中心、航站楼等有大型钢结构吊装的大型公共建筑，还应根据施工总进度，选用大型设备的同时，加配小型设备辅助吊装工作，以加快施工进度。

2.2 基础设计安全技术管理

起重机安全运行水平将在一定程度上受到基础设计科学性的影响。这也致使基础设计技术始终都是起重机安全技术体系中的关键部分，同样也是附属管理工作过程中的核心对象[3]。在开展安全技术管理工作时，由于基础尺寸设计技术更多地以公式运算为基础展开，为了确保基础设计的安全性能，则需首先针对计算结果进行验算，或是应用反向推算的形式，以最终结果为基础进行已知值的验算。例如，按照现有的基础尺寸数据，针对基础承重参数进行计算，如果这一参数与实际情况相符合，则意味着该设计方案满足合理性要求。

2.3 现场布局技术管理

塔机的安装选址应充分考虑周边障碍物对塔机操作和塔机运行对周边的影响，如附件建筑物、其他塔机、公共场所（包括学校、商场等）、公共交通区域（包括公路、铁路、航运等）。根据实践经验来看，现场还会存在高压输电线、地下水位高、湿陷性黄土，地基承载力不够等无法避免的因素。因此在设计过程中，技术人员还需针对这一部分因素进行检查，避免出现设计选址不合理问题的出现，充分保障设计方案的安全性，由此获得技术管理效果的提升。在这之中，高压输电线是至关重要的考量因素，技术人员需充分按照现有的技术规程，科学选择基础设计的假设位置，充分保障起重设备与高压线之间的安全性能，使安全技术管理得到落实，起重设备与高压线间的距离要求如表1所示。

表1 起重设备与高压线间的距离要求

施工中经常会遇到地质条件较差、天然地基承载力达不到起重设备设计的地基承载力的情况，地基起着承受上部结构和基础荷载的作用，地基承载力不足无疑为建筑起重机械的施工增加了风险。为了保证建筑起重机械的安全、正常使用，要求地基在荷载的作用下不能产生破坏，组成地基的土层因膨胀收缩、压缩、冻胀、湿陷等原因产生的变形不能过大。为了弥补天然地基承载力不能满足要求，通常采用桩基础，利用均匀对称布置的基桩进行承载力补强，或采用复合地基，换填级配砂砾石、换填三七灰土，或将基础承台面积加大，以此来提高或弥补建筑工程地基的稳定性和承载能力。

此外，如果现场有多台塔机，还需满足相邻两台塔机之间的最小架设距离应保证处于低位塔机的起重臂端部与另一台塔机的塔身之间至少有2m的距离；处于高位塔机的最低位置的部件（吊钩升至最高点或平衡重的最低部位）与低位塔机中处于最高位置部件之间的垂直距离不应小于2m。

单台塔吊的定位原则为满足施工要求，方便安拆及附着。塔吊吊运覆盖范围应尽可能覆盖整个施工面，减少产生盲点。如果建筑物突出的檐子较宽或塔吊位于建筑物凹处时，应充分考虑塔吊的拆卸问题，将塔吊与建筑物之间的距离增大，保证塔吊的上部结构能够从塔吊的最终使用高度自行降节到解体高度，避免塔吊在高空无法自行降节而借助超大型号的汽车吊进行解体的情况。同时还需注意塔吊的安装方向，保证塔吊处于自行降节状态时起重臂和平衡臂下部没有障碍物，防止塔吊无法自行降节的情况。如果现场有封闭的环形建筑物，尽量避免将塔吊设置于环形建筑物内部。同时，塔吊的附墙情况也是塔吊选址不可忽视的问题，其附着支承处的结构强度必须满足设计要求，尽量设置在建筑物的框架梁、框架柱、剪力墙、钢结构柱等承载力相对较高的建筑结构上，禁止将附墙安装在构造柱、连系梁及填充的墙体上。附着装置两侧的附着杆尽量对称布置，通过控制附着夹角大小，使得附着杆内力较小。

2.4 群塔施工现场安全技术管理

随着城市的快速发展，群塔施工项目日渐增多，群塔施工作业中极易出现因碰撞导致的重大安全事故。因此群塔防碰撞技术已成为施工项目的一项基本安全需求，群塔防碰撞系统作为群塔施工安全的主要保障体系，正被越来越多的施工单位纳入安全施工管理要求。

群塔防碰撞系统不仅能在塔机正常运行期间对塔吊的运行情况进行实时监控，在切断塔机机构动力和控制电源时，防碰撞装置依然有效。基于人工智能的无线网络自学习组网功能，当有起重设备加入或退出工作（断电、上电）时，系统会自己学习并重新组网，无须用户任何操作，整个防碰撞网络仍然正常工作，从而解决了安全监控系统监测塔吊运行行程数据的问题，起升高度数据、限位数据、操作指令数据以及输出控制点位可以让驾驶员掌握塔吊的实时运行状况，提高了操作的安全性。除此之外塔吊的安全监控管理系统是由视频监控系统、安全监控系统和物联网信息系统组成。基于起重机行为的三维实时起重机间、周围物体间防碰撞功能；可对同一施工区域内的多台起重机进行路径防碰撞报警及区域保护。

2.5 设备的安全技术管理

建筑起重机械普遍的生命周期大都在10年以上。众所周知，建筑起重设备代替人力完成沉重的载荷运输，轻则几吨，重则几十吨，远超人力体能的成千上万倍。在这十几年中，如果设备维修保养不到位，陈旧老化现象严重，将直接关系着起重机械的寿命、工作效率和安全生产情况。因此应当经常进行检查，维护和保养，传动部分应有足够的润滑油，对易损件必须经常检查，维修或更换，对机械的螺栓，特别是经常振动的零件，如有松动则必须及时拧紧或更换[6]。制定定期检查管理制度，包括日检、周检、月检、年检，对起重机进行动态监测并做好记录，对发现的问题按照相应的安全技术规范进行处理，保障起重机械安全运行。只有维修保养做到位，才能充分发挥机械设备的作用。

如何在设备有限的生命周期内提高设备的利用率，同时维修保养的成本最低，让设备为企业创造更多的价值非常关键，可以通过统筹管理、合理调度，加强管理，制定严格、周密、使用性强的管理制度，做到定人、定机、定岗，尽量减少机械的耗损，保持设备正常的使用功能，禁止发生不必要的减值和损耗，同时做好设备的单机核算很重要，统筹分析设备的自然寿命、技术寿命和经济寿命，及时处理技术落后的和再继续使用经济上不合理的设备，做到资本金物化后能达到最大收益。

2.6 “人”的安全技术管理

设备由人来操作控制，人的思想意识、行为动作直接通过设备的运行情况来体现。在特种设备运行当中，司机的操作直接关系着塔机是否运行平稳，司机操作中的违章作业，可直接导致事故的发生。因此“人”的因素在起重机械的安全管理中，起着至关重要的作用。

人的不安全行为主要表现在以下4方面：①未按说明书的要求进行作业，超载、超力矩进行作业。②违章作业，斜拉、斜拽，酒后作业等。③未经过规定的培训，专业技术知识欠缺，实际操作技能较差，无法满足岗位操作水平要求。④安全思想意识淡薄，工作随意性大。

塔式起重机属于特种设备，因此塔式起重机的司机及安拆作业的人员均需取得建筑施工特种作业操作资格证书。提高司机的操作技能及安全意识，培训是一种行之有效的方案。目前通用的讲师授课的培训形式，无法提高学员的学习兴趣，因此，虚拟现实技术（virtual reality,VR）和塔式起重机操作模拟器逐渐走进了培训领地，VR安全教育系统将高处坠落、火灾、塔吊倾覆、施工升降机梯笼坠落等项目，利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟施工环境，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让施工人员亲身感受违章操作带来的危害，强化安全防范意识，熟练掌握部分安全操作技能，从而达到安全教育的目的。塔式起重机实操模拟器通过等比例的塔吊操作台对塔吊的施工操作和施工环境进行模拟，可以对规章制度、操作规程进行学习，在室内练就塔吊司机的操作技术，提高施工人员学习的兴趣，同时避免了新员工缺乏安全知识及操作技巧，在现场学习带来的风险。

2.7 安全管理措施

根据住建部发布的《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》，起重吊装及安装拆卸工程属于危险性较大的分部分项工程。住建部和山西省住建厅均发布了相关的管理规定，包括《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》《危险性较大的分部分项工程专项施工方案编制指南》等，确保施工的安全性。

作为集租赁、安拆和使用于一体的单位，其对设备的安全管理主要体现在设备结构的安全管理、安拆的安全管理、操作使用的安全管理、维修保养的安全管理等，企业应针对每一环节进行危险源辨识，找出危险源，制定危险源预防措施，对作业人员进行宣传教育和安全交底，并落实执行情况。同时企业还应建立健全完善各项安全管理制度体系，过程监督控制管理，使企业对起重机械的安全管理标准化、常态化。

随着科技的进步，信息化逐步融入到安全管理当中，信息化管理在特种设备的安全监控中可以起到事半功倍的效果。山西一建集团有限公司自主研发了基于5G的塔式起重机远程管控平台，它通过将塔吊远程操控、塔吊作业环境及吊钩监控、塔吊运行状态安全监控、安全预警报警、特种作业人员持证监管等系统融合，采用5G技术，实现了塔式起重机的远程管控。为提高该平台运行的安全性、稳定性、灵活性，系统间的通信均为独立通道。该平台的研发可以有效避免由于塔吊司机视觉盲区、设备运行数据不明确、操作失误而造成的重大事故。塔吊司机可以上塔作业，也可以在地面作业，这在一定程度上减少了塔吊司机高空作业的危险性，且所有吊装数据及塔吊性能参数都设置在了系统中，减少了司机违章作业的可能性，为施工现场塔式起重机的运行增添了一份安全保障，同时增加了施工现场管理的便捷性。

3 结语

针对机械设备安全技术展开的创新管理是未来我国机械行业发展的必然趋势。因此有关单位应始终秉持尽职尽责的态度，针对起重机械设备的管理展开深入分析，保障起重机械设备专业水平符合建筑行业的发展需求。