卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉 垚，王 彬，羅 馬，高建超，趙雨菲，宮宇成

（1.中國建筑科學(xué)研究院有限公司 建筑機(jī)械化研究分院，河北 廊坊 065000；2.廊坊凱博建設(shè)機(jī)械科技有限公司，河北 廊坊 065000；3.建研機(jī)械檢驗(yàn)檢測(北京)有限公司，北京 100007）

1 研究背景

傳統(tǒng)卸料平臺管理方法是在卸料平臺上懸掛卸載標(biāo)識和物料明細(xì)表以引起施工人員對超載的重視，但這往往達(dá)不到預(yù)想的效果，很少有工人去認(rèn)真落實(shí)周轉(zhuǎn)材料的重量及數(shù)量；另外一方面，安全管理人員也無法做到時(shí)刻去旁站監(jiān)督管理。基于此有必要考慮如何來解決以上施工管理痛點(diǎn)問題。

如何有效監(jiān)管現(xiàn)場施工過程中傳統(tǒng)卸料平臺（圖1）的超載違規(guī)作業(yè)，是迫在眉睫要解決的問題。隨著附著式升降腳手架的快速發(fā)展，衍生出附著式升降卸料平臺（圖2），因其安全可靠、外觀形象好、施工效率高、省人工等諸多優(yōu)點(diǎn)，在建筑施工領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。

圖1 傳統(tǒng)卸料平臺

圖2 附著式升降卸料平臺

對于傳統(tǒng)卸料平臺而言我們要著重解決在使用工況中的超載問題，對附著式升降卸料平臺而言，雖然安裝了荷載控制系統(tǒng)但其只是解決了附著式升降卸料平臺在升降過程中的超欠載報(bào)警停機(jī)，因其在升降過程為空載，所以意義不大，忽略了其在使用工況的超載問題。傳統(tǒng)卸料平臺在使用過程中的管理方式基本是采用懸掛限載標(biāo)識和物料堆放明細(xì)表，只能起到警示作用，起不到實(shí)質(zhì)的超載預(yù)警作用?；谝陨显?，筆者設(shè)計(jì)出2 種卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)方案，能夠有效地解決施工現(xiàn)場卸料平臺超載問題。

2 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 方案一

2.1.1 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)組成

超載保護(hù)系統(tǒng)由懸臂稱重4 個(gè)傳感器、1 個(gè)接線盒、1個(gè)控制箱、1個(gè)聲光報(bào)警器等組成（圖3）。

圖3 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)硬件組成

2.1.2 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工作原理

利用懸臂稱重傳感器把整個(gè)卸料平臺做成平臺秤（地磅原理），工人周轉(zhuǎn)物料進(jìn)入卸料平臺，在物料重力作用下，使稱重傳感器彈性體產(chǎn)生彈性形變，粘貼于彈性體上的應(yīng)變計(jì)橋路阻抗失去平衡，輸出與重量數(shù)值成比例的電信號，經(jīng)傳感器內(nèi)部的放大器、A/D 轉(zhuǎn)換器、微處理器等電子元器件處理輸出數(shù)字信號，再經(jīng)中繼器進(jìn)入稱重顯示儀表直接顯示出重量等數(shù)據(jù)。當(dāng)工人周轉(zhuǎn)材料于卸料平臺上，控制箱上會(huì)顯示當(dāng)前物料重量，可以根據(jù)料臺的額定載重量設(shè)定比例來設(shè)定預(yù)報(bào)警值，譬如卸料平臺額定載重量為1t，為了防止超載，以在控制箱設(shè)置當(dāng)物料達(dá)到0.9t 時(shí)，超載檢測系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出斷續(xù)聲光預(yù)警信號并伴隨著語音提示當(dāng)前荷載重量；當(dāng)載重量達(dá)到額定載重量1t 時(shí)語音聲光報(bào)警器啟動(dòng)，發(fā)出持續(xù)聲光報(bào)警，并伴隨語音提示，警示使用者注意安全，停止繼續(xù)加載物料。卸料平臺的超載預(yù)警、報(bào)警值可根據(jù)卸料平臺的實(shí)際額定載重量來設(shè)置。卸料平臺配備智能安全監(jiān)測控制通過傳感器對料臺各個(gè)重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)測，卸料平臺控制箱內(nèi)配置聯(lián)網(wǎng)通信模組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)采集顯示、儲(chǔ)存、傳輸功能，便于安全監(jiān)管人員隨時(shí)隨地查看卸料平臺的轉(zhuǎn)料重量，解決了卸料平臺在使用工況下的安全監(jiān)管盲區(qū)。

2.1.3 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝

首先將4 個(gè)懸臂稱重傳感器安裝于卸料平臺底部，其次將懸臂稱重傳感器信號線通過航空插頭插入控制，最后將控制箱與聲光報(bào)警系統(tǒng)安裝到方便工人看到的地方固定牢靠（圖4）。此控制既便于工人安裝、操作調(diào)試簡單，又能準(zhǔn)確預(yù)警，并實(shí)時(shí)監(jiān)控卸料平臺在使用工況中的超載問題。

圖4 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)安裝示意圖

2.2 方案二

2.2.1 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)組成

該超載保護(hù)系統(tǒng)由4 個(gè)軸銷傳感器（圖5）、1 個(gè)接線盒、1 個(gè)控制箱、1 個(gè)聲光報(bào)警器等組成。

圖5 軸銷傳感器

2.2.2 卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工作原理

將附著式升降卸料平臺的斜拉桿和傳統(tǒng)卸料平臺用的鋼絲繩前端的螺絲和螺母換成軸銷傳感器，銷軸傳感器的受力位置與斜拉桿或鋼絲繩拉力方向相反。由于不同廠家卸料平臺的結(jié)構(gòu)和尺寸不一樣，需要現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定。其預(yù)警機(jī)制與方案一基本相同。

3 方案對比

以上兩種卸料平臺的超載保護(hù)系統(tǒng)均能解決其在使用工況超載以及監(jiān)管不到位的施工管理痛點(diǎn)問題，但相比于方案一，方案二經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)且易于安裝。

4 結(jié)語

本文從卸料平臺的受力狀況出發(fā)，對其管理痛點(diǎn)要點(diǎn)和存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。通過以上兩種簡易卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，既適用于傳統(tǒng)的型鋼懸挑卸料平臺又適用于附著式升降卸料平臺，性能穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，安裝方便，準(zhǔn)確預(yù)警，能很好地解決現(xiàn)場卸料平臺在使用工況下的超載使用問題，有助于安全監(jiān)管人員實(shí)時(shí)監(jiān)管，避免因安全監(jiān)管人員不足而無法有效監(jiān)管。能切實(shí)堵住安全監(jiān)管漏洞，為卸料平臺使用安全保駕護(hù)航，并能預(yù)防重大安全生產(chǎn)責(zé)任事故發(fā)生。此卸料平臺超載保護(hù)系統(tǒng)可供用于卸料平臺項(xiàng)目參考借鑒使用，為卸料平臺在使用工況中的安全運(yùn)用提供一種新的管理方法。