施工外腳手架智能檢測分析

導語：施工外腳手架智能檢測分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]建筑施工現場的安全管理是建筑業安全管理的重中之重，而外腳手架作為施工現場眾多危險點、危害點、事故多發點的重點監控檢測項目之一，是施工現場安全管理的重要組成部分。其智能化、自動化安全檢測能力，是“智慧安全”發展水平的重要考核指標，文章以施工外腳手架的智能檢測為主線，探討安全管理的智能化發展趨勢和操作實務。

[關鍵詞]安全管理；智能化；外腳手架

施工外腳手架是建筑施工現場安全管理的重點之一。在建筑行業的安全生事故中，約有1/3的傷亡事故直接或間接地與架設工具及其使用的問題有關。以碗扣式腳手架為例，因其鎖牢橫桿與豎桿的接頭是由上下2個合扣的“碗”完成，如果碗扣不扣死，接頭松動后易出現側傾或坍塌，在國內支撐模板坍塌的諸多事故中，恰恰因為一些支撐鋼管的上碗扣沒有扣死，最終釀成傷亡慘重的安全事故。

1外腳手架安全事故原因分析

1.1腳手架搭設采用的材料質量問題主要是使用了內壁不符合標準的鋼管，安全技術人員只按鋼管外壁直徑計算承載力，埋下事故隱患。1.2腳手架搭設工程施工質量問題主要是在施工過程中，不能按照經批準的方案要求施工，違反腳手架工程的國家或行業標準，違反操作規程，造成腳手架工程質量降低，埋下事故根源。1.3腳手架使用過程違規違章問題主要是作業人員安全意識淡薄，違反操作規程，造成超負荷坍塌、高空墜落、高空墜物等安全事故。1.4腳手架拆除工程中的野蠻施工問題主要是作業人員違反拆除方案要求，圖方便、圖省力，野蠻施工，造成安全事故。1.5安全檢查手段單一問題主要是安全監測自動化、智能化程度不高，主要依賴人工檢查手段，物的不安全狀態、人的不安全行為不能及時、全面的予以掌控，造成安全檢測的盲點和死角，造成事故隱患。

2外腳手架安全事故的影響

（1）造成人身傷亡，甚至是群死群傷的重大及特別重大事故，無法保障從業者的人身安全。（2）造成財產損失。外腳手架坍塌除了造成巨大的直接經濟損失外，還會造成停產、停工等間接損失。（3）增加企業運營風險。一旦發生安全事故，尤其是傷亡事故，往往和違法違規有關，除了承擔民事責任外，還要承擔刑事責任，停產整改甚至企業關停。

3應對之策

為了避免外腳手架安全事故的發生，利用互聯網、物聯網、監控技術、傳感器技術搭建安全管理智能平臺，對外腳手架搭設、使用、拆除過程實施智能化、自動化監測和檢測，是最有效的手段之一。3.1跳出現場看現場。施工現場安全是安全管理的重要組成部分。一個建筑施工企業，尤其是大型企業、大型項目，不止一個施工現場，更不止一個作業現場。故，在安全管理中，要有跳出單一現場看全現場的思維，解決的思路就是建立場內循環與場外循環的雙層平臺，建立智能監控大數據平臺，全面提升智能化管理能力和水平。如圖1智能化安全管理雙循環系統搭建示意圖，通過場內和場外界面分割，實現兩級安全管理數據雙循環，實現安全數據的采集、傳輸、存儲、分析、追蹤、報表、預警等功能。3.1.1場外循環場外循環，是基于互聯網技術、大數據技術、計算機技術、云技術、安防技術搭建的施工現場外的安全管理系統。組網硬件設備主要包括云端服務器、企業級（公司級）本地服務器、傳輸鏈路（包括有線傳輸鏈路或無線傳輸鏈路）、安全防火墻（包括硬件防火墻或軟件防火墻）、各種終端設備（包括計算機、手機等）。但無論采用何種軟硬件組建平臺，都應包含以下功能。如圖2場外循環功能框圖所示。（1）權限管理：是指針對各類人員使用平臺系統的權限分級管理功能。包括管理人員權限分級管理、專家級人員權限分級管理、工程技術人員權限分級管理、安全巡檢人員權限分級管理等，人員別類可以自由設定，權限可以按需要授予。權限包括可查詢、可瀏覽、可修改等框定。（2）項目管理：是指針對不同企業、不同現場、不同工程的項目管理流程和管理要求，實現安全管理的項目管理要求，實現項目控制，如進度控制、安全指標控制、安全風險控制、安全質量控制等的智能化管理。（3）數據管理：是指針對系統內的各類數據存儲和備份基本功能上的收集、分類、整理、分析、應用能力。按照管理標準和要求，自動形成報告、報表。可以是綜合性的，也可以是針對性的，可以是階段性的，也可以是實時性的。如年報、季度報、月報、日報；如外腳手架專項報告等等。（4）現場管理：是指針對建筑工程施工現場的智能化管理、標準化管理。施工現場管理是工程管理的重要組成部分，通過對施工現場的安全控制，實現各項安全管理內容的有效監控、安全監控、質量監控。（5）歷史追蹤：是指針對平臺系統的各類活動、系統監控的各類工程、各個施工現場、各類安全設備，直至每一個人、每一個設備、每一個項目組的活動，都具有可回溯的追蹤功能。3.1.2場內循環場內循環是指基于物聯網技術、傳感器技術、有線或無線傳輸技術、計算機技術、終端安巡檢設備等搭建的施工現場內的現場安全管理系統。組網設備包括各類傳感器（傾角計、壓力計、溫度計、風力計等）、現場數據采集設備（以無線傳輸為主）、上聯至企業級服務器和云端服務器的現場級服務器（包括操作終端）等。同樣，無論采用何種軟硬件組網，都應具備以下主要功能。如圖3場內循環功能框圖所示。（1）自動檢測：自動檢測功能是針對各類傳感器、檢測設備功能而言的，要對應不同的安全技術規程、安全技術標準以及安全管理要求，根據施工現場的實際情況，選擇適宜的傳感器或巡檢設備。（2）數據采集：數據采集功能是要求在施工現場內要根據各類設備的傳輸能力，主要是傳輸距離（采用無線傳輸技術時），在施工現場內合理設置數據采集站，保證各數據監測點數據的無漏點準確收集。（3）數據傳輸：數據傳輸能力主要是指兩個方面，一是場內數據的傳輸，二是對上級服務器和云端服務器的傳輸。采用物聯網技術、互聯技術，有線傳輸和無線傳輸通道，實現數據的上下行雙向傳遞，重點工程還應考慮傳輸雙路有備份，確保安全。（4）設備管理：設備管理功能主要是要對現場的各類監控、監測設備進行管理。包括工作狀態、危險預警、故障管理、維修保養管理等內容。（5）歷史追蹤：是指針對平臺系統監控的場內各類活動、各類設備的狀態及質量，都具有可回溯的追蹤功能、預警功能、報表功能等。3.2基于施工現場外腳手架自動監測。對于施工現場外腳手架的安全檢測，按照過程需要檢測搭設過程、使用過程、拆除過程。在搭設過程中重點檢測物料質量、搭設工程質量、人員安全操作行為；在使用過程中，檢測腳手架安全狀態、人員安全操作行為；在拆除過程中主要檢測人員安全操作行為。這里主要探討腳手架安全狀態和人員安全操作行為的自動化檢測。3.2.1外腳手架安全狀態的檢測。檢測內容：對外腳手架的監測項目包括但不限于支架/模板沉降、立桿軸力、桿件傾斜等主要內容。監測點的位置選擇和數量配置，應根據施工現場的具體實勘情況，合理選擇。（1）自動監測支架/模板沉降外腳手架在使用過程中，因施工負荷及雨季雨水沖涮等原因，很容易造成桿底懸空、大橫桿變形、腳手架移位等安全隱患，所以，自動監測支架/腳手架沉降是自動檢測的必選項。應使用無線傳輸的“位移計”對其進行自動監測。（2）立桿軸力自動監測高支模的支架大多采用鋼管構成。長細結構的鋼管，其軸力是影響腳手架結構失穩的重要因素。所以自動檢測立桿軸力也是自動檢測的必選項，應采用高精度的“軸力計”對其進行自動監測。（3）桿件傾斜監測在腳手架使用過程中，支架傾斜是造成腳手架坍塌的主要原因，也是安全自動監測的必選項。應采用高精度的“傾角計”對x軸和y軸兩個方向的傾斜，進行實時監測。當然，根據現場實際情況，還應考慮雨量監測、土壓力監測、錨索拉力監測、風力監測等測量量的自動檢測，全方位覆蓋施工現場。3.2.2主要檢測傳感器的選擇。（1）傾角自動檢測設備主要參數值*測量范圍：±15°*測量軸：X軸和Y軸*分辨率：≤0.01°*響應時間：≤0.005s*平均無故障工作時間≥60000h/次*絕緣電阻：≥100兆歐*防水等級：≥IP65*電池壽命：≥3年，無外部充電時可連續供電1個月以上*供電電壓：9V~36V以內的安全電壓（2）軸壓力檢測設備的主要參數值*額定荷載：70kN以內*工作溫度：-20℃至+65℃*輸入/輸出阻抗：380Ω/350Ω*平均無故障工作時間≥60000h/次*防水等級:≥IP67*供電電壓:6V~24V安全電壓（3）位移自動檢測設備的主要參數值*測量范圍：0~50mm*測量軸：X軸和Y軸*分辨率：0.002mm*絕對精度：0.01mm*響應時間：0.005s*平均無故障工作時間：≥50000h/次*防水等級：≥IP65*電池壽命：≥3年，無外部充電時可連續供電1個月以上4基于施工現場人員操作安全行為的智能巡檢建筑施工現場危險點、危險源多而雜，尤其是施工現場作業人員安全行為的監控，因其動態的變化特征，除現場安全管理人員的檢查外，可以嘗試無人機智能巡檢方式，以便及時監控人的不安全行為，物的不安全狀態。與常規的安全員抽查安全隱患相比，無人機具有飛行速度快，不受地形限制等多種優勢，機上配置的高清攝像頭還可以放大觀察，尤其對于高空作業可進行全程監督，更快發現安全隱患，為安全生產加了一道保險繩。如圖4無人機場外巡檢。

“安全第一，預防為主，綜合治理”，是安全生產的方針，關注安全，關愛生命是必須擔當的責任，不忘使命，牢記初心，安全管理的法制化、標準化、智能化發展，是安全管理永遠不過時的主題。

參考文獻

[1]建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范：JGJ130—2011[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]建筑施工腳手架安全技術統一標準：GB51210—2016[S].北京：中國建筑工業出版社，2016.

作者:黃林寧 陳勝 單位:1.淮安市房屋交易中心 2.淮安市博彥土木工程科學研究院有限公司