一种高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置及其预警方法

摘要

本发明公开了一种高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置，包括固定安装在悬挑梁或卸料平台端部的可调底座以及设置在可调底座上的报警器，所述报警器包括安装壳体以及设置在安装壳体内的倾侧开关、报警器开关以及报警提示机构，所述倾侧开关的引脚通过线路与报警器开关连接，所述报警器开关通过线路与报警提示机构连接，在所述可调底座和安装壳体上分别设置有水准器。通过将本发明安装于悬挑梁或卸料平台端部，使报警器内的倾侧开关变化角度与悬挑梁或卸料平台挠度变化一致，实现了当悬挑脚手架或卸料平台受到超过方案的荷载时会触动倾侧开关触发报警器，从而有效解决了高层、超高层建筑悬挑脚手架或卸料平台安全实时监控的难题。

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种高层建筑型钢悬挑脚手架、 卸料平台挠度安全监控预警装置及其预警方法。

背景技术

悬挑脚手架支座一般采用悬挑型钢、杆件式析架或三角架作为上部脚手架 架体支座，上部结构为有扣件连接形成的钢管空间体系或门式构件形成的空间 体系，支座的悬挑端设置斜拉钢丝卸荷，作为脚手架整体稳定性的安全储备； 悬挑式外脚手架，是利用建筑结构外边缘向外伸出的悬挑结构来支承外脚手架， 将脚手架的荷载全部或部分传递给建筑结构；悬挑脚手架的关键是悬挑支承结 构，他必须有足够的强度、稳定性和刚度，并能将脚手架的荷载传递给建筑结 构。

悬挑脚手架或卸料平台虽在我国的应用越来越广泛，但其相关计算理论却 尚不完善。因悬挑脚手架或卸料平台属于临设构架，所以对其研究的重视程度 就不如永久性构架(永久性建筑物与构筑物)，而且悬挑脚手架或卸料平台在实 际搭设使用中存在的材料质量差异、施工技术人员操作不确定性、构架布局的 复杂性与荷载变化等多方而因素，使得实验室中模型与现实情况存在较大误差. 因此，研究人员往往要对其假定模型的研究结果做大量反复的修正工作。此外， 我国施工条件相对于国外而言还较为落后，导致目前施工企业在实践中不可能 大规模进行现场实验，现场实验数据获取十分有限。所以历年来施工技术人员 只有根据现场施工经验与规范的相关要求，来不断总结完善悬挑脚手架计算理 论。

中华人民共和国住房和城乡建设部安全生产管理委员会办公室发出《2015 年10月房屋市政工程生产安全施工情况通报》通报中指出10月份全国生产事 故28起，造成35人死亡；1-10月份全国发生房屋市政工程生产较大事故17起， 造成69人死亡。

以建筑面积5万平米的工程(管理人员20人)为例，若出现悬挑架倾或卸 料平台覆事故，造成1人死亡1人受重伤。按照《中华人民共和国安全生产法》 92条：发生一般事故的，处一年年收入30％的罚款和20万以上50万以下的罚 款。同时按《生产安全事故报告和调查处理条例》罚款处罚规定第12条：没有 贻误事故抢救的，处100万以上200万以下的罚款，第14条事故发生单位对造 成3人以下死亡，或者3人以上10人以下重伤(包括急性工业中毒)，或者300 万元以上1000万元以下直接经济损失的事故负有责任的，处10万元以上20万 元以下的罚款。

其次，停工还会造成每月16.6万元设备材料租赁费和管理费20×每月工资 (成都建筑业平均工资3800)＝7.6万元。以及不可估量的其它损失。

直接经济损失表

目前，一般项目没有有效的针对悬挑架或卸料平台坍塌、倾覆的预警方法， 现有通常采用应力测试法来进行监控，其具体为：首先要完成工字钢的打磨， 然后安装电阻应变片，再来连接仪器设备、采集数据、数据分析，监控施工逻 辑顺序是完成到开始，即一个工作完成后才能开始后面的工作，无法优化工期， 并且若要达到实时监控，必须要求仪器及人员连续运转，且成本较高。若采用 桥梁工程中使用的摄影测量技术或振兴测量法成本更高且效果还不明显。

以下为采用应力监控的经济效益分析表：

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够监控并提前对高 层及超高层失稳的悬挑脚手架或卸料平台发出警报，有效避免悬挑脚手架或卸 料平台因扰度变形而导致失稳倾塌而造成严重施工事故的高层建筑型钢悬挑脚 手架、卸料平台挠度安全监控预警装置及其预警方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平 台挠度安全监控预警装置，其特征在于：包括固定安装在悬挑梁或卸料平台端 部的可调底座以及设置在可调底座上的报警器，所述报警器包括安装壳体以及 设置在安装壳体内的倾侧开关、报警器开关以及报警提示机构，所述倾侧开关 的引脚通过线路与报警器开关连接，所述报警器开关通过线路与报警提示机构 连接，在所述可调底座和安装壳体上分别设置有水准器。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其所述可调底座上设置的水准器为水准圆气泡，所述安装壳体内设置的水准器 为横水准管。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其所述倾侧开关与横水准管沿其轴向布置地方向与悬挑脚手架悬挑梁或卸料平 台向外延伸的方向一致。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其在所述倾侧开关一侧对应设置有用于调整倾侧开关倾斜度的角度设置盘。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其在所述安装壳体上方设置有防护壳，在所述防护壳上、朝向太阳照射的位置 设置有太阳电池板，所述太阳电池板与设置有安装壳体内的电源连接，所述电 源与充电接头连接。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其所述报警提示机构包括声光发生器和报警信号发射器，所述报警信号发射器 将报警信号发送至控制终端，所述控制终端发送报警及处理方法到管理人员的 接收设备。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其所述可调底座包括固定底座和安装座，所述固定底座通过微调角螺旋与安装 座连接，所述固定底座固定安装在悬挑梁挑出部分的端部，所述报警器安装在 安装座上，所述水准圆气泡设置在安装座的上端面。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其在所述安装座上设置有多个安装孔，在所述安装壳体底部设置有多个与安装 孔对应配合的凸起部，所述安装壳体的凸起部穿过安装座上的安装孔与可调底 座可拆卸式连接在一起。

本发明所述的高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置， 其在所述凸起部下部设置有环槽，所述凸起部穿过安装座和固定底座后，通过 设置在固定底座底部凹槽内的卡紧结构卡接在凸起部的环槽内，使安装壳体与 可调底座连接在一起。

一种高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置的预警方 法，其将预警装置安装于悬挑梁或卸料平台的端部位置，确保报警器中倾侧开 关的倾侧位移方向与悬挑脚手架悬挑梁或卸料平台向外延伸的方向一致，使倾 侧开关变化角度与悬挑梁或卸料平台扰度变化一致，当悬挑梁、卸料平台在受 到荷载应力发生变形达到通过计算和实验应正得到的预警值时，触发倾侧开关 开启并发出警报。

通过将本发明安装于悬挑脚手架的悬挑梁或卸料平台端部，使报警器内的 倾侧开关变化角度与悬挑梁或卸料平台挠度变化一致，实现了当悬挑脚手架或 卸料平台受到超过方案的荷载时会触动倾侧开关触发报警器，从而有效解决了 高层、超高层建筑悬挑脚手架或卸料平台安全实时监控的难题，降低了高空监 控作业的施工难度，有效避免了悬挑脚手架或卸料平台因扰度变形而导致失稳 倾塌而造成的严重施工事故。本发明结构简单，易于操作，且制作成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中报警器的结构示意图。

图3是本发明中可调底座的结构示意图。

图4是本发明中可调底座与报警器可拆卸式连接的结构示意图。

图中标记：1为可调底座，2为报警器，3为安装壳体，4为倾侧开关，5为 报警器开关，6为水准圆气泡，7为横水准管，8为角度设置盘，9为防护壳，10 为太阳电池板，11为充电接头，12为声光发生器，13为报警信号发射器，14 为固定底座，15为安装座，16为微调角螺旋，17为安装孔，18为凸起部，19 为环槽，20为线路。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，一种高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控 预警装置，包括固定安装在悬挑梁或卸料平台端部的可调底座1以及设置在可 调底座1上的报警器2，所述报警器2包括安装壳体3以及设置在安装壳体3内 的倾侧开关4、报警器开关5以及报警提示机构，所述倾侧开关4的引脚通过线 路20与报警器开关5连接，所述报警器开关5通过线路20与报警提示机构连 接，在所述可调底座1和安装壳体3上分别设置有水准器，在本实施例中，所 述可调底座1上设置的水准器为水准圆气泡6，所述安装壳体3内设置的水准器 为横水准管7。

其中，所述倾侧开关4与横水准管7沿其轴向布置地方向与悬挑脚手架悬 挑梁或卸料平台向外延伸的方向一致，在所述倾侧开关4一侧对应设置有用于 调整倾侧开关倾斜度的角度设置盘8，在所述安装壳体3上方设置有防护壳9， 在所述防护壳9上、朝向太阳照射的位置设置有太阳电池板10，所述太阳电池 板10与设置有安装壳体3内的电源连接，所述电源与充电接头11连接；所述 报警提示机构包括声光发生器12和报警信号发射器13，所述报警信号发射器13 将报警信号发送至控制终端，所述控制终端发送报警及处理方法到管理人员的 接收设备。

如图3所示，所述可调底座1包括固定底座14和安装座15，所述固定底座 14通过微调角螺旋16与安装座15连接，所述固定底座14固定安装在悬挑梁挑 出部分的端部，所述报警器2安装在安装座15上，所述水准圆气泡6设置在安 装座15的上端面。如图4所示，在所述安装座15上设置有三个安装孔17，在 所述安装壳体3底部设置有三个与安装孔17对应配合的凸起部18，在所述凸起 部18下部设置有环槽19，所述凸起部18穿过安装座15和固定底座14后，通 过设置在固定底座14底部凹槽内的卡紧结构卡接在凸起部18的环槽19内，使 安装壳体3与可调底座1可拆卸式连接在一起。

一种高层建筑型钢悬挑脚手架、卸料平台挠度安全监控预警装置的预警方 法，将预警装置安装于悬挑梁或卸料平台的端部位置，确保报警器中倾侧开关 的倾侧位移方向与悬挑脚手架悬挑梁或卸料平台向外延伸的方向一致，使倾侧 开关变化角度与悬挑梁或卸料平台扰度变化一致，当悬挑梁、卸料平台在受到 荷载应力发生变形达到通过计算和实验应正得到的预警值时，触发倾侧开关开 启并发出警报。

在实际应用中，首先按照工程现场悬挑脚手架或卸料平台搭设方案，计算 悬挑梁或卸料平台受力荷载阶段极限，然后根据计算值设置报警器触发警报角 度值，最后现场安装本发明的预警装置。

现场在悬挑脚手架上安装本发明预警装置的具体安装步骤是：

1.定位准备

a、在外立杆和防护架搭设完毕后方可进行该装置的安装作业。结合工程实 际、型钢悬挑脚手架专项施工方案以及ANSYS数值模拟分析结论等制定型钢悬 挑脚手架安全监控方案以确定安全监控部位。

2.监控部位宜挑选平整、无污染的工字钢，若工字钢表面状况不够理想， 应打磨至光滑平整。工字钢的铺设应确保平直、位置准确，监控人员应准确完 成监控点的定位标记，按安全监控方案调整报警器的倾侧开关角度以确保报警 器的倾侧位移方向与工字钢在同一条直线上。

3.仪器安装

a、可调底座的固定底座采用强磁连接，在预警装置安装完毕后，用尼龙绳 或铁丝进行附加安全加强处理，确保其与工字钢可靠固定到悬挑梁端部，确保 无坠落发生。

b、采用水平移动方式将可调底座精确安装到定位点。

c、可调底座安放调试完成后，安装报警器和防护壳。

4.仪器调试

a、初平：观察水准圆气泡，左右手同时转动两个微调角螺旋，并且两拇指 移动方向相向，左手大拇指方向与水准圆气泡的气泡移动方向相同，直至水准 器气泡对准中心点。

b、终平：当水准圆气泡对重后，再调节微调角螺旋让报警器内的横水准管 气泡对中。

c、精确调整太阳能接收报警器的角度方向，确保倾侧开关变化角度与型钢 挠度变化一致。

d、设置安全绳，防止仪器意外坠落。

5.安全监控

a、预警器装置的安装调试过程中，监控人员应随时系好安全带，确保人员 安全。

b、制定实时安全监控方案，安排专职监控人员定时、定点、多方式(实地 巡查、望远镜远程监控等)实时监控现场情况。

1)实地巡查：指定专人每天定时前往实时安全监控地点查看该预警装置是 否处于安全状态，报警器是否被现场杂物(混凝土、木方、钢管等)、人员破坏。

2)望远镜远程监控：夜间、雨天等特殊情况，可使用望远镜远程监测报警 器报警系统是否启动。

3)如遇浇筑混凝土等施工荷载突增的情况，宜采用实地巡查和望远镜远程 监控相结合的方式进行实时监控。

c、制定型钢悬挑脚手架安全监控预警系统-预警系统启动应急预案。预警 系统一旦启动，应立即停止该型钢悬挑脚手架作业面上的一切生产活动，撤离 上面的所有作业人员；第一时间通知项目经理和其他管理人员以及公司和相应 须报告的上级部门，按照预警系统启动应急预案制定的相关措施，制定有效方 案，消除安全隐患。

d、针对雷雨大风等特殊天气、国家法定节假日，应制定专门的安全应急预 案且配备专门的应急小组；制定值班表，值班期间现场小组成员应加强监控， 电话值班人员应保持24小时电话畅通如遇突发状况应第一时间前往现场。

报警和处理情况：

当悬挑架受到超过方案的荷载时会触动倾侧开关触发报警器。报警器红色 警报灯会闪烁同时发出警报信号给终端，终端会发送警报及处理方法到管理人 员手机APP，管理人员按照应急预案进行处理。

采用本发明的预警装置可同时对多根工字钢同时安装，安装工艺简便，可 实现实时自动监控，即可以较好的节约人力及设备成本，又能有效起到悬挑架 坍塌、倾覆前预警作用，避免出现人员伤亡和财产损失。本发明调试方法简单， 成本低、可随外架搭设同步安装、工期短。

以下为采用本发明的经济效益分析表：

与现有监控方法比较之下，本发明更为经济方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。