一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法与流程

1.本发明属于塔机检测技术领域，具体涉及一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法。


背景技术：

2.塔式起重机(简称塔机)作为一种能够实现垂直和水平运输物料的机械，特别是因其起升高度高、起升重量大、工作幅度大等特点，在建筑业得到了广泛的应用。但是，由于塔机结构较庞大，加之工作环境恶劣，工作负荷量大，极容易出现联接螺栓松动，焊缝结构被削弱，地基出现不均匀沉降等破坏塔机钢结构完好的不良因素，而这些因素往往不容易被人发现，当塔机带着这些安全隐患工作时会造成意想不到的严重后果，轻者财产损失，重者家破人亡，这些都给国家和人民造成了巨大的损失。
3.由于塔机结构复杂，维护费用很高，实际使用过程中定期对塔机进行安全检查需要大量的人力物力，而一般的人员也不具备塔机安全检查的相关技术知识，这就给塔机安检带来了不便，而对塔身钢结构完好状态的检查又是十分必要的。塔机完好状态：即符合国家标准并验收合格的塔机。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对上述存在的不足及实际需要，发明一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法，包括如下步骤：(1)在塔式起重机安装时利用塔式起重机形变监测装置读取塔式起重机塔身底座几何中心点，所述底座几何中心点为空间坐标系的原点；(2)将所述塔式起重机形变监测装置的天线设置在塔式起重机塔身顶部几何中心点；(3)通过塔式起重机形变监测装置采集塔身顶部几何中心点的实时空间坐标；(4)根据塔机空载时塔身顶部几何中心点的实时坐标，计算塔机塔身顶部几何中心点与塔式起重机塔身底座几何中心点的水平距离s；(5)将s与预设的安全阈值r进行比对，判断塔机塔身钢结构健康状态是否安全:若s≥r，则塔机塔身钢结构健康状态不安全；若s《r，则塔机塔身钢结构健康状态安全；其中，(x,y,z)为塔机塔身顶部几何中心实时坐标。
7.进一步，所述塔式起重机形变监测装置安装在塔机驾驶室内，方便与塔机的监控系统连接，实现数据的快速传输和在不安全状态下对塔机进行紧急控制。
8.进一步，步骤2中所述塔身顶部几何中心点为塔身的最高点，通过塔身最高点的偏移量来评估塔身整体钢结构的疲劳度，从钢结构的疲劳度得出钢结构的健康状态。
9.进一步，步骤5中所述r＝h
·4‰
，所述h为独立状态塔身高度或附着状态下最高附着点以上塔身高度，h
·4‰
为行业内认可的安全阈值的计算方式。
10.本发明有益效果：本发明通过测量塔身顶端位移，进而实现了塔机塔身钢结构的运行实时健康状态监测，并通过塔机塔身钢结构健康状态检测装置实现塔机塔身侧向垂直度的测量、显示、报警和记录功能，避免因塔机塔身钢结构变形失稳而导致的塔机事故。
附图说明
11.图1为塔式起重机形变监测装置结构框图。
具体实施方式
12.如图1，一种塔机塔身钢结构健康状态检测装置，包括塔式起重机形变监测装置，塔式起重机形变监测装置安装在塔机驾驶室内。所述塔式起重机形变监测装置，包括gnss流动站、控制器、lora无线传输模块、声光报警器、显示屏和电源设备；还应包括外部设备，如塔机监控主机，所述塔机监控主机是对塔机健康状态实时安全保护监测；所述gnss流动站的天线设置在塔式起重机塔身顶部的几何中心点，并通过rs485通讯线与控制器通信连接，所述控制器通过i/o接口与lora无线传输模块连接，所述lora无线传输模块通过无线方式与塔机安全监控系统连接；所述显示屏和声光报警器设置在塔机驾驶舱内，并与控制器连接；所述电源设备采用30000毫安的电池为控制器和gnss流动站供电；所述控制器包含配置模块、采集模块、管理模块、输出模块和运算模块；所述配置模块用于对采集模块、管理模块、输出模块和运算模块进行配置、管理；所述管理模块对电源设备、声光报警器进行调度；所述gnss流动站自身的天线的坐标通过所述采集模块传输至运算模块，所述运算模块对所述gnss流动站的天线的坐标进行运算后，得出塔式起重机的塔身顶部几何中心点的实时空间坐标，所述输出模块通过lora无线传输模块将塔式起重机的健康状态实时输出至塔机安全监控主机；所述输出模块将塔机健康状态、gnss流动站的天线的坐标等数据输出至显示屏显示。
13.一种塔机塔身钢结构健康状态检测装置，包括如下步骤：(1)在塔式起重机安装时利用塔式起重机形变监测装置读取塔式起重机塔身底座几何中心点，所述底座几何中心点为空间坐标系的原点；(2)将所述塔式起重机形变监测装置的天线设置在塔式起重机塔身顶部几何中心点，塔身顶部几何中心点为塔身的最高点；通过塔身最高点的偏移量来评估塔身整体钢结构的疲劳度，从钢结构的疲劳度得出钢结构的健康状态；(3)通过塔式起重机形变监测装置采集塔身顶部几何中心点的实时空间坐标；(4)根据塔机空载时塔身顶部几何中心点的实时坐标，计算塔机塔身顶部几何中心点与塔式起重机塔身底座几何中心点的水平距离s；(5)将s与预设的安全阈值r进行比对，判断塔机塔身钢结构健康状态是否安全:若s≥r，则塔机塔身钢结构健康状态不安全；若s《r，则塔机塔身钢结构健康状态安全；
其中，为塔机塔身顶部几何中心实时坐标；r＝h
·4‰
，所述h为独立状态塔身高度或附着状态下最高附着点以上塔身高度，h
·4‰
为行业内认可的安全阈值的计算方式。
14.上述实施例涉及硬件型号具体如下：所述gnss流动站采用型号为mm级gnss；所述电源设备采用30000毫安的电池；所述lora无线传输模块采用型号为sx1278；所述显示屏采用hmi组态屏；所述声光报警器采用ys-bj02。
15.本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在塔式起重机安装时利用塔式起重机形变监测装置读取塔式起重机塔身底座几何中心点，所述底座几何中心点为空间坐标系的原点；(2)将所述塔式起重机形变监测装置的天线设置在塔式起重机塔身顶部几何中心点；(3)通过塔式起重机形变监测装置采集塔身顶部几何中心点的实时空间坐标；(4)根据塔机空载时塔身顶部几何中心点的实时坐标，计算塔机塔身顶部几何中心点与塔式起重机塔身底座几何中心点的水平距离s；(5)将s与预设的安全阈值r进行比对，判断塔机塔身钢结构健康状态是否安全:若s≥r，则塔机塔身钢结构健康状态不安全；若s<r，则塔机塔身钢结构健康状态安全；其中，(x,y,z)为塔机塔身顶部几何中心实时坐标。2.根据权利要求1所述一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法，其特征在于，所述塔式起重机形变监测装置安装在塔机驾驶室内。3.根据权利要求1所述一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法，其特征在于，步骤2中所述塔身顶部几何中心点为塔身的最高点。4.根据权利要求1所述一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法，其特征在于，步骤5中所述r＝h
·4‰
，所述h为独立状态塔身高度或附着状态下最高附着点以上塔身高度。

技术总结
本发明公开一种塔机塔身钢结构健康状态检测方法，包括如下步骤：(1)在塔式起重机安装时利用塔式起重机形变监测装置读取塔身底座几何中心点，底座几何中心点为空间坐标系的原点；(2)将所述塔式起重机形变监测装置的天线设置在塔式起重机塔身顶部几何中心点；(3)通过塔式起重机形变监测装置采集塔身顶部几何中心点的实时空间坐标；(4)计算塔机塔身顶部几何中心点与塔式起重机塔身底座几何中心点的水平距离S；(5)将S与预设的安全阈值R进行比对，判断塔机塔身钢结构健康状态是否安全。本发明通过对塔机塔身顶部实时监测，进而实现了塔机塔身钢结构的运行实时健康状态监测，避免因塔机塔身钢结构变形失稳而导致的塔机事故。因塔机塔身钢结构变形失稳而导致的塔机事故。因塔机塔身钢结构变形失稳而导致的塔机事故。


技术研发人员：李长国 林永 黄志祥 刘阳国 姜小戈 黄宇 左仁锋 梁志明 朱宝智 张瑜 李镇弘 吴盛伟 崔冬禹 罗琳 覃怡斐 米小丽 陆权丰 申超胜 廖扬起 易诗焱 刘宣佑 杨凯翔 何玮明 林铁坤 钟宇明 周永飞 刘金龙 张子棋
受保护的技术使用者：广西建工智慧制造研究院有限公司 广西建工积健建材制造有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/4/12