Best Practice Standards and Methodology for Crane Operator Training—A Global Perspective

Crane operators control mobile or stationary cranes to lift, move and place objects at locations such as building and construction sites, wharves and shipyards. This activity occurs all over the world and is a high risk task with many noted examples of serious incidents and accidents. There are identifiable key causes that have been noted through analysis of the well documented cases and many of these causes are preventable through effective training programs. Internationally, there are not currently consistent approaches to crane operator training program content or duration. Leading causes of crane accidents are firstly discussed and identified as areas for inclusion in training programs. A number of current training approaches from a range of countries are then considered and these are used to outline the basis of a generic competency standard for crane operation, as it was found that there are not common standards in place. The proposed competency standard can be adapted by training regulators, training providers, government agencies, industry bodies and enterprises as a benchmark for the development of effective training programs.

融合Unity3D的缆索起重机安全运行数字孪生模型构建方法

为降低缆索起重机(下文简称为缆机)运行的安全风险,分析缆机运行流程,提取缆机安全运行知识语义,通过物联网技术获取实时数据,利用3DS Max软件构建大坝缆机运行初始场景,实现孪生模型三维可视化,将模型导入Unity3D引擎,使用高清渲染管线对模型进行渲染,改善视觉效果,编写C#脚本对缆机运行全过程进行安全模拟仿真。研究结果表明:应用本文所构建的缆机安全运行数字孪生模型监测隐患与故障,综合准确率达到96.7%,可有效实现缆机运行过程的安全监控、参数化控制以及可视化展示。研究结果可为缆机施工过程的安全控制提供技术支持。

基于无基准动态位移监测的江苏某高桩码头变位特征与安全预警

高桩码头服役环境复杂,船舶与门机等可变荷载作用下结构变位安全问题突出。然而,高桩码头通常不具备参照基准,且在离岸严苛条件下服役是常态,动态位移监测成为挑战。采用码头无基准动态位移监测技术,对江苏某高桩码头进行实时位移监测。详细分析门机作业和船舶撞击条件下码头位移响应规律,基于码头适用性、安全性提出该码头的两级预警指标。结合数值仿真计算,提出该码头不同吨级船舶靠泊建议。研究表明:门机的作业位置是影响码头位移响应大小的直接因素。码头第一结构段在船舶撞击作用下,因引桥等边界条件的影响,导致A_(2)监测点的位移响应在X、Y方向上均较大。一级预警指标由码头主要荷载作用组合的最大值推算,位移响应值为15.39 mm。二级预警指标由混凝土抗拉极限应力值为评判标准,位移响应值为19.14 mm。相应地,1万吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.19 m/s, 5 000吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.22 m/s。

门式起重机巡检机器人强风作业稳定性分析

磁吸附爬壁机器人在代替人工完成造船门式起重机表面缺陷检查过程中,风载荷对机器人的影响不能忽视。以造船门式起重机和爬壁机器人为对象,对突发强阵风下门式起重机的风场特性、爬壁机器人风载稳定性进行了研究。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)及流固耦合分析方法,结合现场实测数据,分析近海风场环境下门式起重机的风压风速分布特征并计算瞬态动力响应;之后,构建爬壁机器人力学稳定性分析模型,得到极限风载条件下的机器人最小磁吸附力阈值条件;最后,开展门式起重机-爬壁机器人风振稳定性分析。结果表明,该爬壁机器人在7级风及以下能够安全作业,并为未来同类型机器人提供吸附安全性设计依据。

港口起重机吊臂变形预警系统

针对港口起重机吊臂变形造成的经济损失和不良影响,设计了一种吊臂变形预警系统,可以实时检测吊臂变形情况,向外输送变形数据。当变形量数据大于设定的报警阈值时,中央控制器会输出信号,启动声光预警并在LED屏上显示警情,通知周边施工人员和港口起重机驾驶人员有起重机吊臂断裂风险,提醒周边人员疏散,从而降低事故人员伤亡率,提高安全生产率。

采用WSR方法论的塔吊坍塌事故安全评价方法

为提高塔吊安全管理效率,采用物理-事理-人理(WSR)方法论构建塔吊坍塌事故安全评价体系。从物理层面基于塔吊的结构组成视角分析塔吊坍塌的主要风险致因;从事理层面梳理塔吊坍塌事故发生的内在机理,并建立塔吊坍塌事故树模型;从人理层面提出塔吊坍塌关键风险因素的应对措施;通过实例论证安全评价模型的可行性。研究结果表明:保护装置失效是塔吊坍塌事故树模型中最关键的风险因素,其关键重要度为51.14%,加强塔吊设备安全隐患巡查、规范塔吊作业人员行为和优化塔吊运行安全监管能有效降低人不良思想和行为造成的物理风险。

桥式起重机主梁取消拱度的安全设计范围分析

桥式起重机主梁拱度取消对于节约成本和自动化作业具有十分重要的意义。通过有限元法搭建桥式起重机主梁模型更接近于实际工况,对于不同吨位,不同系列主梁,采用有限元计算,过程会过于繁琐,必然产生重复劳动,耗时耗力且浪费资源。这里采用耦合有限元方法的响应面方法搭建主梁预测理论模型,避免了利用有限元软件进行重复计算,为主梁模型直接提供显性目标函数。进一步开展了主梁传递路径分析和取消拱度安全预测的初步实验,并对一定误差范围内预测函数的正确性进行验证。研究结果为桥式起重机快速发展和装备更新换代提供理论支持。

塔吊作业事故关联规则挖掘及贝叶斯建模分析

为探究塔吊作业安全风险,深入挖掘事故特征,明确塔吊作业事故成因机制,提出了一种基于Apriori算法关联规则挖掘的改进朴素贝叶斯网络结构,采用数据驱动的方式训练模型,提升塔吊作业事故推理的效率和精度。通过诊断推理得出,塔吊倒塌事故多由物因缺陷造成,高处坠落事故多由人因缺陷造成,吊物伤人事故多由物因缺陷和不良环境共同造成。通过因果推理对诊断结果进行了验证,表明该模型可在设定条件及场景下有效进行事故推理分析。

基于计算机视觉的塔吊危险区域入侵预警

为解决建筑施工中塔吊作业存在的危险区域识别场景复杂的问题,利用计算机视觉技术,提出一种塔吊危险区域入侵预警方法。该方法结合塔吊危险区域动态判定和计算机视觉检测施工现场人员安全帽、安全带佩戴情况以及塔吊下方人员意外入侵,同时,在YOLOv5算法基础上修改注意力模型,并开发窗口交互式检测软件。结果表明:人的入侵行为和安全防护装备在模型中的识别准确率均达85%以上,具有较高准确度。该方法可在塔吊施工场景下进行有效应用,将塔吊固定式危险区域划分为动态塔吊危险区域,并实时监测人员意外入侵及预警。

在用造船门式起重机安全评估方法研究

针对在用造船门式起重机的常见故障和安全问题,结合造船门式起重机的结构特点和工作原理,研究确定了在用造船门式起重机的安全评估原则、评估方法和流程。根据对造船门式起重机的历史情况进行核查,对起重机现状进行检验与试验,结合状态监测进一步分析,进行起重机的综合安全状态评估,并预测后续使用对安全作业的影响。为有关单位实施在用造船门式起重机安全评估工作,提供了技术依据。

建筑工程中塔式起重机群塔作业安全管理研究

文章从合理布置塔机平面、确定塔机垂直高度等方面阐述了塔式起重机群塔作业安全管理要点,并提出重视群塔作业期间安全管理、确保塔机安装与调试工作落实到位、加大人员作业安全管理力度等措施,以保证塔机使用安全,提高塔式起重机群塔作业的安全管理水平,为建筑工程高质量施工提供基础保障。

智能塔式起重机技术分析

智能塔式起重机技术作为现代建筑和工业工程中的关键设备,随着智能化与自动化技术的发展,逐渐在提高作业效率、增强操作安全性和优化能耗等方面展现出显著优势。本研究对智能塔式起重机的核心技术进行了系统分析,重点探讨了智能化操作系统、防摇摆技术、电动机拖动系统的智能化改进,以及多传感器信息融合技术的应用。研究表明,智能塔式起重机通过集成先进的控制算法与传感器技术,实现了更高精度的操作控制和更强的自主决策能力,为复杂作业环境中的高效、安全施工提供了有力支持。

基于云模型和DEMATEL-CRITIC的起重机金属结构安全评估

文中针对起重机金属结构安全评估过程中存有模糊性与随机性的问题,提出了基于云模型和DEMATEL-CRITIC的分级安全评估方法。以云模型相关理论为基础,利用正态云模型得出各评估指标于不同安全评估等级的隶属度,以实现模糊概念的随机表示。采用DEMATEL和改进的CRITIC方法生成可信度更高且兼顾主客观的综合权重,计算得出各评估结构综合隶属度,进而确定整机金属结构的安全等级,综合评价了起重机的安全状态。通过案例分析验证了该方法的准确性和有效性,为起重机金属结构安全评估提供新方法。

桥式起重机智能安全监测系统研究与应用

文中针对某重型特机基地部分在用桥式起重机存在的作业人员工作量大、人员需求多、工作效率低等问题,对该基地2号厂区总装车间的4台通用桥式起重机进行了智能安全监测。该系统通过传感器获取各类监测信息,利用STM32F103VET6系列单片机对信息进行采集分析;基于HC12系列无线通信技术构建无线通信网络平台,实现了监测数据的无线传输。通过物联网模块与工业云进行数据交互,以WEB网页端、手机APP端为远程监测平台,实现了通用桥式起重机的实时运行状态监测、故障报警提醒、历史数据记录和存储等功能。该系统具有界面友好、安全可靠、应用广泛、稳定性强等特点,适用于各种类型桥门式起重机的安全监测,具有较强的通用性和实用性。

基于激光雷达的汽车起重机近电作业预警技术

为了解决汽车起重机在施工现场中靠近带电线路导致危险情况发生的问题,文中提出了一种基于激光雷达的近电距离预警方法,创新性地采用DBSCAN聚类算法和RANSAC随机抽样一致算法,基于空间直线距离计算方法实时监测并计算起重机吊臂吊钩与施工现场中带电线路之间的距离;通过实时显示预警距离和声音报警,为操作人员提供直观、准确地现场信息,有效提高了起重机作业的安全性,并保障了人员和设备的安全。同时,该方法对推动汽车起重机行业的智能化、精细化发展具有重要意义。

考虑悬链线形状的起重机安全绳设计要点研究

履带起重机安装作业时,为降低作业人员高空作业的安全风险,按照高空作业规范要求,应增加高空作业保护措施。在起重机臂架增加安全绳是一种有效的方法。起重机臂架安全绳是一种悬链线结构,针对起重机臂架安全绳设计要点,本文通过建立悬链线方程模拟安全绳形状。并以悬链线理论为基础计算安全绳两端的受力,为安全绳两端的支撑结构提供受力分析和结构设计的理论支撑,尤其是考虑集中载荷作用下的悬链线方程具有实际工程应用的普适性。

水电站生态调度操作门机动力学分析与安全性评价

水电站生态调度操作门机受到耦合动力学、欠驱动、作业环境等因素的影响,其结构的振动和有效载荷的摆动会产生结构破坏并影响整机稳定性与作业精度.基于模态综合法和有限元法分别建立带轨道的门架结构降阶模型和绳索结构有限元柔性体模型,利用虚拟样机建模技术,搭建操作门机刚柔耦合动力学模型,分析了小车运行速度和加速度、起升重量、绳索摆长等参数对有效载荷摆动以及门架结构振动的影响.同时,选取结构性能指标和动力学性能指标,通过安全指标雷达图动态评价了操作门机的安全性.研究结果表明:小车运行速度和加速度对主梁水平位移的影响明显大于对垂直位移的影响;主梁的最大应力幅值与起升重量成正比;有效载荷的残余摆动和主梁的水平位移幅度范围正相关于绳索摆长的大小.操作门机动力学分析与安全性评价方法为这类门式起重机的使用与维护提供了参考.

门式起重机常见故障及防范策略研究

该文主要以某油田企业通用门式起重机为例,基于FMEA分析工具对门式起重机的故障模式进行分析,然后有针对性地提出故障防范措施,可有效提升门式起重机安全管理和故障预防效率。文中引入风险系数这一概念,对某一固定时间内起重机发生故障的次数进行统计,整理出各个故障的风险系数,在此基础上建立主要故障模式,对故障发生后果的严重性、发生的可能性和可检测性进行定量分析。利用故障模式分析,可将起重机故障进行量化管理,重点监测和管控风险系数较高的故障模式,然后有针对性地进行工艺改进和维修保障,最大程度地降低起重机故障发生频率,为企业高效生产提供基础保障。

煤矿单轨吊运人车辆结构安全分析及优化研究

以DC260/160Y单轨吊为研究对象,介绍一种基于有限元分析的煤矿单轨吊运人车辆结构安全分析及优化方法。首先,以运人车辆形状、规格尺寸、材料特性等参数为依据,利用Solidworks软件构建出相应的有限元模型,将该模型导入到ANSYS软件内后,自动对运人车辆结构静力学特性予以分析,以此寻找出原运人车辆结构中的薄弱点,进而以此为基础对运人车辆结构进行优化。通过优化后运人车辆应用情况的观察可以发现,优化后运人车辆出现损伤的概率明显下降,应将有限元分析推广到单轨吊运人车辆结构设计与优化当中。

基于起重机安全对起重机附着应用的技术研究

建筑行业对起重机的高度要求愈发增多,起重机附着技术是解决起重机高度问题的关键。起重机超过最大独立高度时,需要增加附墙杆件,以便可从固定附墙杆件的结构上得到能够保证塔身钢结构的长细比,其能稳定塔身的钢结构保持平衡且不至于失稳的技术。研究以某工程为例,对起重机附着高度、附着次数、起重机与附着点的相对位置、采用的附着形式及附着角度等方面进行了研究,并针对不同问题进行了分析,并提出对应的施工最优解,以期为类似起重机附着安全工程提供参考。