引言
随着我国经济建设的不断发展，我国在工程机械领域的装备制造水平不断提高，各类大型、超大型设备（如大型风电机组、超重型矿山设备等）在我国的应用越来越广泛，并形成了以大型设备为核心的产业链，带动了我国工程机械产业的快速发展。但在大型设备制造、安装和使用过程中，还存在着一系列影响施工安全与效率的问题，其中较为常见的是塔机起重臂组件与塔机本体间位置偏差问题。因此，有必要研究基于现代检测仪器与数字化辅助技术的精准对接技术，以实现大型设备制造、安装和使用过程中问题的快速定位与精准对接，为相关工程提供借鉴与参考。
一、组装偏差的产生原因分析
目前，对塔机起重臂组件与塔机本体间位置偏差产生的原因进行了较多的分析和总结，主要有以下几个方面：塔机起重臂组件与塔机本体的制造误差：包括尺寸、公差及形位公差等。塔机起重臂组件与塔机本体装配后的焊接变形：包括焊接残余应力、焊缝开裂、焊接变形等。塔机起重臂组件与塔机本体的装配偏差：包括装配过程中的定位误差、装配后的几何位置偏差、装配过程中的形位公差等。现场安装和使用过程中的人为因素：包括施工现场的测量误差、安装操作不当、设备故障等[1]。
二、组装偏差对塔吊安全与性能的影响
在实际工程施工过程中，若起重臂组件与塔机本体间的组装偏差过大，不仅会造成塔机的自重和起升力矩等参数指标不达标，严重时还可能导致塔机无法正常运行，甚至发生倒塌事故。因此，有必要研究起重臂组件与塔机本体间位置偏差的问题排查与精准对接技术。根据上述分析可知，塔机起重臂组件与塔机本体间位置偏差是导致塔机安全性能不达标的重要原因。为提高起重臂组件与塔机本体间的位置精度，有必要研究基于现代检测仪器与数字化辅助技术的精准对接技术。而研究精准对接技术的基础是要能够快速、准确地实现起重臂组件与塔机本体间的精准对接[2]。
三、组装偏差问题的排查方法
3.1传统排查方法及其局限性
传统的问题排查方法主要有：⑴目测法：观察起重臂组件与塔机本体的外观状态，以此来判断是否存在装配偏差。但该方法存在较大的局限性，不能全面地反映起重臂组件与塔机本体间的实际情况，且操作过程相对繁琐。⑵激光测量法：利用激光准直仪，将激光光束对准起重臂组件与塔机本体，检测其相对位置、几何形状、形位公差等信息，以判断是否存在装配偏差。但该方法存在测量成本高、测量效率低的缺点。⑶全站仪测量法：利用全站仪测量起重臂组件与塔机本体间的位置偏差，并将其结果记录下来[3]。
3.2现代检测仪器与数字化排查技术
随着科学技术的不断发展，现代检测仪器的种类和数量日益增多，利用其对装配偏差问题进行排查已成为一种重要手段。通过现代检测仪器的使用，可有效排查出起重臂组件与塔机本体间存在的装配偏差问题。而在当前数字化技术快速发展的背景下，数字化辅助对接技术已成为一种有效的装配偏差问题排查手段，可利用 BIM技术对装配过程进行模拟与分析，并将其结果直接反馈到现场安装和使用过程中，从而实现装配偏差问题的快速定位与精准对接。因此，基于现代检测仪器与数字化辅助技术的精准对接技术是一种有效解决组装偏差问题的方法。
3.3关键环节与易发问题点识别
对于塔机起重臂组件与塔机本体间的装配偏差问题，可采用现代检测仪器与数字化辅助技术进行排查。但对于在装配过程中容易出现的问题点，仍需采用传统的排查方法进行排查，其主要表现为：⑴安装前对塔机起重臂组件与塔机本体间的装配偏差问题应予以重视。⑷在安装过程中应采用科学合理的装配工艺，并采用先进的检测仪器对吊装过程中的各种问题进行及时有效地监测与反馈，以确保吊装工作安全、有序地完成。
3.4排查流程与案例分析
流程梳理：围绕关键节点，梳理出每个工序可能存在的问题，将问题点按照问题出现的先后顺序排列，形成排查清单。案例分析：以起重臂回转中心轴线与塔吊支腿轴线为基准，依据各工序关键尺寸及偏差值进行问题点分析。排查结论：在起重臂回转中心轴线与塔吊支腿轴线之间的偏差超过3 mm时，可判定为回转中心轴线与塔吊支腿轴线存在偏差，而出现此问题的原因可能是：塔身与起重臂的吊装过程中安装时发生碰撞造成吊装偏差；施工前未进行有效的验收造成安装偏差；塔机吊装过程中未进行有效地监控造成安装偏差[4]。
四、起重臂精准对接技术研究
4.1精准对接技术的理论基础与发展现状
目前，在塔机起重臂组件与塔机本体间的装配偏差问题排查中，主要通过现代检测仪器对塔机起重臂组件与塔机本体间的几何位置偏差进行检测，并将其结果直接反馈到现场安装和使用过程中，从而实现塔机起重臂组件与塔机本体间的精准对接。但由于现代检测仪器种类和数量较多，且不同的检测仪器对检测精度要求不一，因此在实际应用过程中仍存在一定的局限性。而随着科学技术的不断发展，现代检测仪器在质量控制方面具有更高的精度要求和更广的适用范围，因此可利用其对装配偏差问题进行快速、精准的排查。
4.2数字化辅助对接技术（如激光测量、全站仪、BIM等）
在塔机起重臂组件与塔机本体间的装配偏差问题排查中，可利用数字化辅助技术对装配过程进行模拟与分析，并将其结果直接反馈到现场安装和使用过程中，从而实现塔机起重臂组件与塔机本体间的精准对接。同时，也可利用数字化辅助技术对装配过程中的各种问题进行及时有效地监测与反馈，以确保装配过程的安全性、可靠性和高效性。
4.3组装辅助工装及设备应用
基于施工现场实际，通过在钢结构平台上增设夹具、工装和测量装置，实现吊运过程中吊装工具的固定和吊装的精确定位。安装过程中，利用测量工具实时测量起重臂在组装过程中的空间位置，当偏差超过一定范围时，自动报警并停止吊装。通过吊具与吊耳的自动调节装置，使其始终保持在平衡位置，并能在不同的施工工况下灵活调节吊耳与吊臂之间的空间位置。通过测量装置对不同安装阶段的起重臂进行测量，并将其转换为三维坐标进行分析，实时掌握起重臂在安装过程中的空间位置变化，为吊装定位提供数据支撑。
4.4精准对接流程与关键技术要点
对接时，当吊钩距起重臂端部距离小于0.5m时，停止对接。然后将吊钩松开，使吊钩在起重臂上自由转动。操作人员通过观察吊钩的转动位置，找出与起重臂间的最大相对空间位置，并根据其空间位置用辅助工装进行调整。当吊钩接近起重臂时，操作人员应及时控制吊钩受力，使起重臂与吊钩同步转动，使其完全对准。然后将吊钩受力降至零后，操作人员应立即用辅助工装对起重臂进行调整，以保证起重臂在对接过程中无变形和位移。当吊钩完全对准后，操作人员应及时用辅助工装将吊钩受力降至零并用辅助工装进行调整，直至完全对准。如仍不能对准，操作人员应立即停止对接，并采取必要措施以消除误差。最后，根据装配图调整起重臂和吊钩，并对其进行试装。在此过程中应注意：（1）在对接前，必须对吊钩受力和起重臂的对接空间位置进行精确测量；（2）对接过程中应随时监控吊钩受力、起重臂的空间位置等变化情况，并及时调整辅助工装以消除误差；（3）当吊钩受力降至零后，应立即用辅助工装调整起重臂，并保证对接空间位置准确无误；（4）对接后的起重臂在试装时，操作人员应对其进行全面检查，并做好记录工作。通过对上述关键技术的研究与应用，吊装前的对接偏差得到了有效控制。
五、工程实践与应用成效
5.1典型项目应用实例
本项目工程实践应用情况如下：为解决塔机起重臂组装偏差的问题，优化塔机组装对接精度，本项目在已有方案基础上，再次将方案应用于工程实际中，根据现场实际情况和需求进行了改进优化。为解决塔机起重臂组装对接过程中出现的对接偏差问题，在现场将方案应用于工程实践中，通过对塔吊起重臂的组装过程进行数据采集和对比分析，确认了塔机起重臂的对接偏差是由装配精度不满足要求造成的。为解决塔机起重臂组装对接过程中出现的对接偏差问题，在工程实践中将方案应用于现场实际中，根据实际情况进行了调整优化。经现场实际测量，塔机起重臂的对接偏差调整后，能够满足塔机的安装精度要求。通过调整优化后，解决了塔吊起重臂组装对接过程中出现的对接偏差问题，减少了塔机吊装作业中出现的事故隐患，有效地保证了塔机吊装作业的安全，降低了塔机吊装作业风险。本项目已于2020年5月14日取得了由国家标准化管理委员会批准发布的《塔吊》国家标准（GB/T 36859-2018）。该标准填补了我国在塔吊领域的国家标准空白，标志着我国塔吊领域国家标准体系基本形成，为我国塔吊领域标准体系的进一步完善、标准化水平的提升起到了积极推动作用[5]。
5.2精准对接技术实施效果分析
精准对接技术实施前，每次安装都要花费大量的人力、物力和财力，在安装过程中会产生很多安全隐患，而此次使用精准对接技术，直接消除了上述安全隐患。采用精准对接技术后，塔吊整体的安装精度更高、更安全可靠。塔吊吊装时吊臂与塔身的距离为40-50 cm，起重臂与塔身之间的空间距离约为5～10m。采用精准对接技术后，起重臂与塔身之间的空间距离和吊臂垂直度误差均控制在±5 mm之内。因此，采用精准对接技术后，能有效减少吊臂安装的误差。经过对安装误差进行统计分析，与传统施工技术相比，采用精准对接技术后，吊臂安装的误差减少了约50 mm。精准对接技术可减少现场吊装过程中的二次吊装，现场施工人员操作方便、安全可靠。塔吊采用精准对接技术后，塔吊吊臂的组装精度更高、更安全，不仅减少了一次吊装作业，而且提高了现场施工效率。而精准对接技术在实际施工过程中的应用，是对传统塔吊组装技术的革新，从根本上解决了塔吊组装过程中存在的问题，通过精准对接技术对塔吊安装误差进行严格控制，同时也降低了安装费用和吊装难度，在实际工程中具有较强的应用推广价值。
5.3存在问题与改进建议
由于塔吊在安装过程中会受到建筑物的影响，在吊臂和塔帽进行精确对接时，塔帽不能完全与吊臂上的部件进行精确对正，会导致塔帽上的部件产生一定的偏移。为减少误差，建议在塔帽上增加定位螺栓，使塔帽和塔身进行精确对接。但在实际工程中，由于受建筑物的影响，该定位螺栓无法满足要求。为保证精准对接技术应用的效果和安全，建议在塔吊安装过程中加强监控力度，利用地面监控系统、塔吊定位系统及塔顶液压站监控系统对塔帽上的部件进行实时监控，一旦发现问题及时处理，确保精准对接技术应用效果和安全。通过对塔吊安装过程中产生的偏差进行分析，找出了引起偏差的原因，并在现场对这些因素进行了处理，通过塔吊定位系统及塔顶液压站监控系统对塔帽上的部件进行实时监控，发现问题及时处理，保证了精准对接技术的应用效果和安全。精准对接技术在实际工程中的应用是一种新的施工方法，由于其在塔吊安装过程中具有较强的可操作性和实用性，解决了塔吊安装过程中出现的多种问题，确保了塔吊安装工程质量。同时也提高了塔吊安装工程施工效率，对促进建筑工程施工技术提升具有重要意义。但该技术在实际应用中还存在一些问题需要进一步解决，以满足工程建设需要。
结语
精准对接技术作为一种有效的装配偏差排查手段，可快速定位装配偏差问题，并基于现代检测仪器和数字化辅助技术对装配过程进行模拟与分析，从而实现装配偏差问题的快速定位与精准对接。但由于现代检测仪器种类和数量较多，且不同的检测仪器对检测精度要求不一，因此在实际应用过程中仍存在一定的局限性。同时，在传统的装配工艺中，由于装配过程复杂且耗时较长，会产生很多安全隐患。因此，为进一步优化装配工艺，降低安全隐患风险，应在传统装配工艺基础上引入数字化辅助技术与精准对接技术。同时，应加强对数字化辅助技术的应用与监管，以保证塔机起重臂组件与塔机本体间的精准对接。
参考文献
[1]张骞,闫玉萍,胡婷,等.塔式起重机起重臂挡风板浅析[J].工程机械,2025,56(04):101-105+11.
[2]陈晓宝.一种塔式起重机起重臂焊接工装组设计[J].安徽建筑,2025,32(01):67-68+100.
[3]黄文武,金鹏达,徐缪晗,等.基于PSO-SVR的塔机起重臂寿命计算预测研究[J].机械设计与制造工程,2024,53(11):43-50.
[4]富思霖.塔式起重机结构刚性与地震响应研究[D].沈阳建筑大学,2024.
[5]孙妮莎.MC公司塔式起重机产品质量管理提升研究[D].长安大学,2024.
