高大模板支撑架体数字化实时监测技术

发表时间:2020/12/3   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:靳磊
[导读] 摘要:传统高支模架体监测方法存在不及时性和单一性等问题,无法对高支模架体进行连续性、实时监测,导致监测人员难以及时预测高支模架体在混凝土浇筑期间存在的各种风险,也无法及时、直观的了解高支模架体在施工过程中的状态变化,出现异常情况时,无法及时上报和采取相应的应急处理措施。
        中建二局第三建筑工程有限公司  江苏苏州
        摘要:传统高支模架体监测方法存在不及时性和单一性等问题,无法对高支模架体进行连续性、实时监测,导致监测人员难以及时预测高支模架体在混凝土浇筑期间存在的各种风险,也无法及时、直观的了解高支模架体在施工过程中的状态变化,出现异常情况时,无法及时上报和采取相应的应急处理措施。
        关键词:高大模板;支撑架;体数字化;实时监测技术;
        引言
        高支模体系在现代工程建设中越来越常见,由于支模高度高、跨度大、受力复杂,一旦发生坍塌会造成重大人员安全事故和财产损失。
        1技术背景
        传统高支模架体监测方法存在不及时性和单一性等问题,无法对高支模架体进行连续性、实时监测,导致监测人员难以及时预测高支模架体在混凝土浇筑期间存在的各种风险,也无法及时、直观的了解高支模架体在施工过程中的状态变化,出现异常情况时,无法及时上报和采取相应的应急处理措施。新型的数字化监控系统可以远程控制,操作人员不进入危险区域,用自动化数字监测设备对高支模系统进行实时连续监测,消除了传统监测方法的弊端,操作简便。
        2高支模监测现状
        高支模传统上主要采用全站仪、经纬仪等进行光学人工监测。光学监测对场区通视条件要求高,通常架体内部杆件密集,因此仅能观测架体外围点位变形情况,对架体内部变形情况无法掌握,同时观测时间间隔长、误差大、精度低,在实际生产中,难以达到及时预警事故、撤离人员、减小损失的目的。而另一方面,近年来随着科学技术的发展,新的监测和预警系统不断涌现,但往往因施工架体均采用偏安全设计,实际监测的坍塌事例少,在关键的预警功能是否可靠、预警时间是否足够使施工人员撤离等问题上缺乏实际数据支撑,导致新系统难以推广使用。
        3技术特点
        采用新型的数字化监控系统,在混凝土浇筑过程中对高大模板支撑架体的轴力、位移和倾角进行实时监测并通过电脑端和手机APP端实时监控、分级预警,具有监测参数全面、实时采集参数、监测管理直观、监测响应及时等优点,以避免高支模安全事故的突发所造成的生命及财产安全。1)监测参数全面:实时监测系统对高支模架体模板沉降、立杆轴力、立杆倾角、支架整体水平位移等参数进行监测,可做到对高支模系统的整体性监测。2)实时采集参数:实时监测系统实现了监测参数数字化、高频次的自动采集、传输、存储。3)监测管理直观:对实时监测数据进行自动分析、储存与查询,实现了监测的信息化管理。4)监测响应及时:实时监测系统对超限监测参数进行自动报警,实现了实时监测险情的快速响应。5)安全性能高:智能化数字监测可以提高安全性,远程控测可以保障让操作人员远离危险区域,保证人员在监控过程中的生命安全。
        4施工要点
        4.1测点布置原则
        1)以既有混凝土柱、剪力墙等固定结构为参考点,设置水平位移传感器,监测高支模支架的整体水平位移。2)以支模体系地面为参考点,在梁底、板底模板安装竖向位移传感器,监测模板沉降。3)选取荷载较大或有代表性立杆,在立杆顶托和模板间安装压力传感器,监测立杆轴力。4)选取对倾斜较敏感的杆件(如荷载较大或易产生水平位移的立杆),在杆件上安装倾角传感器,监测杆件倾角。
        4.2监测参数预警值
        1)轴力预警值应为立杆的设计计算值。2)水平位移预警值为支架高度的1/300或近3次读数平均值的1.5倍。3)倾角预警值根据监测杆件的计算长度和允许变形值确定。传感器的监测数据通过无线传输设备送至数据采集仪,通过远程PC端或手机APP端实时显示各个测点的轴力、位移和倾角监测值,数据显示直观、及时,监测精度高。一旦各类变形超过设定的预警值,预警模块则会进行相应提示,避免事故的发生。

混凝土浇筑过程中,应密切注意各监测值及变化趋势,发现监测数值变化趋势发生异常时,及时通知相关人员。当监测参数超过预警值时,立即通知现场项目负责人和监理人员,以便及时排除影响安全的不利因素,如有必要,应立即通知现场作业人员停止施工并迅速撤离;待险情排除,经现场项目负责人、项目总监和监督员确认后,方可继续施工。混凝土浇筑完成后,应连续监测各参数的变化趋势,直至监测参数趋于稳定或到达所预设的监测终止时间,并分析异常值产生的原因。
        5施工组织管理及控制要点
        5.1技术保证措施
        (1)根据工程特点验算支撑扣架,选用合理的材料。(2)采用自动监测系统,该系统通过安装在架体上的感应元件监测架体受力情况及杆件变形位移情况,通过服务器发送到监控终端。(3)确定工艺流程,做好工序交接和技术交底。(4)针对荷载最大区域,采取堆载预压措施。(5)核算结构体系和材料力学性能,确保安全性和可靠性满足国家要求。(6)配置材料主管部门,确保材料供应及时、合格。3.3进度控制原则(1)按照总平面布局,将现场划分成出入段线区、咽喉区、运用库区、联合检修库,每段独立设置合理工期。(2)根据合同总工期倒排,确定关键路径工期。
        5.2支撑架搭设方法
        支撑架搭设前应在现场再次对杆件、配件进行检查,禁止使用不合格的杆件、配件进行安装。支撑架安装前必须进行技术、安全交底。统一指挥,并严格按照支撑架的搭设程序进行安装。在架体搭设前必须检查支撑面,不得有杂物。先放线定位,然后按放线位置准确摆放可调底座的位置,将标准基座放入可调底座,将扫地横杆和水平斜杆锁定在立杆上,保持其稳定;再用水平尺或水准仪调整整个基础部分的水平和垂直,挂线调整纵、横排标准基座是否在同一条直线上,用钢卷尺检查每个方格是否方正,检验合格后进行上部标准层架体的搭设。
        5.3混凝土浇筑
        应注意混凝土自泵口下落的自由倾落高度,浇筑混凝土时应分段分层连续进行,浇筑层高度应根据混凝土供应能力、一次浇筑方量、初凝时间、结构特点以及钢筋疏密综合考虑决定。使用插入式振捣器时应快插慢拔,插点要均匀排列、逐点移动、顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。浇筑混凝土应连续进行。
        5.4确保支撑架体的稳定性
        该工程对施工架体的稳定性进行了专门设计。立杆横、纵间距为1.2m×1.2m,步距为1.5m,部分超重梁梁截面高度达到1600mm,梁底采用双槽钢托梁回顶,梁两侧利用模板支撑架水平拉杆双向对顶,确保梁侧模板侧向稳定。对于大跨度梁,梁底满布竖向剪刀撑。
        结束语
        1)应用数字化监控系统可对施工过程进行实时监控,节约人力、物力,同时也减小了现场监测人员的工作强度。2)数字化监控设备操作简单,易安装,监控完毕后可重复使用,能够有效、方便、安全的对高支模现场实行动态控制。3)相比传统人工监测方法,数字化监控系统所监测的内容更全面,其监测结果精确度高,对异常情况及超限报警的响应速度快。
        参考文献:
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        [5]樊冬冬,连腾欢,颜斌,黄道军,文江涛.高支模架体变形监测施工技术[J].施工技术,2017,46(S1):418-420.
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