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摘要:混凝土浇筑过程中,高支模因其自身的特殊性及复杂性,容易在混凝土浇筑中发生变形乃至坍塌,严重危害施工人员人身安全。随着我国科技水平提高及信息化技术的应用,一批新型的高支模安全监测系统相继问世,让混凝土浇筑过程中对高支模的内力及稳定性进行监控成为可能。文章针对高支模体系在施工过程中的变形监测,提出了以位移传感器、倾角传感器和拉压传感器为基础测量设备的高支模变形监测系统,为提高高支模变形预警提供了新的参考,保证了高支模体系在施工全过程的安全稳定。
关键词:高支模;监测;信息化;传感器
引言
随着我国建筑行业的发展,高层建筑的数量越来越多,高大支模支撑体系的应用越来越普遍。高大支模体系,简称高支模[1],支模体系越高大、复杂,安全风险也就越高。高支模坍塌事故时有发生,高支模安全事故发生时间普遍很短,从出现危险征兆到事故发生通常只有短短几分钟,具有突然性而且高支模本身具有的高空间、大跨度等特点,使得高支模安全事故一旦发生,往往造成重大人员伤亡和巨大的经济损失,因此,利用信息化技术对影响高支模的相关因素进行全面分析,对浇筑过程中进行数据实时监测,为保障施工安全起到关键作用,由此可见高支模实时监测具有重要的实际价值和工程意义。
1.工程概况:
本工程为6#核试验大厅,高支模主要分布在加速器室内,为超厚超重墙板及顶板墙厚达4.5m,顶板达2.65m;为防辐射而设。施工总荷载(设计值)远超15kN/m2以上。
加速器室顶板支撑体系:模板采用18厚覆面木胶板;次楞为10#工字钢,间距250mm,悬臂长小于等于250mm;主楞为10#工字钢,间距600mm,悬臂长小于等于250mm;立杆纵横向间距600mm。步距1500mm。
2.高支模监测方案:
高支模监测以获取实时自动化采集数据为主,现场目测巡查为辅;各监测项目应在模板系统支架预压前测得稳定的初始值。
3.监测内容:
1、支架整体水平位移。为防止支架系统的整体倾覆,利用拉绳位移计在施工过程中对体系整体侧移进行监测。
2、立杆倾角(倾斜)。为防止受力较大的立杆丧失稳定产生倾覆,对危险部位的立杆倾斜角度进行监测。
3、立杆轴力。除监测立杆倾斜之外,对危险和重要部位的立杆承受的轴向压力进行监测。
4、水平杆挠度。为防止屋面大梁浇筑过程中产生挠度过大的情况,对梁底水平杆挠度进行监测。
4.监测设备和测点布置:
1、支架整体水平位移:支架整体水平位移测点布置在支架系统顶部,沿支架平面外轮廓长边边线布置8个测点。在立杆顶部安装拉线式位移传感器,使线头水平方向拉伸,拉出约200mm,用钢丝与现场混凝土柱或其他已建成的结构固定。每个测点位置的立杆可安装两个位移传感器,成90°方向安装,分别测两个方向的位移。
2、立杆倾角、轴力及水平杆挠度:选择部分主梁梁底的支撑立杆作为测量的对象。立杆倾角采用双向倾角传感器监测,立杆轴力采用轮辐式压力传感器进行监测。
3、布点原则:应对高支模关键部位或薄弱部位的模板沉降、立杆轴力和杆件倾角、支架整体水平位移等参数进行实时监测主要有以下几点:
(1)能反映高支模体系整体水平位移的部位;
(2)跨度较大或截面尺寸较大的现浇梁跨中荷载较大、模板沉降较大的部位;
(3)跨度较大的现浇混凝土板中部荷载较大、模板沉降较大的部位。
5.监测频率:
1、浇筑前:测量三次,记录此值并以三次平均值为初始值。
2、在浇筑过程,支撑系统整体位移由于是全站仪人工测量,每两小时测量一次;其余参数(立杆倾斜、立杆轴力、水平杆挠度)实时监测,采样频率1次/10秒。
3、浇筑完成后养护阶段,前三天,每天一次。后二十四天,每三天采集一次。
6.监测预警
根据《建筑施工临时支撑结构技术规范JGJ300-2013》确定报警值,当监测项目超过其警戒值时,必须迅速停止浇筑,查明原因,一般应急措施有:
1、迅速停止浇筑,保证警戒值不再增大。
2、修改方案,进行加固。
7.结论
针对6#试验大厅高支模监测,包括了高支模整体水平位移、立杆轴力与倾斜、水平杆挠度等多项数据的监测。采用本文提出的高支模结构体系监测方法,可以有效监测高支模结构在施工过程中的内力与变形情况,能够及时发现结构的安全隐患,避免不必要的人员伤亡与经济损失。同时,该监测体系也可作为模板拆除时间及上部结构施工荷载对既有结构影响的判断依据,为施工全过程提供安全保障。
参考文献
[1]JGJ 130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].
[2]温云海.土建工程施工中的高支模施工技术分析[J].科技创新与应用,2015(23):250.