探索高支模安全監(jiān)測預(yù)警技術(shù)

劉四清

【摘要】日新月異的現(xiàn)代社會(huì)中，隨著城市建設(shè)步伐加快，高樓大廈如雨后春筍般一樣亭亭玉立，高速鐵路、地鐵、機(jī)場同時(shí)也全面進(jìn)入人民生活視野。我們的城市建設(shè)總是離不開混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)一般是采用滿堂支架和模板工程（碗扣式或盤扣式腳手架、鋼（或木）模板）施工，在施工過程中如何確保高支模安全施工是參建單位的安全管理重點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行安全監(jiān)測預(yù)警是提前做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防重要控制措施。

【關(guān)鍵詞】高支模;安全監(jiān)測;預(yù)警

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.126

1、高支模安全監(jiān)測技術(shù)意義

依據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部（2018）37號(hào)及建辦質(zhì)（2018）31號(hào)規(guī)定混凝土模板支撐工程：搭設(shè)高度8m及以上、或搭設(shè)跨度18m及以上，或施工總荷載（設(shè)計(jì)值）15kN/m2及以上，或集中線荷載（設(shè)計(jì)值）20kN/m及以上屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程。

以上支架模板工程（簡稱：高支模）的施工安全狀況關(guān)系著工程的人員財(cái)產(chǎn)安全，因此，我們在施工中引進(jìn)了高支模在線監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)采用無線傳輸，位移傳感器、稱重傳感器、聲光報(bào)警器均通過采集設(shè)備無線信號(hào)連接，測斜功能則采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)部模塊電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)通過無線與主機(jī)通信，數(shù)據(jù)在主機(jī)軟件完成展示及監(jiān)測過程，并在出現(xiàn)超限時(shí)及時(shí)報(bào)警并消除安全隱患，提前做好風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防的重要手段。結(jié)合運(yùn)用視頻監(jiān)控、BIM技術(shù)及智慧工地，使得高支模在線檢測更加全面、可控、有效，更能預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)，提前規(guī)避，實(shí)現(xiàn)安全更規(guī)范。

2、高支模安全監(jiān)測技術(shù)方案

2.1 監(jiān)測內(nèi)容選取

高支模監(jiān)測內(nèi)容的選取遵循行業(yè)技術(shù)規(guī)范《建筑施工臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》JGJ 300-2013 中明確對(duì)高支模的位移和內(nèi)力作為監(jiān)測內(nèi)容：高支模監(jiān)測參數(shù)包括：整體水平位移、模板沉降、立桿軸力、桿件傾斜，監(jiān)測方法：積極采用實(shí)時(shí)監(jiān)測方法，監(jiān)測階段：包括高支模的預(yù)壓、混凝土澆注過程?；谝陨显瓌t對(duì)高支模的監(jiān)測內(nèi)容為：（1）支架模板豎向沉降;（2）支架模板立桿軸力;（3）支架桿件傾斜。

2.2 監(jiān)測點(diǎn)位的選取原則

行業(yè)規(guī)范中對(duì)位移監(jiān)測點(diǎn)位選取要求：每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn);在支撐結(jié)構(gòu)的頂層、底層及每5步設(shè)置位移監(jiān)測點(diǎn);監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在角部和四邊的中部位置。行業(yè)規(guī)范中對(duì)內(nèi)力監(jiān)測點(diǎn)位選取要求：單元框架或單元桁架中受力大的立桿;單元框架或單元桁架的角部立桿宜布置測點(diǎn);高度區(qū)間內(nèi)測點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)。

高支模的監(jiān)測測點(diǎn)和位置在遵循行業(yè)規(guī)范要求外，還應(yīng)綜合考慮監(jiān)測目的、監(jiān)測對(duì)象、監(jiān)測方法、監(jiān)測成本及周邊環(huán)境，現(xiàn)場管理者要用最經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測方法，根據(jù)周邊環(huán)境對(duì)監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行布置來完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象的監(jiān)測。

對(duì)于支架立桿的軸力監(jiān)測，一般選取橫梁的交匯處進(jìn)行監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的主要受力節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測。支架的變形，通過對(duì)支架的沉降和傾斜進(jìn)監(jiān)測。由于支架較高，往往在上部結(jié)構(gòu)的位置變化最為明顯。因此選取測點(diǎn)應(yīng)選取較靠上的桿件，但不宜選取最上方的桿件進(jìn)行儀器安裝，以免影響工人正常施工作業(yè)。

2.3模板沉降監(jiān)測

2.3.1 監(jiān)測方法

對(duì)于目前市場上的自動(dòng)化測量，采用拉線位移計(jì)完成沉降的測量。拉線位移計(jì)一般量程可以根據(jù)要求選取，所以采用牽引線方式來完成整個(gè)位移的測量。

2.3.2 模板沉降監(jiān)測設(shè)備（圖一）：位移傳感器（FS-SDV20-50A）量程：0.0mm-50mm精度：±0.5mm工作溫度：-20℃-55℃信號(hào)輸出：RS485輸出。

2.3.3 點(diǎn)位布設(shè)

沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在中間承重的高大模板的跨中至少需布置1個(gè)測點(diǎn)。每段整個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)5個(gè)測點(diǎn)。

2.4立桿軸力監(jiān)測

2.4.1 監(jiān)測方法

高支模的支架大多采用碗扣式或盤扣式的鋼管構(gòu)成。碗扣式或盤扣式鋼管作為長細(xì)結(jié)構(gòu)，若軸力過大，則有可能造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，從而釀成安全事故。因此，對(duì)于立桿的軸力進(jìn)行監(jiān)測至關(guān)重要，通過軸力計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)的軸力進(jìn)行監(jiān)測。

2.4.2 立桿軸力監(jiān)測設(shè)備（圖二）：稱重傳感器（FS-LCS-C3-D），綜合精度：0.03%F.S靈敏度：2mV/V防護(hù)等級(jí)：IP68 可選量程：0～150kN。

2.4.3 點(diǎn)位布設(shè)

為了方便后續(xù)數(shù)據(jù)分析，軸力監(jiān)測斷面兩頭立桿上，每段一般設(shè)置2個(gè)軸力監(jiān)測點(diǎn)。

2.5桿件傾斜監(jiān)測

2.5.1 監(jiān)測方法

在腳手架使用過程中，支架傾斜過大極易造成支架坍塌。因此需要對(duì)支架的傾斜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)支架的傾斜過大，則采取措施，保證結(jié)構(gòu)和人員的安全。對(duì)桿件的傾斜監(jiān)測采用盒式固定測斜儀?？梢詫?duì)x，y兩個(gè)方向的傾斜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2.5.2 桿件傾斜監(jiān)測設(shè)備（圖三）：測斜儀（MMA8451Q），X、Y雙方向

量程：±30°精度：±0.1°節(jié)點(diǎn)內(nèi)置。

2.5.3 點(diǎn)位布設(shè)

為了方便后續(xù)數(shù)據(jù)分析，傾斜監(jiān)測布設(shè)在兩頭的立桿上來監(jiān)測桿件傾斜。

2.6 預(yù)警數(shù)據(jù)采集

由于支架體系的破壞非常迅速，對(duì)采集頻率要求較高，可以根據(jù)支架的實(shí)際工作狀態(tài)設(shè)置采集時(shí)間，一般是每隔05～1小時(shí)采集一次，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)警閾值時(shí)，可增大采集頻率，保證對(duì)結(jié)構(gòu)的安全實(shí)時(shí)預(yù)警，起到防患于未然的作用。

2.7預(yù)警值確定

監(jiān)測報(bào)警值可根據(jù)《建筑施工臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》JGJ300-2013，8.0.9條內(nèi)容：監(jiān)測報(bào)警值應(yīng)采用監(jiān)測項(xiàng)目的累計(jì)變化量和變化速率值進(jìn)行雙控，（累計(jì)變化量和變化速率雙控均超過控制值70%或雙控指標(biāo)之一超過85%為黃色預(yù)警，雙控均超過控制值85%或雙控指標(biāo)之一超過100%為橙色預(yù)警，雙控均超過控制值100%或雙控指標(biāo)之一超過150%為紅色預(yù)警，）并應(yīng)滿足表8.0.9規(guī)定：

2.8系統(tǒng)預(yù)警功能

2.8.1管理軟件預(yù)警

預(yù)警閾值的設(shè)定是根據(jù)各行業(yè)規(guī)范（公路、市政、房屋建筑工程等）來確定預(yù)警值，結(jié)合以往的監(jiān)測施工經(jīng)驗(yàn)中配置得來的;由于高支模的工況變化復(fù)雜，需設(shè)置黃、橙、紅色的預(yù)警模式以應(yīng)對(duì)不同的工況，根據(jù)不同等級(jí)進(jìn)行預(yù)警上報(bào)且防止漏報(bào)誤報(bào)等情況。

2.8.2短信報(bào)警

短信報(bào)警可根據(jù)用戶設(shè)置的黃、橙、紅色不同級(jí)別進(jìn)行預(yù)警傳送，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)按照?qǐng)?bào)警的級(jí)別進(jìn)行短信發(fā)送。

結(jié)語：

總之開展高支模安全監(jiān)測是危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程風(fēng)險(xiǎn)管控的重要手段，該監(jiān)測方法適用于公路、市政、房屋建筑工程等各行業(yè)的支架模板工程，各參建單位要充分認(rèn)識(shí)到對(duì)高支模安全監(jiān)測的重要性，進(jìn)一步增強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)管控意識(shí)，堅(jiān)持全面識(shí)別切實(shí)做好高支模的風(fēng)險(xiǎn)防控工作，提前消除各類安全隱患，有效遏制安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑施工臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范JGJ300-2013.

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[3]建辦質(zhì)〔2018〕31號(hào)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于實(shí)施《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》有關(guān)問題的通知.