基于BIM技術(shù)的高大模板支撐體系監(jiān)測及實時預(yù)警施工技術(shù)

李杰

【摘要】根據(jù)高大模板施工圖紙，采用Revit建立高大模板支撐體系BIM模型，采用Revit軟件對支撐體系進行受力分析，同時根據(jù)JGJ300-2013《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，在水平構(gòu)件受力最大處，架體四周，監(jiān)測點與點之間的間距10 m等位置設(shè)置并按照施工方和第三方的監(jiān)測方案完成各測點的編碼，現(xiàn)場根據(jù)模型和方案中設(shè)計的監(jiān)測點位，最后在模板支架頂部安裝傳感器，實時監(jiān)測鋼管承受的壓力、架體的豎向位移和傾斜度等內(nèi)容，通過無線設(shè)備將各傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至設(shè)備信號接收和分析終端，數(shù)據(jù)接收終端在收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行分析，在將數(shù)據(jù)傳遞給遠程監(jiān)測系統(tǒng)的同時，對數(shù)據(jù)的安全性進行計算分析，并及時將支模架的危險狀態(tài)通過聲光報警、短信發(fā)送和向平臺實時傳訊的模式傳遞出去。

【關(guān)鍵詞】高大模板支撐體系; BIM技術(shù); 監(jiān)測; 實時預(yù)警

【中國分類號】TU731.2【文獻標志碼】B

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化和工業(yè)化進程的加速，城市基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)民用建設(shè)總量急劇增加，在這些工程建設(shè)領(lǐng)域中出現(xiàn)了一些空間、跨度、荷載比一般工程較大，其模板支撐體系也比一般工程更加復(fù)雜，也就是高大模板工程。我們目前把水平構(gòu)件模板支撐體系高度超過8 m、或跨度超過18 m、或施工總荷載大于15 kN/m2、或集中線荷載大于20 kN/m的模板支撐體系稱為高大模板支撐體系。由于高大模板工程在施工方法方面比較復(fù)雜，每年因高大模板支撐體系造成的坍塌等事故頻繁發(fā)生，造成了較大的生命和財產(chǎn)的損失，因此高大模板工程應(yīng)引起各方人員的高度重視。

1 目前高大模板支撐體系監(jiān)測現(xiàn)狀及存在的問題

目前高大模板支撐體系監(jiān)測主要采用經(jīng)緯儀、水準儀對其進行監(jiān)測，其主要存在以下問題：

（1）采用經(jīng)緯儀、水準儀監(jiān)測受天氣因素影響較大，不同的天氣環(huán)境，觀測結(jié)果有差異。

（2）采用經(jīng)緯儀、水準儀監(jiān)測受人為因素較大，不同的監(jiān)測人員，監(jiān)測的結(jié)果會存在一定的誤差。

（3）高大模板支撐體系相對于普通支模體系立桿縱橫間距更小，采用經(jīng)緯儀、水準儀觀測，相對困難，尤其對于整個支模體系內(nèi)部，基本無法實現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控。

（4）高大模板支撐體系無法對立桿承載力進行監(jiān)測監(jiān)控，無法及時的進行預(yù)警。

2 工藝原理

根據(jù)高大模板施工圖紙，采用Revit軟件建立高大模板支撐體系BIM模型，同時采用Revit軟件對支撐體系進行受力分析，同時根據(jù)JGJ300-2013《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，在水平構(gòu)件受力最大處，架體四周，監(jiān)測點與點之間的間距10 m等位置設(shè)置并按照施工方和第三方的監(jiān)測方案完成各測點的編碼，現(xiàn)場根據(jù)模型和方案中設(shè)計的監(jiān)測點位，最后在模板支架頂部安裝傳感器，實時監(jiān)測鋼管承受的壓力、架體的豎向位移和傾斜度等內(nèi)容，通過無線設(shè)備將各傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至設(shè)備信號接收和分析終端，數(shù)據(jù)接收終端在收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行分析，在將數(shù)據(jù)傳遞給遠程監(jiān)測系統(tǒng)的同時，對數(shù)據(jù)的安全性進行計算分析，并及時將支模架的危險狀態(tài)通過聲光報警、短信發(fā)送和向平臺實時傳訊的模式傳遞出去（圖1）。

3 施工技術(shù)的操作流程及要點

工藝流程見圖2。

（1）集成高大模板BIM模型見圖3、圖4。

（2）傳感器安裝見圖5、圖6。

（3）傳感器與 BIM 模型與報警系統(tǒng)平臺，相互搭接關(guān)聯(lián)。

（4）數(shù)據(jù)傳遞、分析、預(yù)警。

數(shù)據(jù)傳遞、分析、預(yù)警包括數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)分析、報警管控、統(tǒng)計信息、工程信息與系統(tǒng)管理等功能。

（5）報警系統(tǒng)。

基于BIM技術(shù)的高大模板安全監(jiān)測信息系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與分析一體化管理，將BIM模型、施工與監(jiān)測信息、預(yù)報警處置機制、監(jiān)測成果發(fā)布有機融合在一起，構(gòu)建了高大模板監(jiān)測管控可視化協(xié)同平臺，大大提高監(jiān)測人員責(zé)任心，有效指導(dǎo)高大模板施工，對高大模板工程施工過程中安全風(fēng)險起到預(yù)防作用。

4 結(jié)論

4.1 創(chuàng)新點和突破

（1）智能監(jiān)測：智能傳感器實時監(jiān)測，精確度高，保障安全。

（2）四類監(jiān)測：及時有效的對架體水平位移、模板沉降、立桿軸力、立桿傾角四類大項進行實時監(jiān)測監(jiān)控。

（3）秒級響應(yīng)，同步預(yù)警：各項安全數(shù)據(jù)秒級傳輸，確保同步聲光預(yù)警，便于緊急隱患排查，安全疏散。

（4）手機聯(lián)動：高大模板監(jiān)測預(yù)警云平臺，讓手機端與網(wǎng)頁端同步監(jiān)測。

4.2 社會效益

監(jiān)測通過在高大模板支撐體系內(nèi)關(guān)鍵部位和薄弱部位布設(shè)傳感器，采用自動化監(jiān)測的方法，完成了混凝土澆筑過程中對高大模板支撐體系實時監(jiān)測，為后期工程支撐架體系搭設(shè)起到很好的借鑒作用。及時發(fā)現(xiàn)混凝土澆筑過程中高大模板系統(tǒng)監(jiān)測參數(shù)的異常變化，防止高大模板的倒塌引起財產(chǎn)損失，危及生命安全。

參考文獻

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