智能監(jiān)測系統(tǒng)在懸挑工字鋼支撐體系的應(yīng)用

張少華 楊彪 李東方

【摘 要】?本智能監(jiān)測系統(tǒng)由激光測距儀、傳感器、警報器、電力供應(yīng)系統(tǒng)、云系統(tǒng)等組成，現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果通過傳感器發(fā)送至云系統(tǒng)中，用戶可針對懸挑工字鋼支撐體系、懸挑工字鋼腳手架的的工字鋼撓度實施監(jiān)測。文章以電建地產(chǎn)洺悅府項目中監(jiān)測系統(tǒng)在懸撓工字鋼支撐體系中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，以便該系統(tǒng)得到更廣泛地推廣。

【關(guān)鍵詞】智能監(jiān)測; 懸挑工字鋼; 支撐架; 撓度

智能監(jiān)測系統(tǒng)近年來在建筑行業(yè)悄然興起，與傳統(tǒng)的人工監(jiān)測相比，具有精密性、安全性、及時性、簡便性等各項優(yōu)點。智能監(jiān)測種類繁多，可分為基坑位移監(jiān)測、沉降觀測、鋼管變形監(jiān)測、地泵重量監(jiān)測、工字鋼撓度監(jiān)測等，本文就監(jiān)測系統(tǒng)在懸挑工字鋼支撐體系中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，以便該系統(tǒng)能得到更廣泛地推廣。

1 應(yīng)用實例

由中國水利水電第十工程局有限公司承建的電建地產(chǎn)洺悅府項目酒店建設(shè)工程主樓建筑層數(shù)為31層，在13層有懸挑板結(jié)構(gòu)，該懸挑板尺寸為9 500 mm×3 000 mm，由于離地高度達(dá)49 m，采用落地式支撐架可實施性不強，決定在12層設(shè)置懸挑工字鋼支撐體系并在11層設(shè)置Y字形型鋼斜撐。懸挑支撐架鋼管規(guī)格為48×3 mm，立桿縱距為1 000 mm，橫距分別為800 mm、900 mm、400 mm，懸挑工字鋼規(guī)格為16#、聯(lián)梁為10#、Y字形型鋼斜撐規(guī)格為14#，布置如圖1所示。

為保證安全生產(chǎn)，決定在實施過程中采用智能監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)控，做到提前預(yù)警、提前防控。

該懸挑工字鋼共布置11根，為保證測量結(jié)果的全面性，分別選取兩邊、中間共計四根懸挑工字鋼進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測點選取為工字鋼懸挑段端部。監(jiān)測系統(tǒng)測距儀布置在懸挑工字鋼下部操作平臺上，傳感器布置在11層支撐體系立桿上，監(jiān)測頻率澆筑前為10 min一次（主要觀察測距儀固定點有無擾動），混凝土澆筑過程中2 min一次。懸挑工字鋼錨固段5 m、懸挑段4 m，允許撓度值為1/360（即4/360≈11.11 mm）。本次懸挑段混凝土澆筑時間在2021年1月8日22：50-23：10，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示各監(jiān)測點撓度值均在允許范圍內(nèi)。

2 施工要點

2.1 監(jiān)測點的選擇

懸挑工字鋼支撐體系監(jiān)測點的選擇為受力最大處。懸挑工字鋼的懸挑段根部處受力較大。懸挑工字鋼撓度最大處一般在懸挑段端部，如下方有斜撐桿則體系受力有變化，可根據(jù)實際情況另行分析。

2.2 測距儀的固定

激光測距儀的固定程度將會直接影響監(jiān)測結(jié)果，如固定不牢固將會自身產(chǎn)生位移或由于混凝土澆筑過程中的擾動產(chǎn)生位移，因此測距儀的固定尤為重要，施工時一般采取結(jié)構(gòu)膠固定，效果較好。

2.3 監(jiān)測頻率的選擇

監(jiān)測系統(tǒng)安裝完畢在混凝土澆筑之前就應(yīng)當(dāng)開始監(jiān)測，主要是測試儀器是否正常運轉(zhuǎn)及固定點是否牢固，但監(jiān)測頻率可適當(dāng)調(diào)小，一般10 min一次至30 min一次。由于高層混凝土澆筑一般采用地泵運輸、布料機下料，澆筑速度較快，因此混凝土澆筑之前半個小時，應(yīng)提前更改監(jiān)測頻率，控制在2 min一次以內(nèi)，以便做到實時監(jiān)測變化情況并在必要時采取應(yīng)對措施。

3 應(yīng)用前景

近年來，國內(nèi)建筑工程模板支架坍塌、群死群傷事故較多，成為建設(shè)工程的重大危險源。由于支模類型多樣、支架相關(guān)規(guī)范體系復(fù)雜、支架設(shè)計安全系數(shù)因單位不同也時常存在較大差異、支架實際狀態(tài)與設(shè)計方案也不盡相同、支架方案中圖紙不完整、細(xì)節(jié)不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)鹊?，均?dǎo)致支架安全風(fēng)險隱患突出。因此，加強對支架的安全監(jiān)測非常必要，尤其隨著建筑企業(yè)對智慧施工的認(rèn)知度提高，信息化管理手段的升級，進(jìn)行支架安全遠(yuǎn)程監(jiān)測應(yīng)用已非常緊迫。

懸挑支撐體系屬于模板支撐體系的一種，屬于危險性較大的分部分項工程，其危險源在于上部頂板澆筑混凝土?xí)r材料（鋼筋、模板、混凝土、支撐架體、聯(lián)梁）自重、混凝土工人自重、振動棒工作產(chǎn)生的壓力全部傳遞給懸挑工字鋼及下方的Y字形斜撐，但由于Y字形斜撐工作中起保險作用，主要受力點仍然存在于懸挑工字鋼上，因此，懸挑工字鋼的搭設(shè)及監(jiān)測格外重要，一旦發(fā)生工字鋼撓度變形超過設(shè)計規(guī)范允許值，整個架體將會失穩(wěn)，從而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

懸挑工字鋼支撐體系智能監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理為在懸挑工字鋼下方安裝激光測距儀并將測量結(jié)果通過傳感器傳輸至云系統(tǒng)，使用者可以在線實時監(jiān)測兩點間的距離，從而得知懸挑工字鋼距離下方固定點的垂直距離、進(jìn)而計算得出懸挑工字鋼的下?lián)锨闆r。使用過程中可以根據(jù)實際情況設(shè)定警報值，即上、下兩點間的最小距離，當(dāng)超過該設(shè)定值時系統(tǒng)將會發(fā)生報警，以提醒使用者立即停止作業(yè)并撤離，大大減少了安全事故發(fā)生的概率。

通過實施懸挑工字鋼支撐體系智能監(jiān)測系統(tǒng)可以達(dá)到以下目的：

（1）為施工期間的支?？茖W(xué)有序的管理提供一個平臺，建立基于支模安全監(jiān)測系統(tǒng)的全壽命期“檔案”。

（2）有效地掌控施工期間支模的結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)及其發(fā)展演化趨勢，對支模施工期間出現(xiàn)的各類異常狀況及時作出診斷，當(dāng)支模處于接近危險狀態(tài)及時預(yù)警，根據(jù)需求對支模安全狀況進(jìn)行綜合評估，最終確保支模的安全運營。

（3）根據(jù)階段數(shù)據(jù)評價支模安全性能，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)與日常養(yǎng)護(hù)信息融合決策的工作機制科學(xué)評價支模架實際工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

隨著建筑工程智慧化及信息化的推廣，加上各級部門對安全生產(chǎn)的高度重視，為保證施工人員的人身安全，智能監(jiān)測將會被越來越多的建筑企業(yè)所接受。而懸挑支撐體系工字鋼智能監(jiān)測系統(tǒng)作為其中一部分，應(yīng)用效果已得到實際驗證，其自身存在的精密、及時、安全、簡便等特性，適合于建筑工地推廣使用。

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