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      高支模/腳手架在線監測

      2021-12-15

      高支模的安全狀況關系著工程的人員財產安全。根據住建部統計數據,模板坍塌事故已成為較大及以上建筑生產安全事故之首。以2013年為例,全國房屋市政工程發生“較大”(傷亡3~9人)及以上生產安全事故28起,死亡人數113人。其中模板坍塌事故13起,占事故總起數的46.43%,死亡人數56人,占總死亡人數的49.56%。

      根據《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》(建質辦2018-31號)以及《建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則》(建質[2009]254號)的通知:

      模板工程及支撐體系:超過一定規模的危險性較大的分部分項工程范圍二(二):搭設高度8m及以上;搭設跨度18m及以上;施工總荷載15kN/m2及以上;集中線荷載20kN/m及以上的工程,需要組織專家評審論證合格后方可施工。

      腳手架工程:(一)搭設高度50m及以上的落地式鋼管腳手架工程。(二)提升高度在150m及以上的附著式升降腳手架工程或附著式升降操作平臺工程。(三)分段架體搭設高度20m及以上的懸挑式腳手架工程,需要組織專家評審論證合格后方可施工。

      傳統人工高支模的測量手段主要采用全站儀,主要測量指標項為沉降和水平位移,無法完成桿件的傾斜、關鍵部位的軸力測量。傳統檢測傳統檢測面臨著風險高、效率低、干擾因素多、人為誤差不好控制等特點,高支模自動化監測系統全自動化連續運行,覆蓋施工過程的各個時段,采集分析同步運行,將監測數據實時接入電腦,通過對大量數據的整合分析,實時監控高支模穩定狀態,為養護需求、養護措施采用決策提供科學依據。結合高支模和腳手架的結構特點和使用場景,主要監測項目如下:

      高支模

      腳手架

      監測內容

      監測設備

      監測內容

      監測設備

      立桿立桿傾斜

      測斜儀

      立桿傾斜

      測斜儀

      水平位移

      位移計

      立桿水平位移

      位移計

      模板沉降

      位移計



      立桿軸力

      軸力計



      監測測點的數量和位置,應綜合考慮監測目的、監測對象、監測方法和監測成本。用最經濟的監測手段和點位布置來完成對目標對象的監測。

      1 模板沉降監測

      高支模和腳手架外觀差不多,但是高支模對荷載和結構的要求很高,它主要是用來作灌澆水泥時支撐模板用的,澆筑混凝土時立桿和模板會受到比較大的混凝土荷載壓力,模板收到荷載力影響會下沉,采用拉線位移計來完成模板沉降的測量。拉線位移計具有安裝方便、成本可控、走線簡單、精度高的優點。

      2 立桿軸力監測

      高支模的支架大多采用鋼管構成。鋼管作為長細結構,若軸力過大,則有可能造成結構失穩,從而釀成事故。因此,對于立桿的軸力進行監測至關重要。通過軸力計對結構的軸力進行監測。軸力測點位于模板沉降測點附近,一般選取橫梁的交匯處進行監測,從而實現對結構的主要受力節點的監測。立桿軸力監測選用數字式荷載單元,其具有精度高、靈敏性好、反應快等特點。

      3 立桿傾斜監測

      在高支模腳手架立桿使用過程中,支架傾斜過大極易造成支架坍塌。因此需要對支架的傾斜進行實時監測,一旦發現支架的傾斜過大,則采取措施,保證結構和人員的安全。對桿件的傾角監測采用測斜儀??梢詫,y兩個方向的傾斜進行實時監測。由于支架桿件傾斜多會從外側體現出來,監測測點選取一般在外側。立桿傾斜的測斜傳感器一般內置于無線采集節點中,通過產品的集成降低成本。

      4 立桿水平位移監測

      高支模和腳手架外觀差不多,立桿水平位移在高支模和腳手架監測中都會用到,立桿水平位移采用拉線位移計來完成立桿水平位移的測量,拉線位移計具有安裝方便、成本可控、走線簡單、精度高的優點。

      5 采集制度

      由于支架的破壞非常迅速,對采集頻率要求較高,可以根據支架的實際工作狀態設置采集時間。暫定每隔1秒采集一次,保證對結構的安全實時預警,起到防患于未然的作用。

      6 閥值確定原則

      定閥值采樣中,有幾個關鍵工作需要深入研究。不同結構、結構的不同測試部位的閥值均不一樣,因此需要對此有針對性的分析才能確定閥值的大小。對結構來說閥值的確定有三個途徑:一、理論計算,將設計荷載所導致的結構響應作為閥值的標準之一,此時需要準確的計算模型以及荷載估計,一般由設計單位提供;二、施工監控和結構試驗得到的信息;三、實際測試,在設備安裝系統運行后,可將實際測試得到的結果作為閥值。

      7 數據傳輸

      根據現場實際情況,可以靈活選擇數據傳輸方式。采用無線采集傳輸方式更加方便可靠,傳感器直連無線采集節點,節點通過無線與無線采集網關通信,數據在無線網關完成匯集及傳輸,數據可直接通過電腦現場查看,也可以同時上傳云端,實現遠程管理。

      8 系統供電

      高支模腳手架監測主要是施工期,一般來說監測周期較短,且現場腳手架環境復雜,結合經濟合理以及安裝方便等需求,可使用市電供電和干電池供電兩種供電方式,其中尤其推薦干電池供電的方式。


      部分項目實例





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