機場工程高支模監測設備應用

陳偉　李寶江　周垚臣

[摘要]在長春機場項目中使用高支模實時檢測預警系統，根據機場項目的實際情況及支設高度，設計出符合機場項目的高支模監測方案，在復雜的結構類型中，多種高支模標高控制中，如何根據高支模破壞形式合理的布置高支模監測設備及現場高支模施工措施，是保證機場建設安全的重中之重。

[關鍵詞]高支模；監測設備；施工措施；施工安全

文章編號：2095-4085（2016）07-0067-02

隨著我國國民經濟的快速發展和城市化進程的加快，大型復雜工程項目的建設日益增多，高支模系統作為此類工程的模板支撐體系得到了越來越廣泛的應用。由于高支模系統本身具有多樣性、復雜性及高危性的特點，近年來，高支模系統坍塌事故頻繁發生，嚴重威脅大型建筑的施工安全。本工程為長春龍嘉機場二期擴建項目，是吉林省的重點工程，也是形象工程，本工程中存在大量高支模區域，為保證施工安全，在機場施工現場內設置高支模監測設備。

1工程概況

長春龍嘉國際機場二期擴建工程T2航站樓建筑面積12.8×104m2，結構為全現澆的鋼筋混凝土框架結構，設置64根鋼管錐形柱支撐屋面網架體系。地下室層高6.3m，一層層高8.6m，夾層層高4.3m，柱子凈高最小1.8m，最大14.67m，且尺寸不集中；框架梁按空間角度變化、梁柱節點極不規則，存在10種高支模標高，架體高度航站樓區域分別為8.475m，8.347m，10.175m，10.475m，9.875m，8.375m，8.205m，8.305m，塔臺區域高度為23.55m，46.60m，現場采用輪扣式腳手架，步距1200mm，縱橫向間距900mm。

2高支模事故原因分析

2.1事故主要原因

高支模安全事故主要是承載過大或變形所致，鋼管板支撐體系坍塌破壞的模式主要有六種：（1）支架頂部失穩造成的 （局部 ）坍塌破壞；（2）支架底部失穩造成的整體 （局部 ）坍塌；（3）支架中部失穩造成的整體 （局部 ）坍塌破壞；（4）支架破壞造成的整支架垮塌破壞；（5）支架過大沉降變形造成的整體 （局部 ）垮塌破壞；（6）支架過大沉降變形造成的整體傾覆垮塌破壞。

以上破壞形式總結出高支模架體的關鍵部位及薄弱部位，跨度較大的主梁跨中、跨度較大的雙向板中、跨度較大的拱頂及拱腳、懸挑構件端部以及其它重要構件承受荷載較大或穩定性較差的部位。

2.2主要原因分析

（1）設計方面：設計人員對高大空間支撐體系的技術特性不熟悉，計算出現錯誤或取值不合理；模板支撐體系荷載計算錯誤或考慮不周，未能充分考慮施工過程中的附加荷載；計算模型不合理，未考慮立桿的偏心受壓影響等；設計構造措施設置不足。

（2）材料方面：鋼管和扣件的質量低劣；使用殘舊喪失工作性能的構件，如帶有裂縫、硬彎、壓痕等鋼管等。

（3）施工方面：模板支撐體系搭設不規范；未編制施工方案；澆筑順序不當；泵管靠在支模架上，使之產生晃動；澆筑與加固交叉作業；混凝土養護時間不足即拆模。

2.3事故原因總結

高支模發生局部坍塌，主要是高支模局部立桿失穩彎曲，由相連水平鋼管牽動相鄰立桿，引起連鎖反應，同時模板下陷，混凝土未固結時會在下陷處聚集加重荷載導致高支模局部坍塌；混凝土已初凝但強度不足時，則構件會“超筋”脆性破壞下墜，亦導致高支模坍塌。

3高支模監測方案對比

3.1高支模原有監測方法

原有的高支模施工安全觀察采用光學儀器，實際只能觀測到支模體系外圍的變形情況。加之高支模外圍體系有安全網，往往連觀測外圍的變形情況都不可行。原有的方法觀測間隔較長，實現不了實時監測，一旦出現變形超限，很難及時撤離危險區域。

3.2無線高支模實時監測系統

（1）高支模搭設完成后，通過安裝位移傳感器，實時監測該部位的位移（豎向下沉和水平位移），通過安裝壓力傳感器實時監測該部位的壓力值；通過安裝傾角傳感器，實時監測立桿的傾斜情況。

（2）混凝土澆筑過程中，監測系統實時監測，數據通過無線終端傳送給采集儀，并通過現場的監控計算機，進行數據分析和判斷。

（3）當監測值達到預警值時，提醒現場項目負責人、監理、監督員等排查原因。

（4）當監測值達到報警值時，觸發現場聲光報警器，提醒作業人員迅速逃離現場，避免人員傷亡。

4現場監測點布置及監測實施原則

4.1布置原則

以既有混凝土柱、剪力墻等固定結構為參考點，設置水平位移傳感器，監測高支模支架的整體水平位移；以支模體系地面為參考點，在梁底，板底模板安裝豎向位移傳感器，監測模板沉降；選取荷載較大或有代表性的立桿，在立桿頂托和模板之間安裝壓力傳感器，監測立桿軸力；選取對傾斜較敏感的桿件（如荷載較大或易產生水平位移的立桿），在桿件上端部安裝傾角傳感器，監測桿件傾角。

4.2各監測參數預警值和報警值設置

（1）監測頻率。為保證監測的實時性和有效性，在監測過程中數據的采樣頻率應大于或等于1Hz。

（2）監測實施要點。監測人員依據《高支模專項施工方案》制定《高支模實時監測方案》，明確監測參數和布點，由委托方組織設計、施工和監理等單位確定監測參數的預警值、報警值，明確監測的起始、終止時間。監測人員根據專項方案和監測方案的要求，在現場技術人員協助下完成傳感器和報警器安裝。

4.3混凝土澆筑過程監測

混凝土澆搗開始即進行不間斷監測，如遇監測現場斷電，在使用后備電源保證連續監測的同時，應要求委托方立即協調恢復供電。

保證監測過程中傳感器工作正常，保護傳感器不受破壞。當監測參數超過預警值時，應立即通知現場項目負責人和監理人員，以便及時排除影響安全的不利因素；當監測值達到報警值而觸發報警時，立即通知現場作業人員停止施工并迅速撤離。

5結語

機場項目高支模區域監測設備的應用，對目前高支模的施工安全起到了很大的保障措施，產生了巨大的社會效益及經濟效益，得到業主和監理的一直好評。

參考文獻：

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