探索高支模安全監測預警技術

劉四清

【摘要】日新月異的現代社會中，隨著城市建設步伐加快，高樓大廈如雨后春筍般一樣亭亭玉立，高速鐵路、地鐵、機場同時也全面進入人民生活視野。我們的城市建設總是離不開混凝土結構，混凝土結構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，對其進行安全監測預警是提前做好風險預防重要控制措施。

【關鍵詞】高支模;安全監測;預警

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.126

1、高支模安全監測技術意義

依據住房城鄉建設部（2018）37號及建辦質（2018）31號規定混凝土模板支撐工程：搭設高度8m及以上、或搭設跨度18m及以上，或施工總荷載（設計值）15kN/m2及以上，或集中線荷載（設計值）20kN/m及以上屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程。

以上支架模板工程（簡稱：高支模）的施工安全狀況關系著工程的人員財產安全，因此，我們在施工中引進了高支模在線監控預警系統，系統采用無線傳輸，位移傳感器、稱重傳感器、聲光報警器均通過采集設備無線信號連接，測斜功能則采用節點內部模塊電路實現系統內節點通過無線與主機通信，數據在主機軟件完成展示及監測過程，并在出現超限時及時報警并消除安全隱患，提前做好風險預防的重要手段。結合運用視頻監控、BIM技術及智慧工地，使得高支模在線檢測更加全面、可控、有效，更能預判風險，提前規避，實現安全更規范。

2、高支模安全監測技術方案

2.1 監測內容選取

高支模監測內容的選取遵循行業技術規范《建筑施工臨時支撐結構技術規范》JGJ 300-2013 中明確對高支模的位移和內力作為監測內容：高支模監測參數包括：整體水平位移、模板沉降、立桿軸力、桿件傾斜，監測方法：積極采用實時監測方法，監測階段：包括高支模的預壓、混凝土澆注過程?；谝陨显瓌t對高支模的監測內容為：（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 監測點位的選取原則

行業規范中對位移監測點位選取要求：每個支撐結構應設基準點;在支撐結構的頂層、底層及每5步設置位移監測點;監測點應設在角部和四邊的中部位置。行業規范中對內力監測點位選取要求：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;高度區間內測點數量不應少于3個。

高支模的監測測點和位置在遵循行業規范要求外，還應綜合考慮監測目的、監測對象、監測方法、監測成本及周邊環境，現場管理者要用最經濟的監測方法，根據周邊環境對監測點位進行布置來完成對目標對象的監測。

對于支架立桿的軸力監測，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。支架的變形，通過對支架的沉降和傾斜進監測。由于支架較高，往往在上部結構的位置變化最為明顯。因此選取測點應選取較靠上的桿件，但不宜選取最上方的桿件進行儀器安裝，以免影響工人正常施工作業。

2.3模板沉降監測

2.3.1 監測方法

對于目前市場上的自動化測量，采用拉線位移計完成沉降的測量。拉線位移計一般量程可以根據要求選取，所以采用牽引線方式來完成整個位移的測量。

2.3.2 模板沉降監測設備（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℃信號輸出：RS485輸出。

2.3.3 點位布設

沉降監測點布設在中間承重的高大模板的跨中至少需布置1個測點。每段整個沉降監測點位布設5個測點。

2.4立桿軸力監測

2.4.1 監測方法

高支模的支架大多采用碗扣式或盤扣式的鋼管構成。碗扣式或盤扣式鋼管作為長細結構，若軸力過大，則有可能造成結構失穩，從而釀成安全事故。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。

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

2.4.3 點位布設

為了方便后續數據分析，軸力監測斷面兩頭立桿上，每段一般設置2個軸力監測點。

2.5桿件傾斜監測

2.5.1 監測方法

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。對桿件的傾斜監測采用盒式固定測斜儀?？梢詫，y兩個方向的傾斜進行實時監測。

2.5.2 桿件傾斜監測設備（圖三）：測斜儀（MMA8451Q），X、Y雙方向

量程：±30°精度：±0.1°節點內置。

2.5.3 點位布設

為了方便后續數據分析，傾斜監測布設在兩頭的立桿上來監測桿件傾斜。

2.6 預警數據采集

由于支架體系的破壞非常迅速，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，一般是每隔05～1小時采集一次，當采集到的數據超出預警閾值時，可增大采集頻率，保證對結構的安全實時預警，起到防患于未然的作用。

2.7預警值確定

監測報警值可根據《建筑施工臨時支撐結構技術規范》JGJ300-2013，8.0.9條內容：監測報警值應采用監測項目的累計變化量和變化速率值進行雙控，（累計變化量和變化速率雙控均超過控制值70%或雙控指標之一超過85%為黃色預警，雙控均超過控制值85%或雙控指標之一超過100%為橙色預警，雙控均超過控制值100%或雙控指標之一超過150%為紅色預警，）并應滿足表8.0.9規定：

2.8系統預警功能

2.8.1管理軟件預警

預警閾值的設定是根據各行業規范（公路、市政、房屋建筑工程等）來確定預警值，結合以往的監測施工經驗中配置得來的;由于高支模的工況變化復雜，需設置黃、橙、紅色的預警模式以應對不同的工況，根據不同等級進行預警上報且防止漏報誤報等情況。

2.8.2短信報警

短信報警可根據用戶設置的黃、橙、紅色不同級別進行預警傳送，系統會自動按照報警的級別進行短信發送。

結語：

總之開展高支模安全監測是危險性較大的分部分項工程風險管控的重要手段，該監測方法適用于公路、市政、房屋建筑工程等各行業的支架模板工程，各參建單位要充分認識到對高支模安全監測的重要性，進一步增強安全風險管控意識，堅持全面識別切實做好高支模的風險防控工作，提前消除各類安全隱患，有效遏制安全事故的發生。

參考文獻：

[1]建筑施工臨時支撐結構技術規范JGJ300-2013.

[2]《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》住建部令第37號.

[3]建辦質〔2018〕31號住房城鄉建設部辦公廳關于實施《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》有關問題的通知.