超危高支模施工架体安全监测技术

分类：电力论文发表 时间：2019-11-25 09:56 关注：(1)

　　随着大型电子厂房体量的不断增加，结构跨度、层高、构件尺寸等随之增加，电子厂房施工过程中的难度及危险系数也在成倍上涨。其中，高支模作业早已成为电子厂房施工过程中安全管控的重点。通过将现代先进的传感器、计算机及互联网等技术与高支模的安全管理规范相结合，实现对模架支撑体系科学的实时监测，根据高支模架体坍塌前各杆件变形和受力情况，有针对性地采集数据。根据规范要求设置架体各类参数预警值。如现场浇筑混凝土过程中，架体参数超过预警值，现场仪器将发出警报，现场管理人员便可叫停施工作业，根据仪器数据排除险情。

　　关键词：施工;安全

　　监测数据还可上传网络，实现多部门同时监管，增加高支模施工安全性和可控性。采用实时监测方式，监测项主要为模板沉降、立杆倾斜、立杆轴力等。测点布置在架体内部，且受力条件薄弱、易倾覆位置布设1个监测点，每个监测点布设架体位移变形传感器、倾角传感器、轴力传感器(见图1)。安排专人在首层外围采用自动化采集仪，在高支模预压、浇筑混凝土及混凝土初凝过程中实施实时监测。当监测数据接近报警值，自动加密监测频率。达到报警值时，自动触发预警系统，通过声光方式报给现场各参建方管理人员。

　　1工程概况

　　广州超视堺第10.5代TFT-LCD显示器生产线项目一期总占地面积约56.2万m2，厂区规划总建筑面积约179.5万m2。主要生产建筑物为1号阵列厂房、2号阵列厂房、3号彩膜厂房、4号成盒及偏贴厂房、5号模组厂房、6号综合动力站、17号综合动力站、废水处理站、附属设施、配套设施等。本项目中阵列厂房、彩膜厂房、成盒及偏贴厂房均采用高支模全过程安全监测技术，以其中的4号成盒及偏贴厂房为例，介绍高支模监测系统在本项目中的应用情况(见图2，3)。

　　2传感器作用原理及安装方法

　　2.1传感器作用原理

　　1)倾角传感器支撑体系产生倾斜变形，通过安装支架传递至倾角传感器。传感器内部装有电解液和导电触点，当传感器发生倾斜变化时，电解液液面始终处于水平，但液面相对触点的部位发生改变，也同时引起输出点量改变。倾角传感器随着被测物的倾斜变形量与输出点量呈对应关系，以此可测出被测物倾斜角度，同时测量值可显示以零点为基准值的倾斜角变化方向。倾角传感器可布设为1个测量单元独立工作，也可多支连接点布设，测出被测部位的各段倾斜量，得到架体整体变形曲线，如图4所示。2)轴力传感器在立杆顶部降下顶托，安装轴力传感器在顶托与龙骨间，再上紧顶托，立杆顶托与龙骨需平整，可与传感器上、下两边紧贴，使轴力传感器与立杆、模板受力在同一垂线上，共同受力。轴力传感器安装调试完成后，只需在主机设置工程相关信息，主机根据设置的报警值、监测频率进行数据采集、报警。轴力变化曲线如图5所示。3)位移传感器竖向位移传感器安装在模板下横杆上，安装时使传感器线头垂直向下，拉出约100mm，采用钢丝线与下部配重相连。水平位移传感器安装在立杆顶部，使线头水平方向拉伸，拉出约100mm，用钢丝拉在另一侧立杆上。每个立杆安装2个位移传感器(竖向、水平)，呈90°方向安装，分别测2个方向位移。如架体立杆或横杆产生位移，传感器拉出的线头会缩回或被拉出，进而测出位移量，数据传入计算机软件中，通过自动与预设报警值对比，实现实时监测(见图6)。

　　2.2安装方法

　　传感器安装及使用流程为:模架支撑体系搭设完成→确定测点布设位置→安装监测设备→调试设备→启动实时监测→数据采集→问题处理及数据收录→拆除设备。准备工作如下。1)根据高支模专项施工方案和流水段划分图，确定各流水段区域内的监测点数量及位置。2)提前向架子工、木工、混凝土工、监测人员及现场管理人员交底监测设备报警后的处置措施。3)提前协调必需的监测场地及防风防雨设施，保证220V交流电供应至监测场地和施工面，协助监测人员进行测点布置与拆卸。测点布设原则如下。1)模架变形观测点(水平位移、竖向位移)模架支撑体系变形采用位移计等精度较高设备，便于实施自动化采集;模板支撑体系的中央通长是情况较差的监测点，采用位移计等传感器;观测点设置于关键部位或薄弱部位，一般设置于每个流水段范围内支撑架体的4个角顶部、四边中部以及流水段中部受力较大的部位;每个流水段支撑体系设置稳定基准点，且具有良好的稳定性和可靠性，不得影响现场正常施工。2)支架倾斜观测点倾斜观测点采用高精度双轴倾斜传感器，可同时监测水平面上x，y方向倾斜值。安装点位于支撑体系特征点处，如支撑体系四角、长边中点等及其他根据施工现场特点需重点关注的部位。设备安装需采用专用扣件，确保传感器埋设稳固。此外，传感器需与通信设施模块分离，两者通过软线连接，避免通信设备在更换电池、设置参数过程中对监测结果的干扰。3)轴力观测点轴力观测点应采用高精度轴力传感器，应在支撑体系顶部布设。布设位置根据现场实际情况，选择受力较集中部位等有代表性的位置。由于布设于顶部，需调节原模架顶托，安装时，先将顶部支架旋转调下至一定空间，然后放入轴力传感器，再将顶托支架选择向上直至将轴力传感器安装牢固为止。确保所在立杆上模板和传感器均密切接触，避免悬空。每个流水段选择4处布设监测设备(见图7)，混凝土浇筑前监测1h，浇筑过程中持续监测，混凝土浇筑后监测3h，每小时读数≥2次。

　　3数据采集整理

　　整理资料时，只有提高分析能力才能做到去伪存真、舍粗取精、正确判断、准确表达，以提高监测资料的整理水平，充分发挥监测工作对工程施工的指导作用。根据实际监测经验及理论研究成果，在对各监测项目实测数据进行整理时，应重视实测资料整理方法。例如，对于模架位移，监测人员应根据测量数据绘制位移平面图，以提供设计人员检验原设计意图和帮助施工人员考虑下一步注意事项，决定是否采取一些必要措施等，进而保证工程施工顺利进行。对支架内倾斜或水平位移实测数据，应选择典型测点，绘制位移大小和速率变化曲线，以帮助工程技术人员进一步分析围护结构稳定性。对于立杆轴力，应注意对温度变化量测，提高监测数据准确性。现场实测数据经过必要的分析计算后，以直观形式(如表格、图形)表达出被测指标的当前值与变化速率，及时反馈获取的与施工过程有关的监测信息，以供设计、施工及有关工程技术人员决策使用，达到信息化施工。进行监测资料整理与分析时，一定要注重误差分析与处理，以确保监测成果正确性。

　　4工程应用实例展示

　　4号厂房应用概况如表1，2所示。此项目采用高支模全过程架体安全监测技术，使用此监测技术的流水段共计154段，浇筑混凝土中发生报警情况共计3次，北区发生2次，南区发生1次。发生预警后，项目领导立即带领由安全、技术、工程等部门组成的应急小组赶赴现场，结合监测仪器的具体数值，找到报警位置，并做出相应加固，成功避免高支模坍塌事故3次，为项目避免了重大经济损失及人员伤亡。5结语超危高支模施工全过程架体安全监测技术是伴随计算机、互联网快速发展而产生的新技术，此技术相对于传统观测技术更高效、精准，可在施工过程中提前预判架体坍塌风险，且具有数据监测频率更高、数据采集更精准、数据更加多样性、数据整理及统计更快速形象等优点。利用此技术，减少观测人员投入、提高监测效率，是施工信息化必不可少的一项新技术。

　　作者：王志伟 刘云非 周海涛 陈佳明 单位：中建一局集团建设发展有限公司