广东有色工程勘察设计院 广东广州 510000
摘要：通过对混凝土浇筑过程中的高支模系统监测，采取强有力的技术保障和管理监督措施，及时发现高支模系统的异常变化，分析和采取加固等补救措施，确保混凝土浇筑完成。当高支模监测参数超过预设限值时，及时通知现场作业人员停止作业、迅速撤离现场，预防和杜绝支架坍塌事故的发生。因此，在混凝土浇筑过程中对高支模的监测是十分必要的。
关键词：高支模，支架，倾斜监测；沉降监测；轴力监测；位移监测
1、工程概况
工程位于广州市黄埔区，跨线桥桥跨布置为4×32.7m+（41+56+41）m+（2×26+2×32.7）m，分左右幅设置，单幅桥宽13.5m，每幅桥横断面布置为：0.5 m（防撞护栏）＋0.25（安全带）＋12.0 m（机动车道）＋0.25（安全带）＋0.5 m（防撞护栏）=13.5m。（41+56+41）m 主桥结构采用预应力砼连续箱梁。中支点梁高330cm，跨中梁高200cm，跨中梁高200cm，翼缘悬臂250cm。箱梁采用单箱双室，斜腹板，箱底宽570~700cm，支点腹板厚80cm，跨中腹板厚50cm。在每个墩顶对应位置设1道横梁，中横梁宽2.8m，边横梁宽1.8m。在主跨跨中位置设0.28m厚中横隔板。为保持箱内干燥，在箱梁根部区段底板上设有排水孔，箱梁腹板位置每5m 设置一个通风孔，保持箱内通风。纵向预应力采用公称直径15.20mm 的预应力钢铰线，抗拉强度标准值fpk＝1860MPa，现浇箱梁采用17股钢绞线，锚具为M15-17，设计张拉控制应力为1302Mpa；中横梁预应力采用15 股钢绞线，锚具为M15-15，设计张拉控制应力为1395Mpa。预应力管道采用塑料波纹管，采用真空压浆工艺灌浆。
根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》建办质[2018]31号对混凝土模板支撑工程的规定：①搭设高度8m及以上；搭设跨度18m及以上，施工总荷载15kN/㎡及以上；集中线荷载20kN/m及以上，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围，应当组织召开专家论证会。②搭设高度5m及以上；搭设跨度10m及以上；施工总荷载10kN/m2及以上；集中线荷载15kN/m2及以上；高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程，属于危险性较大的分部分项工程范围。
通过查看图纸进行分析和计算，跨线桥浇混凝土长138米，属于高支模监测区域。
2、高支模监测的目的及意义
在模板施工过程中，测定混凝土浇筑期间的支架结构的位移和沉降数据，把握模板及支架结构的变形情况，并比较其在施工过程中的变化，进行监测数据的处理、分析及信息反馈，定量判断和评价梁体及支架结构的动态，及时提交阶段性监测结果，为设计变更作好适时的准备工作，确保施工能安全进行，从而达到施工的合理与经济的目的。
随着经济社会的持续快速发展和建筑科学技术的日益进步，各种商业建筑、住宅工程的规模、空间和体量均呈逐步增长趋势；建筑物的平面布局、结构类型更加复杂多样；大跨度、大截面梁及高空间的建筑物层出不穷，与此同时要求建筑物的支撑体系更高大、更复杂，因此，高大支模的应用越来越普遍，安全风险也越来越高。高支模坍塌事故的发生往往具有突然性，安全事故发生时间普遍很短，从出现危险征兆到事故发生通常只有数分钟的时间。加上高支模本身具有的高空间、大跨度等特点，导致高支模安全事故一旦发生，往往造成重大人员伤亡和巨大的经济损失。建筑施工企业的安全管理工作已将模板坍塌作为重大危险源进行识别和控制。
高支模施工现场安全管理有赖于完善的安全管理规章制度和科学先进的监测方法。与逐渐健全的高支模施工安全管理规章制度相比，高支模安全检测方法目前主要还停留在传统的光学观测、人工报警的基础上。
高支模安全事故主要是由于高支模在荷载作用下产生过大变形或过大位移，诱发系统内钢构件失效或者诱发系统的局部或整体失去稳定，从而发生高支模局部坍塌或整体倾覆，造成施工作业人员伤亡。通过对混凝土浇筑过程中的高支模监测系统进行系统的监测，采取强有力的技术保障和管理监督措施，协助现场施工人员及时发现高支模系统的异常变化，及时分析和采取加固等补救措施，当高支模监测参数超过预设限值时，及时通知现场作业人员停止作业、迅速撤离现场，预防和杜绝支架坍塌事故的发生。因此，在混凝土浇筑过程中对高支模的监测是十分必要的。
高支模支撑体系坍塌破坏的模式主要有6种，如下图1所示：
（1）支架顶部失稳造成的整体（局部）坍塌破坏；
（2）支架底部失稳造成的整体（局部）坍塌破坏；
（3）支架中部失稳造成的整体（局部）坍塌破坏；
（4）支架架体破坏造成的整体（局部）垮塌破坏；
（5）支架过大沉降变形造成的整体（局部）垮塌破坏；
（6）支架过大沉降变形造成的整体倾覆垮塌破坏。
图1 高支模破坏形式示意图
由以上坍塌模式和原因可知，对高支模事故的防止工作是个包含“设计—检测—施工—监测”的系统工程。
3、监测项目、测点布置和精度要求
3.1高支模监测项目和精度要求如下表所示：
3.2监测点布置平页如下图所示：
4.监测结果分析
4.1 高支模支架倾斜监测
支架高支模倾斜监测点部位在监测期间变化情况如下：累计倾斜量最大的点是QX4，倾斜量0.4，最小的点是QX1，倾斜量0.04；各测点没有发现异常变形，累计倾斜变化量没超过设计报警值。
4.2 支架高支模沉降监测
支架累计沉降量最大的点是CJ14，沉降-4.42mm，最小的点是CJ22，沉降-0.78mm；各观测点没有发现异常变形，累计沉降变化量没超过设计报警值。
4.3 高支模支架轴力监测
支架累计轴力量最大的点是ZL27，压力7631.48 kN，最小的点是ZL7，压力6450.48kN；各观测点没有发现异常变形，累计轴力变化量没超过设计报警值。
4.4 高支模支架位移监测
支架累计位移量最大的点是WY2，位移3.8mm，最小的点是WY27，位移0.0mm；各观测点没有发现异常变形，累计位移变化量没超过设计报警值。
5.结论
根据本工程监测结果分析，在监测期间，各监测点的最终变形量较小，各分部高支模各监测项目指标均未超过规范及高支模施工方案规定报警值及控制值，混凝土浇筑过程中高支模板体系整体稳定、正常。
参考文献：
[1]夏才初、潘国荥，土木工程监测技术，北京，中国建筑工业出版，2002年。
[2]石杏喜，工程测量，北京，国防工业出版社，2016年。
论文作者:余荣平,余泽华,陈真海
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第5期
论文发表时间:2019/9/24
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