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摘要：近年来，越来越多的大型和复杂的工程项目出现。作为这些项目的支撑系统，高支模支撑系统在工程领域得到了非常广泛的应用。高支模支撑系统具有鲜明的特点，如复杂性，突发性等。过去的几年，经常出现高支模的安全事故，对建设项目的施工造成了严重危害。高支模自动化监测系统的监测范围广，内容实时性强，操作简单，可准确地反映高支模支撑系统的变形情况，针对变形情况及时采取相应措施，能够降低高支模施工的事故发生率。
关键词：高支模；自动化监测；技术探讨
1 高支模的特点和监测目的
1.1 高支模特点
（1）复杂性：对高支模施工安全的因素包括地基、建筑材料、岩土、结构等，还要考虑支架搭设范围内的交通、地下管线及建筑物的保护；
（2）支架材料、支架结构式以及项目管理的多样化；
（3）高危性：高空作业、规模庞大、工序多、工作量大；
（4）事故突发性：高支模工程事故具有突发性。
1.2 高支模监测目的
在施工期间对高支模立杆进行实时监测，实时为施工单位提供实时监测数据，指挥桥面工作人员施工，保障施工安全。当监测点变形量比较大或累计变形量接近预警值时，及时通知施工方、监理方、甲方，并建议施工方停止施工并对现场进行检查，同时加密观测至稳定为止，有效的防止高支模支撑系统在混凝土浇捣过程中因变形过大造成失稳等危险情况。监测结果及时提交业主、监理及施工各方，指导安全施工。
2 自动化监测
2.1 监测点安装
根据立杆的受力情况，结合相关规范和设计要求在拟监测的立杆位置上安装传感器，作为变形监测点。为了能较好反映支撑的变形，监测点布设在薄弱部位或关键部位，监测点根据现场情况适当做好防护措施。
（1）立杆水平位移、立杆倾斜监测点安装
立杆水平位移量是利用立杆高度与倾斜角换算出来。倾斜仪安装前，先根据设计要求确定仪器的安装位置和测量倾斜角的方向，打磨被测结物的安装部位，使其表面尽量平整。检查倾斜仪完好后，将倾斜仪的安装立杆固定在被测物的打磨部位，然后把倾斜传感器固定在立杆尽量高的位置上，随后调整安装立杆的定位螺钉，使倾斜仪的轴线尽量垂直，之后倾斜仪连接读数仪将初始测值调整接近零点。在倾斜仪的外圆上标有仪器的正负方向记号，安装时以此记号对应测量规定的正负方向。如安装在施工复杂部位及高大被测物的顶端部位，设置监测点保护设施和防雷保护措施。如图1所示。
水平位移量的计算公式：
S=H×tanA
其中，S：水平位移量；H：立杆高度；A：倾斜角
图1 立杆水平位移、立杆倾斜监测点
（2）立杆顶部轴力监测点安装
在立杆顶部降下顶托，安装轴压传感器安装在顶托与模板底梁之间，再上紧顶托，立杆顶托与模板底梁需平整，可与传感器上下两边紧贴，使轴压传感器与立杆、模板受力在同上垂线上，共同受力。轴压传感器安装完成后，用传输给与无线采集终端联接，记录终端编号，在主机中检查该编号是否有压力，一般有初始压力值，如无压力，需检查立杆顶托与模板梁底是否紧贴。如图2所示。
图2 立杆顶部轴力、立杆沉降监测点
（3）立杆沉降监测点安装
安装时使传感器线头垂直向下，拉出约100mm，用钢丝线与下部配重相联，注意钢丝不能有过大的自身变形，配重需有足够重量，使传感器线头回缩，钢丝与配重需独立，不能与支架相接。位移传感器安装完成后，用传输给与无线采集终端联接，记录终端编号，在主机中检查该编号是否有位移读数，一般有初始读数，如无读数，可拉动线头端或复位再拉出，至有读数。如图2所示。
3 监测方法
（1）立杆倾斜、立杆水平位移监测方法
支撑体系产生的倾斜变形，通过安装支架传递给倾斜传感器。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，电解液的液面始终处于水平，但液面相对触点的部位发生了改变，也同时引起了输出点量的改变。倾斜仪随着被测物的倾斜变形量与输出的点量呈对应关系，以此可测出被测物的倾斜角度，同时它的测量值可显示出以零点为基准值的倾斜角变化的正负方向。
倾斜仪可布设为一个测量单元独立工作，亦可多支连接点布设，测出被测部位的各段倾斜量，以此将被测物的整体变形曲线描述出来。若在被测物上装为二维方向，可测被测物的二维变形。倾斜仪可回收重复利用，且数字式方便实现量测自动化。将传感器与测量主体固接，当被测量物发生倾斜，倾角仪的倾角随之发生变化，进而测量被测物体的倾角变化量。立杆水平位移是利用立杆高度与倾斜角换算出来。
（2）立杆顶部轴力、立杆沉降监测方法
传感器安装调试完成后，只需在主机设置工程相关信息，主机自己根据设置的报警值、监测频率进行数据采集、报警。
4 案例应用
体育馆建筑基底长为40米，宽为26米；建筑面积4105.2m2；建筑层数地上3层，地下1层；地上建筑高度23.4m，地下建筑高度5.5m。为满足体育馆每层支撑体系在浇筑混凝土施工期间的安全，在每层支撑系统的薄弱部位或关键部位共布设15组监测点（立杆水平位移、沉降、立杆倾斜及立杆顶部轴力）来监测支撑体系变化情况。
图3 监测数据变化曲线图
由于该项目高支模施工时间较长、监测频率大、工作量大；而且高支模的监测点大部分布设在支撑体系内部，在晚上或者光线不足的情况下，传统测量监测困难，很难实时提供变形点的变形量，监测精度也难以保证。为保证支模体系的安全，必须实时动态反映支模体系的变化情况，该项目采用自动采集、信息传感等技术集成了变形测量、超限报警的新型自动化监测设备，实现高支模监测数据实时采集、实时传输、实时计算、科学预警、智能报警、协同管理等功能。
自动化监测系统采集频率可高达到1Hz，技术员设置完报警值后，可根据系统界面显示的监测数据及高支模变形曲线图，实时监控支撑体系的变化情况；设置报警值，自动报警，及时、有效、快速的指导高支模的安全施工。
对本项目高支模自动化监测数据进行分析有两大特点（如图3）
（1）阶梯性：各监测项目数据随着施工进度，呈现明显的阶梯变化，且各阶梯阶段，数据稳定；
（2）急变性：相比于阶梯阶段的稳定时常，在荷载增加过程中存在“急剧变化阶段”。
5 结语
自动化监测能及时、准确反映支撑体系的变形，为安全施工提供了保障，对安全施工起到良好的效果，体现了监测数据的可靠性和高支模监测的重要性，改变了传统高支模监测依靠人工监测的局限性，大大提高了现场工作效率和监测精度，降低了劳动强度，更好适用于现代化施工。
参考文献：
[1]李志民，陈业林，马恒吉，程小康，刘泽华等.高支模电子监测系统在工程中的应用[J].建筑工程，2017，27（5）：36-38.
[2]《广州市城乡建设委员会关于进一步加强危险性较大的混凝土模板支撑工程和承重支撑体系安全监测工作的通知》（穗建质[2014]168号）
[3]《广州市住房和城乡建设委员会关于全市危险性较大的混凝土模板支撑工程和承重支撑体系推进自动化安全监测工作的通知》（穗建质[2017]1006号）。
论文作者:黄银俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：立杆论文; 倾斜仪论文; 传感器论文; 位移论文; 倾斜角论文; 部位论文; 实时论文; 《基层建设》2018年第23期论文;