大截面现浇梁高支模监测系统设计实施分析

牛建新

(山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西阳泉 045000)

1 工程概况

山西平舒煤业温家庄矿井翟下庄分区进风立井井塔工程，东西向 21.2 m，南北向 24.6 m，地下 1 层，地上 6 层，结构高度为 60.6 m。

井塔工程第五层，层高 7.4 m，板厚 150，梁截面为1 040 mm×4 000 mm，1 200 mm ×4 000 mm，800 mm ×4 500 mm，1 100 mm×5000 mm，最大线荷载达到137.5 kN/m，属于超限结构，是施工活载最大的部位，确定为本次监测对象。

2 监测监控系统设计

2.1 系统功能

基于高支模事故原因，系统主要监测高支模关键点的模板沉降、立杆轴力、立杆倾斜等参数，通过无线采集数据实时查看监测数据，当浇筑过程中各监测参数超过报警时，系统自动报警;通知现场人员排查安全隐患。

2.2 主要设备

2.2.1 智能无线数据采集主机

智能无线数据采集仪主要应用于现场无线采集监测传感器的数据，并将数据推送到系统数据平台，可现场用于高大模板支护体系的施工安全检测。

2.2.2 智能无线数据采集终端

智能无线数据采集仪主要应用于监测过程中传感器数据的无线采集与传输;可采集模拟信号、电压信号、电流信号，内置高精度倾角仪等，将数据传输到监测主机。

2.2.3 高精度拉绳式位移传感器

具有采用高精度电阻传感器，精度高、采用铝合金外壳耐腐蚀性好、多种安装方式、适应性好等特点。

2.2.4 立杆轴压传感器

主要用于监测高支模立杆轴力，与采集终端链接，无线采集。

2.3 技术参数

监测设备技术参数表见表1。

3 监测实施

3.1 监测监控系统布置原则

能反映高支模体系整体水平位移的部位;跨度较大或截面尺寸较大的现浇梁跨中等荷载较大、模板沉降较大的部位;测点布置在梁跨度方向，当跨度不大于9 m时应至少在1/2跨位置，大于9 m时应在1/4，1/2，3/4位置布置测点;每个监测面应布置1个支撑沉降、1个立杆轴力、1个倾角传感器。

表1 监测设备技术参数表

3.2 监测点布置设计

对第五层标高44.1 m大截面梁(1 040 mm×4 000 mm，1 200 mm×4 000 mm，800 mm×4 500 mm，1 100 mm×5 000 mm)进行监控，共计布置6组监控设备。图1中圆点为监控监测点。

图1 监控监测点布置图

3.3 设备调试及安装

3.3.1 调试

智能无线数据采集主机即手持式主机，开机后按照电脑提示操作依次输入工程名称、部位等各项参数后启动监控，指示灯变为绿色即可。

3.3.2 安装

立杆轴压传感器:将其放置在顶丝与梁支撑主梁之间，将顶丝拧紧。高精度拉绳式位移传感器:使用自带专用扣件固定在立杆顶部以下500 mm左右位置，外接拉绳下部固定重物，将内置拉绳拉出100 mm，下部重物离地面距离大于200 mm。智能无线数据采集终端(倾角仪):使用自带专用扣件固定在立杆顶部以下500 mm，将立杆轴压传感器及高精度拉绳式位移传感器接出的数据线相连。将一台立杆轴压传感器、一台高精度拉绳式位移传感器、一台智能无线数据采集终端(倾角仪)合并为一组监控设备。

3.4 预警值及报警值设置

3.4.1 设置依据

立杆轴力:其预警值为立杆上部永久荷载及可变荷载之组合，以5×1.1 m梁为例:施工方案中立杆纵距0.3 m，立杆横向布置5根。根据JGJ 162—2008建筑施工模板安全技术规程，公式如下架自重标准值G1k(kN/m2):0.5;新浇筑混凝土自重标准值G2k(kN/m3):24;混凝土梁钢筋自重标准值G3k(kN/m3):1.5;施工荷载标准值Q1k(kN/m2):4;永久、可变分项系数:1.35，1.4;永久荷载:模板自重 G1=0.5×(5+5+1.1)×0.3/5=0.333;新浇筑混凝土自重 G2=24×5×1.1×0.3/5=7.92;钢筋自重 G3=1.5×5×1.1×0.3/5=0.495;可变荷载:Q=4×1.1×0.3/5=0.264;S=1.35×(G1+G2+G3)+1.4Q=1.35×(0.333+7.92+0.495)+1.4×0.7×0.246=12 kN。模板沉降:监测报警值可根据 JGJ 162—2008建筑施工模板安全技术规程，4.4.1第3条，支架的压缩变形或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1 000;杆件倾角:监测报警值根据JGJ 300—2013建筑施工临时支撑结构技术规范，表 8.0.9，水平位移位移量:H/300，折算角度为 0.2°。

3.4.2 预警值和报警值的设置

根据模板工程专项施工方案及设置依据，各监测参数的预警值和报警值设置详见表2。

3.5 监测频率

监测频率:在浇筑混凝土过程中应实时监测，监测频率20 min～30 min一次;在混凝土初凝前后及混凝土终凝前实时监测;终凝后的监测频率为每天一次。当出现下列情况之一时，立即启动安全应急预案:监测数据达到报警值时;支撑结构的荷载突然发生意外变化时;周边场地出现突然较大沉降或严重开裂的异常变化时。

4 监测结果分析

4.1 监测具体情况

本次实时监测(北京时间)自2019年8月2日9:45分开始，2019年8月4日8:20分结束，共47 h。监测结果见表2。

4.2 监测结果分析

4.2.1 异常数据分析

表2 实测数据及监测结果

6号点刚开始监测时，20 min后数据采集终端显示为离线状态，离线时间持续10 min后恢复正常但监测数据未被设备记录。分析其原因是由于传输信号问题导致数据异常。

4.2.2 预警值及报警值数据分析

3号点轴力预警监测点在2日13:55分时数值逐步递增至9.5 kN，预警后立即停止对其混凝土浇筑并查看现场，发现是由该位置混凝土浇筑分层厚度较大导致。分析其原因是由于泵管浇筑位置移动过慢导致分层厚度较大。

4号点模板沉降监测点在2日13:43分时突变为14 mm，现场立即停止对其混凝土浇筑并查看现场，发现模板拼缝漏浆滴落在沉降监测拉线上造成监测值突变，经过清理后恢复正常。

4.3 监测整体分析

立杆轴力、杆件倾角、模板沉降除去异常、报警、预警值外其余所有测点的数据均为平稳上升至一个稳定值，且一直稳定至浇筑结束。

5 结语

本次应用自动化程度高、仪器精度高、可靠性好，产生了较大的社会效益、经济效益，特别是安全效益更为显著，随着时代进步，监测监控系统必然会得到更为广泛普遍的推广应用，希望本文能起到抛砖引玉的作用。