机场工程高支模监测设备应用

陈伟　李宝江　周垚臣

[摘要]在长春机场项目中使用高支模实时检测预警系统，根据机场项目的实际情况及支设高度，设计出符合机场项目的高支模监测方案，在复杂的结构类型中，多种高支模标高控制中，如何根据高支模破坏形式合理的布置高支模监测设备及现场高支模施工措施，是保证机场建设安全的重中之重。

[关键词]高支模；监测设备；施工措施；施工安全

文章编号：2095-4085（2016）07-0067-02

随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，大型复杂工程项目的建设日益增多，高支模系统作为此类工程的模板支撑体系得到了越来越广泛的应用。由于高支模系统本身具有多样性、复杂性及高危性的特点，近年来，高支模系统坍塌事故频繁发生，严重威胁大型建筑的施工安全。本工程为长春龙嘉机场二期扩建项目，是吉林省的重点工程，也是形象工程，本工程中存在大量高支模区域，为保证施工安全，在机场施工现场内设置高支模监测设备。

1工程概况

长春龙嘉国际机场二期扩建工程T2航站楼建筑面积12.8×104m2，结构为全现浇的钢筋混凝土框架结构，设置64根钢管锥形柱支撑屋面网架体系。地下室层高6.3m，一层层高8.6m，夹层层高4.3m，柱子净高最小1.8m，最大14.67m，且尺寸不集中；框架梁按空间角度变化、梁柱节点极不规则，存在10种高支模标高，架体高度航站楼区域分别为8.475m，8.347m，10.175m，10.475m，9.875m，8.375m，8.205m，8.305m，塔台区域高度为23.55m，46.60m，现场采用轮扣式脚手架，步距1200mm，纵横向间距900mm。

2高支模事故原因分析

2.1事故主要原因

高支模安全事故主要是承载过大或变形所致，钢管板支撑体系坍塌破坏的模式主要有六种：（1）支架顶部失稳造成的 （局部 ）坍塌破坏；（2）支架底部失稳造成的整体 （局部 ）坍塌；（3）支架中部失稳造成的整体 （局部 ）坍塌破坏；（4）支架破坏造成的整支架垮塌破坏；（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。

以上破坏形式总结出高支模架体的关键部位及薄弱部位，跨度较大的主梁跨中、跨度较大的双向板中、跨度较大的拱顶及拱脚、悬挑构件端部以及其它重要构件承受荷载较大或稳定性较差的部位。

2.2主要原因分析

（1）设计方面：设计人员对高大空间支撑体系的技术特性不熟悉，计算出现错误或取值不合理；模板支撑体系荷载计算错误或考虑不周，未能充分考虑施工过程中的附加荷载；计算模型不合理，未考虑立杆的偏心受压影响等；设计构造措施设置不足。

（2）材料方面：钢管和扣件的质量低劣；使用残旧丧失工作性能的构件，如带有裂缝、硬弯、压痕等钢管等。

（3）施工方面：模板支撑体系搭设不规范；未编制施工方案；浇筑顺序不当；泵管靠在支模架上，使之产生晃动；浇筑与加固交叉作业；混凝土养护时间不足即拆模。

2.3事故原因总结

高支模发生局部坍塌，主要是高支模局部立杆失稳弯曲，由相连水平钢管牵动相邻立杆，引起连锁反应，同时模板下陷，混凝土未固结时会在下陷处聚集加重荷载导致高支模局部坍塌；混凝土已初凝但强度不足时，则构件会“超筋”脆性破坏下坠，亦导致高支模坍塌。

3高支模监测方案对比

3.1高支模原有监测方法

原有的高支模施工安全观察采用光学仪器，实际只能观测到支模体系外围的变形情况。加之高支模外围体系有安全网，往往连观测外围的变形情况都不可行。原有的方法观测间隔较长，实现不了实时监测，一旦出现变形超限，很难及时撤离危险区域。

3.2无线高支模实时监测系统

（1）高支模搭设完成后，通过安装位移传感器，实时监测该部位的位移（竖向下沉和水平位移），通过安装压力传感器实时监测该部位的压力值；通过安装倾角传感器，实时监测立杆的倾斜情况。

（2）混凝土浇筑过程中，监测系统实时监测，数据通过无线终端传送给采集仪，并通过现场的监控计算机，进行数据分析和判断。

（3）当监测值达到预警值时，提醒现场项目负责人、监理、监督员等排查原因。

（4）当监测值达到报警值时，触发现场声光报警器，提醒作业人员迅速逃离现场，避免人员伤亡。

4现场监测点布置及监测实施原则

4.1布置原则

以既有混凝土柱、剪力墙等固定结构为参考点，设置水平位移传感器，监测高支模支架的整体水平位移；以支模体系地面为参考点，在梁底，板底模板安装竖向位移传感器，监测模板沉降；选取荷载较大或有代表性的立杆，在立杆顶托和模板之间安装压力传感器，监测立杆轴力；选取对倾斜较敏感的杆件（如荷载较大或易产生水平位移的立杆），在杆件上端部安装倾角传感器，监测杆件倾角。

4.2各监测参数预警值和报警值设置

（1）监测频率。为保证监测的实时性和有效性，在监测过程中数据的采样频率应大于或等于1Hz。

（2）监测实施要点。监测人员依据《高支模专项施工方案》制定《高支模实时监测方案》，明确监测参数和布点，由委托方组织设计、施工和监理等单位确定监测参数的预警值、报警值，明确监测的起始、终止时间。监测人员根据专项方案和监测方案的要求，在现场技术人员协助下完成传感器和报警器安装。

4.3混凝土浇筑过程监测

混凝土浇捣开始即进行不间断监测，如遇监测现场断电，在使用后备电源保证连续监测的同时，应要求委托方立即协调恢复供电。

保证监测过程中传感器工作正常，保护传感器不受破坏。当监测参数超过预警值时，应立即通知现场项目负责人和监理人员，以便及时排除影响安全的不利因素；当监测值达到报警值而触发报警时，立即通知现场作业人员停止施工并迅速撤离。

5结语

机场项目高支模区域监测设备的应用，对目前高支模的施工安全起到了很大的保障措施，产生了巨大的社会效益及经济效益，得到业主和监理的一直好评。

参考文献：

[1]周恩海.高支模施工监测技术方案[J].中国新技术新产品，2014，（11）.

[2]JGJ建筑变形测量规范[S].2007.

[3]赖仁纯.自动监测系统在建筑工程高支模监测中的应用[J].广州建筑，2015，（2）：35-39.