在线监测系统在高支模安全监测中的运用初探

在线监测系统在高支模安全监测中的运用初探

危强

广东惠和工程检测有限公司    广东广州  510000

摘要：高支模建筑支撑施工因本身具有一定高危性、突发性及复杂性，致使其在建筑工程中屡屡发生安全事故。而在线监测系统因拥有操作便捷、监测范围广等特点，被广泛应用到高支模建筑安全监测项目当中。基于此，本文简单分析高支模在线安全监测系统结构，并深入探讨其在实际工程中的技术应用，以供参考。

关键词：高支模；在线监测系统；系统构架

引言：随着高支模施工体系在高层、大跨度建筑工程中的应用不断增多，其使用安全性受到了人们的广泛关注。合理应用在线安全监测系统，能够在建筑工程高支模施工过程中，为其提供一系列信息化安全指导，从而在保障工程施工安全的前提下，提升工程施工质量。

1. 高支模在线安全监测系统结构分析

运用无线传感网络分布构建的高支模信息化在线监测系统，主要由客户端信息数据监控系统、服务器系统及施工现场监测系统构成。现场监测系统主要包含报警设备、中心采集器、Zigbee 传输功能模块及传感设备等组件，服务器系统中则主要包含安全控制软件及服务器主机构成。而客户端信息数据监控系统包含软件监控平台和客户工作站。

在线安全监测在系统硬件方面，主要包括分布式传感设备和数据采集功能模块。其中分布式传感设备分为倾角传感设备、荷载传感设备以及位移传感设备组成。每个传感设备均可通过无线或有线方式与数据采集功能模块取得连接，并将监测到的实时数据信息通过网络传输至自动数据信息采集功能模块当中。其中荷载传感设备和位移传感设备多选择振弦式传感器实施，而倾角传感设备则多选择MEMS微型陀螺仪型数字传感器实施。关于数据采集功能模块方面，其主要包括密封盒、通讯天线、电源模块、存储和控制模块、zigbee模块及网络通信模块构成，而报警站、高精度传感设备及相关功能模块，可通过通讯电缆或zigbee模块实施信息传输[1]。

高支模信息数据安全预警系统主要利用现代编程语言，以基于网页模式的B/S架构建设信息平台，其中包括客户控制端与信息采集控制端两部分。信息采集控制端主要建设于系统云服务端，由LINUX作为系统运行环境，MYSQL作为系统数据库，HTML作为主要软件编程语言，具有实时发布报警和预警信息、信息存储、信息自动处理及数据监测等主要应用功能，此外还包括系统管理、项目数据管理、传感设备监测参数自动配置、监测报告生成等辅助功能。客户端系统则主要运行于WEB软件上操作，WEB客户端本身灵活性相对较强，可通过手机设备、平板电脑、笔记本电脑及工作站等多个终端设备上运行操作。并且能够通过远程监控控制系统，实时监测现场设备运行状态，如预警信息、过程曲线、检测数据及仪器布设等方面。

2. 实例分析

2.1工程简介

以某市住宅小区建筑工程为例，该工程共需建设7栋居民住宅楼最高层数为32层，此外还包括2栋30层居民住宅楼及地下室两层，共有约21万㎡建筑总面积，其中包括约15.5万㎡地上建筑面积及6.33万㎡地下建筑面积。本次案例工程地下室区域为地下连通结构建设，负一层地下室建设区域为400mm顶板厚度、3.5m层高，整体面积达到1506.3㎡。根据相关人员通过实地考察和综合分析决定，高支模施工部分主要采用轮扣式Φ48×3.0钢管作为支撑架，采用15mm厚木板作为模板制作材料，龙骨部分则采用40×90mm 木方制作。其详细支模架构造参数包括900mm立杆间距、1200mm水平横向杆步距离及300mm次楞间距。在立杆顶端位置布设U型顶托并设置双钢管Φ48×3.0型主龙骨，在立杆根部区域布设100mm×100mm×15mm规格的木垫板，将扫地杆设置在距离地面200mm区域。

2.2监测内容

2.2.1监测设备及监测点位布设

本次案例工程项目包括立杆轴力监测、竖向模板位移测试及水平支架位移监测。水平支架位移与竖向模板位移测量时均采用精度为±0.1mm的位移传感器，立杆轴力监测则采用精度为±20Hz的轴力传感器进行监测，以上监测项目均布设12个监测点位。水平支架位移相关监测点位则布置在建筑剪力墙和混凝土柱等固定支架节点附近区域，并以固定结构建筑作为监测参考点，将相关传感设备一端紧密连接在参考点位上，对整体支撑结构水平位移进行全面监测。传感设备应尽可能布设在易保护且易安装区域，实际安装时应避免与相关构件和上下横杆形成接触，从而保障设备安装质量[2]。

模板区域竖向位移产生的主要因素在于支撑架侧向弯曲、地基下沉及因支撑受压而形成的压缩所导致，同时也包括支撑体系、主龙骨、龙骨及模板之间的压缩搭接下沉及受弯构件挠度的作用。故而，针对竖向沉降位移区域的监测点位必须布置在较大跨度的建筑主梁及双向板区域。而本次案例建筑工程一层地下室顶板则主要以无梁楼盖建筑模式为主，故而竖向沉降、位移监测点位可以施工地面为参考点，将传感设备合理布设在底模板区域，全面监测建筑模板沉降度。

对于立杆轴力区域的监测点位，可选择在一些具有代表性或荷载相对较大的立杆区域进行布置，并在模板下端方木与立杆顶托之间合理布设压力传感设备，对立杆轴力实施全面监测。就本次案例工程来讲，最大立杆轴力处便是井格楼板中心区域。

2.2.2监测周期及频率报警值

本次案例工程整体监测周期，以工程浇筑混凝土项目之前直至其最终强度达到建筑工程拆模要求为止。此外，在建筑混凝土作业开始时至初凝阶段，其传感器监测频率为每3分钟一次。在混凝土初凝阶段至最终强度达到拆模标准时期，其传感器监测频率为每5分钟一次。并在浇筑作业开始之前，随机选取两次读数平均数据值作为监测项目初始数据。

按照工程项目支模设计要求，本次案例工程模板竖向沉降、位移监测预警值为8mm，水平支架位移监测预警值为10mm，一旦监测数据超过设定预警值时，客户端程序及智能监测系统将在第一时间发出预警提示，并启动现场光、声报警设备自动开启应急控制模式，对附近区域需要保护的人群建筑及高支模体系，采用相应的应急处理控制措施，从而保障整体工程安全实施。

2.3监测结果及分析

通过对水平高支模位移监测点位信息变化情况的持续监控，在本次案例工程高支模施工时，12处水平高支模位移监测点位位移累积量为2.6mm-3.8之间，其代号为WY13-9的监测点位最大位移量达到3.8mm，最大位移变形发生时间为2022年7月11日早晨6点零6分至2022年7月11日早晨6点11分之间，总变化量为0.121mm[3]。

通过对竖向高支模沉降、位移监测点位信息变化情况的持续监控后发现，在本次案例工程高支模施工时，12处竖向高支模沉降、位移监测点沉降累积量为5.443mm-7.821之间，其代号为CJ13-10的监测点位最大位移量达到7.821mm，最大位移变形发生时间为2022年7月12日凌晨2点零5分至2022年7月12日凌晨2点10分之间，总变化量为1.742mm。

通过对立杆高支模轴力监测点位信息变化情况的持续监控后发现，在本次案例工程高支模施工时，12处立杆高支模轴力监测点累积变化量为6.598KN-8.995KN之间，其代号为ZL13-2的监测点位最大位移量达到8.995KN，最大位移变形发生时间为2022年7月12日夜间3点零20分至2022年7月12日夜间3点25分之间，总变化量为0.406KN。

结论：综上所述，相比传统人工监测方式，信息化高支模在线监测系统具有明显的操作优势，随着相关学者的不断研究，已将初代在线监测系统中存在的不足和缺陷完美解决。因此，利用在线监控系统对高支模施工进行安全监测模式，已成为未来建筑工程安全监测的必然发展趋势。

参考文献：

[1]陈建京,曾德尚. 智能无线采集技术在高支模实时监测中的应用[J]. 北京测绘,2022,36(06):746-750.

[2]崔加文,郝建敏,李桐. 模架安全监测技术在高支模工程中的应用[J]. 施工技术(中英文),2022,51(02):93-96.

[3]李伟志,阮前垒,田军. 高支模架体安全监测施工技术[J]. 中国住宅设施,2021,(11):130-131.