高支模/腳手架在線監(jiān)測
2021-12-15高支模的安全狀況關系著工程的人員財產(chǎn)安全。根據(jù)住建部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，模板坍塌事故已成為較大及以上建筑生產(chǎn)安全事故之首。以2013年為例，全國房屋市政工程發(fā)生“較大”（傷亡3~9人）及以上生產(chǎn)安全事故28起，死亡人數(shù)113人。其中模板坍塌事故13起，占事故總起數(shù)的46.43%，死亡人數(shù)56人，占總死亡人數(shù)的49.56%。
根據(jù)《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》（建質辦2018-31號）以及《建設工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導則》（建質[2009]254號）的通知：
模板工程及支撐體系：超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范圍二（二）：搭設高度8m及以上；搭設跨度18m及以上；施工總荷載15kN/m2及以上；集中線荷載20kN/m及以上的工程，需要組織專家評審論證合格后方可施工。
腳手架工程：（一）搭設高度50m及以上的落地式鋼管腳手架工程。（二）提升高度在150m及以上的附著式升降腳手架工程或附著式升降操作平臺工程。（三）分段架體搭設高度20m及以上的懸挑式腳手架工程，需要組織專家評審論證合格后方可施工。
傳統(tǒng)人工高支模的測量手段主要采用全站儀，主要測量指標項為沉降和水平位移，無法完成桿件的傾斜、關鍵部位的軸力測量。傳統(tǒng)檢測傳統(tǒng)檢測面臨著風險高、效率低、干擾因素多、人為誤差不好控制等特點，高支模自動化監(jiān)測系統(tǒng)全自動化連續(xù)運行，覆蓋施工過程的各個時段，采集分析同步運行，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時接入電腦，通過對大量數(shù)據(jù)的整合分析，實時監(jiān)控高支模穩(wěn)定狀態(tài)，為養(yǎng)護需求、養(yǎng)護措施采用決策提供科學依據(jù)。結合高支模和腳手架的結構特點和使用場景，主要監(jiān)測項目如下：
高支模 | 腳手架 | ||
監(jiān)測內容 | 監(jiān)測設備 | 監(jiān)測內容 | 監(jiān)測設備 |
立桿立桿傾斜 | 測斜儀 | 立桿傾斜 | 測斜儀 |
水平位移 | 位移計 | 立桿水平位移 | 位移計 |
模板沉降 | 位移計 | ||
立桿軸力 | 軸力計 | ||
監(jiān)測測點的數(shù)量和位置，應綜合考慮監(jiān)測目的、監(jiān)測對象、監(jiān)測方法和監(jiān)測成本。用最經(jīng)濟的監(jiān)測手段和點位布置來完成對目標對象的監(jiān)測。
高支模和腳手架外觀差不多，但是高支模對荷載和結構的要求很高，它主要是用來作灌澆水泥時支撐模板用的，澆筑混凝土時立桿和模板會受到比較大的混凝土荷載壓力，模板收到荷載力影響會下沉，采用拉線位移計來完成模板沉降的測量。拉線位移計具有安裝方便、成本可控、走線簡單、精度高的優(yōu)點。
高支模的支架大多采用鋼管構成。鋼管作為長細結構，若軸力過大，則有可能造成結構失穩(wěn)，從而釀成事故。因此，對于立桿的軸力進行監(jiān)測至關重要。通過軸力計對結構的軸力進行監(jiān)測。軸力測點位于模板沉降測點附近，一般選取橫梁的交匯處進行監(jiān)測，從而實現(xiàn)對結構的主要受力節(jié)點的監(jiān)測。立桿軸力監(jiān)測選用數(shù)字式荷載單元，其具有精度高、靈敏性好、反應快等特點。
在高支模腳手架立桿使用過程中，支架傾斜過大極易造成支架坍塌。因此需要對支架的傾斜進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)支架的傾斜過大，則采取措施，保證結構和人員的安全。對桿件的傾角監(jiān)測采用測斜儀?？梢詫，y兩個方向的傾斜進行實時監(jiān)測。由于支架桿件傾斜多會從外側體現(xiàn)出來，監(jiān)測測點選取一般在外側。立桿傾斜的測斜傳感器一般內置于無線采集節(jié)點中，通過產(chǎn)品的集成降低成本。
高支模和腳手架外觀差不多，立桿水平位移在高支模和腳手架監(jiān)測中都會用到，立桿水平位移采用拉線位移計來完成立桿水平位移的測量，拉線位移計具有安裝方便、成本可控、走線簡單、精度高的優(yōu)點。
由于支架的破壞非常迅速，對采集頻率要求較高，可以根據(jù)支架的實際工作狀態(tài)設置采集時間。暫定每隔1秒采集一次，保證對結構的安全實時預警，起到防患于未然的作用。
定閥值采樣中，有幾個關鍵工作需要深入研究。不同結構、結構的不同測試部位的閥值均不一樣，因此需要對此有針對性的分析才能確定閥值的大小。對結構來說閥值的確定有三個途徑：一、理論計算，將設計荷載所導致的結構響應作為閥值的標準之一，此時需要準確的計算模型以及荷載估計，一般由設計單位提供；二、施工監(jiān)控和結構試驗得到的信息；三、實際測試，在設備安裝系統(tǒng)運行后，可將實際測試得到的結果作為閥值。
根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可以靈活選擇數(shù)據(jù)傳輸方式。采用無線采集傳輸方式更加方便可靠，傳感器直連無線采集節(jié)點，節(jié)點通過無線與無線采集網(wǎng)關通信，數(shù)據(jù)在無線網(wǎng)關完成匯集及傳輸，數(shù)據(jù)可直接通過電腦現(xiàn)場查看，也可以同時上傳云端，實現(xiàn)遠程管理。
高支模腳手架監(jiān)測主要是施工期，一般來說監(jiān)測周期較短，且現(xiàn)場腳手架環(huán)境復雜，結合經(jīng)濟合理以及安裝方便等需求，可使用市電供電和干電池供電兩種供電方式，其中尤其推薦干電池供電的方式。
部分項目實例
