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高支模监测技术要点

来源:职称阁分类:电子论文 时间:2020-02-12 13:18热度:

  高大模板支撑系统结构复杂,高度大、受力复杂,一旦发生失稳倒塌事故具有极大的危害性和突发性,但是对其的研究多侧重应力分布及变形特征等理论分析,在实际工程施工过程中,高支模现行的监测理念和技术、标准具有一定的局限,亟待解决。对在监测过程中几个典型的案例的进行探讨,旨在提高高支模监测技术和信息化。

高支模监测技术要点

  关键词:高支模;模板支撑;管廊;监测

  模板支架体系作为临时工程结构多由扣件式钢管脚手架材料搭设,主要用于现浇混凝土的作业平台和结构成型的基础支撑。根据《中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知:建办质(2018)31号》[1]:高大模板支架体系(以下简称高大支模)是指搭设高度8m及以上;搭设跨度18m及以上;施工总荷载15kN/m²及以上;集中线荷载2015kN/m及以上;单点集中荷载700kg及以上的模板支撑体系。高大支模结构复杂,连接构件多,在工程建设中高大支模坍塌事故具有极大的危害性和突发性,容易造成群死群伤和巨大的财产损失。顾建平等人[2]研究了高支模体系的整体受力特点,针对几种坍塌形式进行了研究,阐述了预防高支模斜塌事故的措施。在高大支模混凝土浇筑过程中采用科学的方法对高支模关键部位或薄弱部位的水平位移、模板沉降、立杆轴力和立杆倾斜等参数进行持续动态监测,及时获取高支模变形数据,有助于现场施工人员及时发现高支模系统的异常变化,实时分析和采取加固等补救措施,指导高支模工程安全施工,预防和杜绝支架坍塌事故的发生。陈安英等人[3]研究了扣件式脚手架架体搭设存在的各种不安全影响因素,提出了预防高支模体系事故坊塌的技术措施。金伟良等人[4]针对模板支架施工安全提出一套性的钢管支模架的现场施工安全评价系统。高大支模结构环境复杂,周边存在诸多影响因子,如施工车辆和机械设备、活载、静载、连接构件等不确定因素,谢建民等人[5,6]、陈宝春等人[7]、蔡永田[8]分析了我国近年来发生的高支模体系坍塌事故,并进行了总结。在混凝土浇筑期过程中,对高大支模进行实时准确的监测是预防安全事故发生的有效措施。由于高大支模结构的复杂,监测过程中出现“测不准”的现象,导致大家对高支模监测的困惑,笔者就几种高支模监测数据异常现象与大家探讨,希望有助于高大支模变形理论的研究。

  1混凝土泵送过程高支模监测数据的异常分析

  高层楼层的混凝土浇筑过程一般多采用地泵方式,由地泵将混凝土由地面高压输送至浇筑楼层。在混凝土泵送过程中,混凝土泵送管对模板支撑体系产生的冲击,对高大支模体系变形监测数据影响较大。为进一步明确地泵浇筑方式混凝土泵送过程对监测数据的影响,笔者在广州某高层建筑5层楼板浇筑过程中进行试验,具体监测数据如表1所示。根据现场监测结果表明:混凝土浇筑过程中,泵送方式对杆件水平位移和面板竖向位移参数的影响尚在可控范围内,但是对监测参数杆件倾角结果影响较大,直接影响监测结论的正确性和对浇筑过程模板支撑体系安全的判断。在混凝土浇筑初期,混凝土泵送过程对模板支撑体系整体稳定性影响较大,在泵送期间数据支撑立杆杆件倾角和杆件水平位移监测数值变化较为明显,特别是杆件倾角的变化甚至超出安全阈值范围。当混凝土浇筑方量至200m³时,模板上方的荷载增强支撑体系的稳定性,混凝土泵送过程对模板支撑体系整体稳定性的影响逐步减小,直至趋于稳定,笔者分析之所以出现显著的前后反差,与模板支撑上方荷载有关,前期模板支撑体系荷载较小,泵送产生的力易冲击支架的稳定性,随着荷载的逐渐增加一方面已浇筑区域结构初步凝固,有利于支架整体性的提升;另一方面,荷载的增加也有助于增强支架的抗冲击能力。荷载量和支架稳定性之间具体的理论关系,尚需要各位专家同行的进一步分析,但是就监测过程而言,加强对施工现场的巡视,及时掌握施工信息,有助于我们对监测数据的分析,剔除外界影响因素干扰,正确判断。

  2关于桥梁现浇梁板高支模监测数据异常的几点思考

  2.1预压过程高支模监测的数据异常

  为验证支架的稳定,刚度及强度,消除支架非弹性变形,确保梁体不因支架沉降而产生开裂,同时为施工预拱度的设置提供数据支持,桥梁现浇梁板模板支撑体系一般需采用支架预压措施。桥梁桥梁现浇梁板模板支撑体系的预压过程通常采用沙袋预压,按预压单元进行分加载,三级加载依次为单元内混凝土结构自重、模板重量之和的60%、80%、110%。通过对桥梁现浇梁板模板支撑体系预压过程的监测,我们发现预压阶段前期模板支撑体系的形变比较显著,特别是面板沉降这一参数在预压初期的变形不具备任何规律,也与专项施工方案的验算结果差异较大,不利于施工过程对支架基础的实际承载能力、支架的弹性变形和非弹性变形以及支架的不均匀沉降规律的掌握。表2为广州市花都区某跨线桥高架桥预压监测部分数据,为方便读者分析节选的数据备注有对应施工工况的说明。在预压过程中,由于面板可能存在的翘起或起拱等因素影响,部分面板的竖向变形不具备形变规律,当面板均匀加载一层荷载后,基本消除这些影响因子的干扰,监测数据基本与验算结果相符。对桥梁现浇梁板模板支撑体系的预压监测是一个连续的过程,在未消除这些干扰因子之前,监测数据的有效性和准确性是需要进一步进行分析判别的,单一参数的分析结论并不能反映模板支撑体系的实际状态,建议参考同点组不同参数的数据综合判断,但是现行的监测规范并不具备综合分析相应条文,需行业进一步的完善。

  2.2桥梁现浇箱梁顶板浇筑过程高支模监测数据异常的分析

  箱梁顶板的浇筑是在箱梁底模、腹板浇筑完成后进行的第2次浇筑,浇筑时底模、腹板混凝土经过养护期已达到相应的强度,当箱梁顶板浇筑时实际的基础面是箱梁底板、腹板,模板支撑体系作为加固基础的措施而存在,在顶板的浇筑过程中实际应该重点关注的是箱梁底模或腹板的安全状态或变形,但是现有的高大支模监测标准多是针对模板支撑体系,缺乏相应的针对性,模板支撑体系监测点依据现有规范布设将很难反映浇筑过程的实际受力或形变,具体的监测过程中数据基本没有变化,表

  3为广州市花都区某跨

  线桥高架桥顶板浇筑过程监测部分数据。通过对表3的分析,我们发现浇筑过程中模板支撑体系基本无变形,杆件顶端受力无显著变化。但是这一结论并不能说明浇筑施工过程的安全,反而是时刻警示着我们施工过程风险的不可控,对作为顶板浇筑过程基础的箱梁底模、腹板我们缺乏进行有效的监控,仅仅是为了高支模监测而监测,却丢失了我们监测工作者安全保障的使命。3明挖管廊侧墙浇筑对高支模监测的影响为提高地下结构的整体性和抗震性能,地下管廊明挖段在浇筑阶段侧墙和梁板通常采用一体化成型施工。其浇筑过程由下至上分层分步实施,在下部进行侧墙混凝土的浇筑时,虽然采取了对称、分层浇筑的施工措施,但不可避免的会对模板支撑体系产生侧向的挤压,从而导致支架的整体变形或抬升。以广州市海珠区某管廊项目为例,侧墙浇筑过程中模板支撑体系整体出现轻微抬升,支架上端整体向侧墙倾斜,监测数据如表4所示。侧墙的浇筑过程对支架整体稳定性有一定影响,现有的规范和行业标准多是针对支架上端的受力变化或变形,缺乏对侧向受力的分析,在浇筑过程中施测得到的数据并不能很好的反映支撑体系的受力情况和形变特征,一方面建议加强施工管理和安全管控措施,如侧墙浇筑过程中梁板加载压板等,但是对监测行业来说最关键还是进一步强化相应理论支撑,优化监测标准,规范行业。

  4结论

  城市化进程的加快,制造的高净空、大跨度的现浇混凝土结构也越来越多,模板坍塌事故频发,成为建设工程的重大危险源,而现行的行业规范与理论尚存在一定的疏漏,迫切需要新的理论对模板支撑体系进行系统分析,让理论与实践同行,理论与实践通行,从而在高支模体系的防坍塌设计、施工和管理中提出一套有效的措施,实现对高支模安全的有效监控和监管。

  参考文献

  [1]中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知:建办质(2018)31号[N].

  [2]顾建平,任国华.钢管扣件式悬挑脚手架在高层建筑施工中的应用与研究[J].江苏建筑,1999(2):40-43.

  [3]陈安英,郭正兴.扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析[J].建筑技术,2008,39(12):936-938.

  [4]金伟良,鲁征,刘鑫,等.支模架施工安全性的评价研究[J].浙江大学学报(工学版),2006,40(5):800-803+826.

  [5]谢建民,肖备.脚手架、模板倒塌事故分析与预防对策[J].建筑安全,1999(1):45-46.

  [6]谢建民.脚手架、模板倒塌事故浅议[J].浙江建筑,2001(3):45-46.

  [7]陈宝春,黄素萍.脚手架、模板工程安全事故原因分析及预防措施[J].建筑安全,2006(6):20-22.

  [8]蔡永田.脚手架及模板支撑架失稳倒塌事故分析[J].中国新技术新产品,2010(20):168.

  作者:杨勇 单位:广东省建筑科学研究院集团股份有限公司

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文章名称:高支模监测技术要点

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