姜超，郭遠遠，馬廣生，范永雙，劉永杰，孫振標

（中建八局第一建設有限公司華中公司，安徽 合肥 231200）

1 引言

著有“世界基建狂魔”之稱的我國建筑業(yè)，在其發(fā)展過程中最大的短板就是施工安全，據(jù)住建部統(tǒng)計，2017-2019年，全國建筑施工安全生產(chǎn)事故共2133起，死亡2478人。其中死亡人數(shù)占比較高的是高處墜落，占46.93%，起重機械傷害占7.99%，而高處墜落（物體打擊）中就有高大支模支撐體系、鋼結構安裝臨時支架和施工荷載超限時結構支撐體系坍塌事故，因此，對高危工程施工的安全監(jiān)測十分重要。

我司研制的一種輪轂式鋼管束柱裝配支撐體系，是綜合了建筑施工技術和機械制造技術，搭設高度可達24m，單柱可承受最大集中荷載200KN。盡管該體系承載力大，構造合理，但在工程實踐中仍需要過程安全控制。

2 支撐體系安全的監(jiān)測的內容和監(jiān)測閾值

2.1 監(jiān)測內容

高大支模體系的監(jiān)測內容主要有支撐柱豎向位移量、支撐柱側向位移量、支撐體系整體水平位移量；施工荷載超限結構支撐體系工況下有移動荷載的監(jiān)測內容主要有移動路線結構梁的撓度變化、移動路線結構板的撓度變化、移動路線上鋼管束柱的側向位移、移動路線上鋼管束柱的垂直位移。

2.2 監(jiān)測規(guī)定參數(shù)的確定原則

2.2.1 符合現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定原則

參照《建筑施工腳手架安全技術統(tǒng)一標準》（GB51210-2016）、建筑施工工具式腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ202-2010）、《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-2001）、《建筑施工承插型輪扣式模板支架安全技術規(guī)程》（TCCIAT0003-2019）、《建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術標準》（JGJ/T 231-2021）的規(guī)定，支撐柱軸壓豎向變形量不得大于總高度的1%；參照《混凝土結構設計規(guī)范》（2015版）（GB 50010-2010）、《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）、《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50204-2015）、《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB 50068-2018）、《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》（GB50300-2013）、《混凝土結構工程施工規(guī)范》（GB50666-2011）、《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344-2019）的要求，混凝土梁或板的允許撓度值為跨長的1/250。綜合考慮本體系支撐柱軸壓豎向變形量不得大于10㎜。支撐體系整體位移量不得大于10㎜。

2.2.2 符合試驗安全狀態(tài)數(shù)值范圍的原則

根據(jù)《輪轂式鋼管束柱裝配支撐體系試驗報告》中《試驗位移量較安全狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表》中提供的數(shù)據(jù)，當支撐體系在軸壓作用下，其單柱側向變形位移量不得大于10㎜（監(jiān)測最大位移處）。

2.3 監(jiān)測閾值

根據(jù)2.1確定的監(jiān)測內容確定閾值，執(zhí)行時應按照監(jiān)測閾值一覽表（表1）。

監(jiān)測閾值一覽表 表1

3 監(jiān)測設備儀器的選擇和其他配備

監(jiān)測采集設備一般采用動靜態(tài)測試分析系統(tǒng)（DM-YB系列），不應少于20通道，位移計一般采用YHD-100～200型位移計，靈敏度≮ 200цε/㎜。通訊設備選用無線對講機。

4 測點布置

4.1 測點布置說明

測點的布置應根據(jù)實際工況，本測點的布置是根據(jù)復旦大學附屬兒科醫(yī)院安徽醫(yī)院中庭鋼結構吊裝工程時地下室頂板結構承載力不足而采取支撐措施的案例而布置和分析的，其基本工況：醫(yī)療綜合樓中庭鋼結構的鋼結構屋蓋，高度21m，設有長34m跨的空腹鋼梁，單根梁重量12t，需要選用130 t汽車吊（配重30t）方可滿足鋼結構吊裝使用要求，汽車吊行走和工作均在地下室頂板上。類似工程的監(jiān)測可參照執(zhí)行。

4.2 測點布置

4.2.1 測點編號

支撐體系監(jiān)測負一層與負二層同時進行且上下對應。其統(tǒng)一編號如下：

①移動路線上結構梁的位移編號

移動路線上結構梁的位移編號為“XLn”(“X”表示層，-1-或-2；“L”表示梁，“n”表示組次。如：負一層第一組監(jiān)測點梁的編號為“-1L1”，負二層第一組監(jiān)測點梁的編號為“-2L1”，以此類推)。

②移動路線上結構板的位移編號

移動路線上結構板的位移編號為“XBn”(“X”表示層，-1-或-2；“B”表示板，“n”表示組次，如：負一層第一組監(jiān)測點板的編號為“-1B1”，負二層第一組監(jiān)測點梁的編號為“-2B1”，以此類推)。

③移動路線上鋼管束柱的側向位移編號

移動路線上鋼管束柱的側向位移編號為“XZN①、②、③”(“X”表示層，-1-或-2；“Z”表示鋼管束柱，“n”表示組次，“①、②、③”表示三個方向的位移，如：負一層第一組監(jiān)測點鋼管束柱的編號為“-1Z1①或②或③”，負二層第一組監(jiān)測點鋼管束柱的編號為“-2Z1①或②或③”，以此類推)。

④移動路線上鋼管束柱的垂直（豎向）位移編號

移動路線上鋼管束柱的豎向位移編號為“XZCN”(“X”表示層，-1-或-2；“Z”表示鋼管束柱，“C”表示垂直方向位移，“n”表示組次，如：負一層第一組監(jiān)測點鋼管束柱垂直方向位移傳感器的編號為“-1ZC1”，負二層第一組監(jiān)測點鋼管束柱的編號為“-2ZC1”，以此類推)。

4.2.2 測點布置

按照圖1中的內容采集4組，其平面布置如支撐體系監(jiān)測總平面布置圖（圖1）和每一組監(jiān)測點位置布置如鋼管束柱側向位移、豎向位移、結構板監(jiān)測點布置圖（圖2）、結構梁位移監(jiān)測點布置圖（圖3）所示。

圖1 支撐體系監(jiān)測總平面布置圖

圖2 每一組監(jiān)測點位置布置如鋼管束柱側向位移、豎向位移、結構板監(jiān)測點布置圖

圖3 結構梁位移監(jiān)測點布置圖

4.3 高支模上部水平位移測點布置

高支模上部水平位移測點應在平面內布置兩個方向，每個方向應對照支撐柱對應布置（每6～8m），其布置方法如：高大支模水平位移監(jiān)測點布置立面圖（圖4）所示。

圖4 高大支模水平位移監(jiān)測點布置立面圖

5 監(jiān)測數(shù)據(jù)采集方法

當汽車吊即將進入監(jiān)測點前打開采集儀并進行初始數(shù)據(jù)截圖；當汽車吊第一軸行至監(jiān)測點第一塊路基箱時，打開采集儀自動錄屏功能；當?shù)谝惠S行駛至監(jiān)測點中心部位時，對采集儀瞬間變化進行截圖；第二、三、四、五軸通過監(jiān)測點中心部位時依照第一軸的方法全部采集完畢。負一層和負二層的采集工作由汽車吊工作面用通信手段統(tǒng)一指揮同時進行。

6 監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

汽車吊行駛過程中，移動路線上結構梁、板、鋼管束柱位移的四組監(jiān)測點共獲取41720個數(shù)據(jù)，其第1、2、3、4組鋼管束柱側向最大位移量統(tǒng)計見表2～表5，第1、2、3、4組鋼管束柱豎向最大位移量統(tǒng)計見表6～表9，第1、2、3、4組結構板最大位移量如統(tǒng)計見表10～表13,第1、2、3、4組結構梁最大位移量如統(tǒng)計見表14～表17。

第1組鋼管束柱側向最大位移量統(tǒng)計表 表2

第2組鋼管束柱側向最大位移量統(tǒng)計表 表3

第3組鋼管束柱側向最大位移量統(tǒng)計表 表4

第4組鋼管束柱側向最大位移量統(tǒng)計表 表5

第1組鋼管束柱豎向最大位移量統(tǒng)計表 表6

第2組鋼管束柱豎向最大位移量統(tǒng)計表 表7

第3組鋼管束柱豎向最大位移量統(tǒng)計表 表8

第4組鋼管束柱豎向最大位移量統(tǒng)計表 表9

第1組結構板的最大位移量統(tǒng)計表 表10

第2組結構板的最大位移量統(tǒng)計表 表11

第3組結構板的最大位移量統(tǒng)計表 表12

第4組結構板的最大位移量統(tǒng)計表 表13

第1組結構梁的最大位移量如統(tǒng)計表 表14

第2組結構梁的最大位移量如統(tǒng)計表 表15

第4組結構梁最大位移量如統(tǒng)計表 表16

第3組結構梁的最大位移量如統(tǒng)計表 表17

7 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與結論

7.1 分析與結論一

通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計表可以看出，汽車吊行駛路線上支撐鋼管束柱的側向最大位移量為1.22㎜，遠小于試驗規(guī)定極限值10㎜的范圍，組合支撐柱處于安全狀態(tài)。

7.2 分析與結論二

通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計表可以看出，汽車吊行駛路線上支撐鋼管束柱的豎向最大位移量為1.69㎜，遠小于試驗規(guī)定限值（1/h=6㎜）的范圍，組合支撐柱處于安全狀態(tài)。

7.3 分析與結論三

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計表可以看出，汽車吊行駛路線上結構板的豎向最大位移量為1.69㎜，遠小于規(guī)范規(guī)定限值和本方案規(guī)定限值（1/250L/2=16㎜）的范圍，結構板處于安全狀態(tài)。

7.4 分析與結論四

通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計表可以看出，汽車吊行駛路線上結構梁的豎向最大位移量為0.49㎜，遠小于規(guī)范規(guī)定限值和本方案規(guī)定限值（1/250L/2=16㎜）的范圍，結構梁處于安全狀態(tài)。

本次應用監(jiān)測表明，支撐體系承載能力的計算和驗算可以滿足安全需要，在實際應用中安全可靠。

8 結語

輪轂式鋼管束柱裝配支撐體系在實際應用中應進行安全監(jiān)測并實時分析監(jiān)測結果。在支撐體系的設計、驗算的同時應按照實際工況和現(xiàn)行標準先確定所監(jiān)測安全閾值，還應選擇相應的監(jiān)測和采集設備以及測點的布置、編號、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，尤其是在檢測過程中發(fā)現(xiàn)大于規(guī)定閾值應果斷采取措施，以防安全事故發(fā)生。