轮毂式钢管束柱装配支撑体系在应用中的安全监测与分析

2022-08-12 13:39姜超郭远远马广生范永双刘永杰孙振标

安徽建筑 2022年9期

姜超，郭远远，马广生，范永双，刘永杰，孙振标

（中建八局第一建设有限公司华中公司，安徽合肥 231200）

1 引言

著有“世界基建狂魔”之称的我国建筑业，在其发展过程中最大的短板就是施工安全，据住建部统计，2017-2019年，全国建筑施工安全生产事故共2133起，死亡2478人。其中死亡人数占比较高的是高处坠落，占46.93%，起重机械伤害占7.99%，而高处坠落（物体打击）中就有高大支模支撑体系、钢结构安装临时支架和施工荷载超限时结构支撑体系坍塌事故，因此，对高危工程施工的安全监测十分重要。

我司研制的一种轮毂式钢管束柱装配支撑体系，是综合了建筑施工技术和机械制造技术，搭设高度可达24m，单柱可承受最大集中荷载200KN。尽管该体系承载力大，构造合理，但在工程实践中仍需要过程安全控制。

2 支撑体系安全的监测的内容和监测阈值

2.1 监测内容

高大支模体系的监测内容主要有支撑柱竖向位移量、支撑柱侧向位移量、支撑体系整体水平位移量；施工荷载超限结构支撑体系工况下有移动荷载的监测内容主要有移动路线结构梁的挠度变化、移动路线结构板的挠度变化、移动路线上钢管束柱的侧向位移、移动路线上钢管束柱的垂直位移。

2.2 监测规定参数的确定原则

2.2.1 符合现行规范规定原则

参照《建筑施工脚手架安全技术统一标准》（GB51210-2016）、建筑施工工具式脚手架安全技术规范》（JGJ202-2010）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2001）、《建筑施工承插型轮扣式模板支架安全技术规程》（TCCIAT0003-2019）、《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》（JGJ/T 231-2021）的规定，支撑柱轴压竖向变形量不得大于总高度的1%；参照《混凝土结构设计规范》（2015版）（GB 50010-2010）、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015）、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2018）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）、《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）、《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2019）的要求，混凝土梁或板的允许挠度值为跨长的1/250。综合考虑本体系支撑柱轴压竖向变形量不得大于10㎜。支撑体系整体位移量不得大于10㎜。

2.2.2 符合试验安全状态数值范围的原则

根据《轮毂式钢管束柱装配支撑体系试验报告》中《试验位移量较安全状态数据统计表》中提供的数据，当支撑体系在轴压作用下，其单柱侧向变形位移量不得大于10㎜（监测最大位移处）。

2.3 监测阈值

根据2.1确定的监测内容确定阈值，执行时应按照监测阈值一览表（表1）。

监测阈值一览表表1

3 监测设备仪器的选择和其他配备

监测采集设备一般采用动静态测试分析系统（DM-YB系列），不应少于20通道，位移计一般采用YHD-100～200型位移计，灵敏度≮ 200цε/㎜。通讯设备选用无线对讲机。

4 测点布置

4.1 测点布置说明

测点的布置应根据实际工况，本测点的布置是根据复旦大学附属儿科医院安徽医院中庭钢结构吊装工程时地下室顶板结构承载力不足而采取支撑措施的案例而布置和分析的，其基本工况：医疗综合楼中庭钢结构的钢结构屋盖，高度21m，设有长34m跨的空腹钢梁，单根梁重量12t，需要选用130 t汽车吊（配重30t）方可满足钢结构吊装使用要求，汽车吊行走和工作均在地下室顶板上。类似工程的监测可参照执行。

4.2 测点布置

4.2.1 测点编号

支撑体系监测负一层与负二层同时进行且上下对应。其统一编号如下：

①移动路线上结构梁的位移编号

移动路线上结构梁的位移编号为“XLn”(“X”表示层，-1-或-2；“L”表示梁，“n”表示组次。如：负一层第一组监测点梁的编号为“-1L1”，负二层第一组监测点梁的编号为“-2L1”，以此类推)。

②移动路线上结构板的位移编号

移动路线上结构板的位移编号为“XBn”(“X”表示层，-1-或-2；“B”表示板，“n”表示组次，如：负一层第一组监测点板的编号为“-1B1”，负二层第一组监测点梁的编号为“-2B1”，以此类推)。

③移动路线上钢管束柱的侧向位移编号

移动路线上钢管束柱的侧向位移编号为“XZN①、②、③”(“X”表示层，-1-或-2；“Z”表示钢管束柱，“n”表示组次，“①、②、③”表示三个方向的位移，如：负一层第一组监测点钢管束柱的编号为“-1Z1①或②或③”，负二层第一组监测点钢管束柱的编号为“-2Z1①或②或③”，以此类推)。

④移动路线上钢管束柱的垂直（竖向）位移编号

移动路线上钢管束柱的竖向位移编号为“XZCN”(“X”表示层，-1-或-2；“Z”表示钢管束柱，“C”表示垂直方向位移，“n”表示组次，如：负一层第一组监测点钢管束柱垂直方向位移传感器的编号为“-1ZC1”，负二层第一组监测点钢管束柱的编号为“-2ZC1”，以此类推)。

4.2.2 测点布置

按照图1中的内容采集4组，其平面布置如支撑体系监测总平面布置图（图1）和每一组监测点位置布置如钢管束柱侧向位移、竖向位移、结构板监测点布置图（图2）、结构梁位移监测点布置图（图3）所示。

图1 支撑体系监测总平面布置图

图2 每一组监测点位置布置如钢管束柱侧向位移、竖向位移、结构板监测点布置图

图3 结构梁位移监测点布置图

4.3 高支模上部水平位移测点布置

高支模上部水平位移测点应在平面内布置两个方向，每个方向应对照支撑柱对应布置（每6～8m），其布置方法如：高大支模水平位移监测点布置立面图（图4）所示。

图4 高大支模水平位移监测点布置立面图

5 监测数据采集方法

当汽车吊即将进入监测点前打开采集仪并进行初始数据截图；当汽车吊第一轴行至监测点第一块路基箱时，打开采集仪自动录屏功能；当第一轴行驶至监测点中心部位时，对采集仪瞬间变化进行截图；第二、三、四、五轴通过监测点中心部位时依照第一轴的方法全部采集完毕。负一层和负二层的采集工作由汽车吊工作面用通信手段统一指挥同时进行。

6 监测数据统计

汽车吊行驶过程中，移动路线上结构梁、板、钢管束柱位移的四组监测点共获取41720个数据，其第1、2、3、4组钢管束柱侧向最大位移量统计见表2～表5，第1、2、3、4组钢管束柱竖向最大位移量统计见表6～表9，第1、2、3、4组结构板最大位移量如统计见表10～表13,第1、2、3、4组结构梁最大位移量如统计见表14～表17。