拱型校门施工过程高支模实时监控的相关研究

拱型校门施工过程高支模实时监控的相关研究

刘宗涛

广州穗监工程质量安全检测中心广东广州510370

摘要：最近10年来，随着国内建筑工程中高净空设计的增加，高支模甚至超高支模随处可见，从而出现高支模事故频发，成为建设工程的重大危险源。

关键词：高支模；实时监控；坍塌；预防

引言

最近10年来，随着国内建筑工程中高净空设计的增加，高支模甚至超高支模随处可见，从而出现高支模事故频发，成为建设工程的重大危险源。2016年11月24日早晨7点多，江西宜春丰城发电厂三期在建项目冷却塔施工平台发生坍塌，造成74人遇难和2人受伤的特别重大责任事故。该工程于2015年12月28日开工，其中总高度达165米的冷却塔工程于2016年4月份开工，事故发生时已施工完成70多米高，大约25层楼高度。冷却塔施工以来，日夜赶工，24小时“三班倒”，事故发生时，施工单位正在进行零点班和早班交接。

通常发生坍塌事故可能会有三种情况：一是水泥强度不够导致操作平台垮塌；二是操作平台自身锚固设施失灵；三是塔吊倒塌引发连锁反应。“水泥强度不够”有两种可能：一是使用了未达标水泥；二是水泥养护时间不够，导致未达到设计强度就拆除模板。混凝土浇筑之后，在养护上需要一定的时间，待其凝固达到一定强度才能拆除模板。假如在现场浇筑混凝土时，使用的这批次混凝土品质不达标，而现场技术人员又盲目相信经验，未对混凝土强度进行检测，只根据往常经验操作，会出现拆除模板后的混凝土强度不够，而导致操作平台垮塌。如果混凝土品质无问题时，过短的养护时间也会导致事故发生，由于混凝土养护时间受温度影响比较大，低温时混凝土需要更长的时间才能达到设计强度，但为了赶工期、抢进度，人为缩短混凝土的养护时间，结果必然发生事故。而此次事故的原因很可能是冷却塔的施工平桥吊倒塌，造成横版混凝土通道倒塌。

1.高支模工程实例

1.1工程概况

暨南大学校门总长度95m，主出入口为拱形门，拱梁跨度30.6m，拱顶标高19.01m，拱梁宽度5.2m，拱梁高度440mm，拱梁底为藻井造型，拱梁两侧各一条纵向偏梁，纵向偏梁尺寸400mm×3760mm，两条纵向偏梁由横向偏梁联系，横向偏梁尺寸800mm×400mm，偏向角度12°。

1.2模板支架系统设计

该项目模板支撑体系采用满堂红扣件式钢管支架搭设，支撑系统钢管规格为Φ48mm×3.0mm；模板采用18mm厚胶合板，木枋采用80mm×80mm松木枋。立杆基础处理方式为对搭设范围内的原土进行夯实处理，然后浇筑100mm厚C15混凝土地面，立杆直接落在基础面的18mm厚垫板上。

该项目各部分的支撑系统设计如下：

拱梁：梁底次龙骨为80mm×80mm木方，次龙骨与拱梁截面平行，间距为200mm；主龙骨采用φ48mm×3.0mm弧形双钢管并排平铺；拱顶左右30度内顶撑垂直设置，立杆横距600mm，纵距900mm；拱顶左右30~60度内顶撑倾斜30~60度设置，顶撑横距600mm，纵距900mm，竖向立杆作为拉杆，纵距1800mm；拱顶左右60~90度内顶撑倾斜30~60度设置，顶撑横距600mm，纵距900mm，竖向立杆作为拉杆，纵距1800mm。

拱梁两侧的纵向偏梁：立柱纵横间距600mm×600mm,梁底次龙骨采用80mm×80mm木方，次龙骨与拱梁截面平行，间距为200mm；主龙骨采用φ48mm×3.0mm弧形双钢管并排平铺，侧模内龙骨采用80mm×80mm木方，间距300mm，外龙骨采用Φ48mm×3.0mm的双钢管，设置3道Φ14mm对拉螺栓，对拉螺栓沿梁跨度方向间距为600mm。

横向偏梁：立柱横间距600mm，纵向间距900mm；梁底次龙骨采用80mm×80mm木方，次龙骨与拱梁截面平行，间距为300mm；主龙骨采用φ48mm×3.0mm双钢管并排平铺,侧模内龙骨采用80mm×80mm木方，间距300mm，外龙骨采用Φ48mm×3.0mm的双钢管，设置3道Φ14对拉螺栓，对拉螺栓沿梁跨度方向间距为600mm。[1，2]

1.3测点布设

本次监测范围为拱顶合拢部分，共设置模板沉降监测点13个，立杆轴力监测点9个，立杆倾角监测点9个，支架整体水平位移监测点4个，共计35个监测点。监测点设置详见表1。

本次监测，所有模板沉降监测点监测值均小于预警值；所有立杆轴力监测点监测值均小于预警值。所有立杆倾斜监测点监测值均小于预警值，所有支架整体水平位移监测点监测值均小于预警值。建议在混凝土浇筑前进行支架预压，消除高支模系统非弹性变形对模板沉降、支架整体倾斜等监测参数的影响。

理论上在浇筑过程中混凝土对模板与支架施加荷载，模板会受到向下的变形，监测值为正值。有时发现沉降监测值是负值，而后又慢慢增大至正值。这是由于施工单位没有尽可能采用对称浇筑，而是从梁一端向另一端推移浇筑，导致混凝土在浇筑过程中使模板发生上翘，待混凝土浇筑到此区域时模板沉降值又恢复为正值，在实际监测过程中，若传感器的变形或荷载有逐渐增大的趋势，当超过预、报警值（包括模板翘起的变形超过限值），应立即通知相关单位负责人，要求立即停止浇筑，采取相关措施排查险情，待具备浇筑条件后方能继续施工。

在混凝土浇筑过程中，通过监测布置在顶托与模板间轴压传感器的实际监测值，立杆轴力监测值也是逐渐呈非线性增长的，与模板的沉降变形保持相同的变化趋势。

参考文献

[1]JGJ231-2010建筑施工承插型盘扣件钢管支架安全技术规程[S],2010.

[2]JGJ130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S],2011.