高架支撐信息化施工技術一、應用背景在多高層建筑施工中，新澆混凝土樓板荷載通常由數層支撐和二次支撐以及與它們相連的支承樓板（通稱支承體系）承擔。施工中因支撐設置不當而導致支承體系的嚴重超載是引發結構坍塌破壞的主要原因。日常生活中時有所聞，觸目驚心，甚至傷亡慘重。除了使用管理外，事故的一個重要原因在于確定支架施工方案時，未能因地制宜選擇合適的施工活荷載及風荷載，未能科學地考慮橫向和豎向施工荷載傳遞的問題。然而，模板支撐及外腳手架因缺少成熟、系統的設計理論，施工規范過于籠統不便操作，施工過程環節存在許多不確定的因素，施工檢測手段也嚴重缺乏，使當前腳手架施工基本處于一種經驗式的設計、施工水平，工作中一旦發生問題，則往往對結構和安全的危害難以挽回。我們在**新聞中心工程的結構施工中，在充分調研的基礎上，大膽運用信息化施工的手段，通過精密傳感器、電阻應變片、百分表、紅外線水準儀等設備對超高模板腳手架和型鋼懸挑外腳手架的工作狀況進行現場跟蹤測試，通過測讀荷載及位移變化數據，以監控其施工安全，建立腳手架工作的預警系統。同時探索施工荷載傳遞的規律，驗證所采用的設計理論的有效性和合理性，取得了較為滿意的成果。為建立腳手架工程信息化施工體系作了有益的探索。二、腳手架概況本工程為一高層框剪結構，有一3層空中連廊，下有地下室，連廊樓面層高分別為18.850、24.250和29.650，其樓面有兩道500mm×1200mm截面、23米跨的預應力主梁。連廊結構模板支撐的施工難點在于：1、底層支模架高達近20m，南北面無結構依托，支撐的穩定性要求高。2、預應力大梁下的支架，承受的自重荷載很大，特別在施工上層結構時（澆注梁板混凝土、張拉預應力筋、拆模），架體尚不能拆除，上層豎向施工荷載向下傳遞，使高架支撐加載；同時當拆除地下室二次支撐時，施工荷載向上傳遞也是高架支撐加載，底層支架的承載力和穩定性問題更加突出。3、底層高架支撐座落在地下室頂板上，由于上部三層施工荷載傳遞，對地下室頂板的承載力要求很高。4、此外，由于工期和周轉材的限制，需在確保結構安全的條件下，配備合適的支撐層數。三、設計方案的選擇經過研究我們決定采用逐層澆注、自下而上順向張拉的施工工藝，采用兩層支撐、一層二次支撐，利用比較先進的“剛性法”支架設計理論，考慮因澆注梁板混凝土而產生豎向施工荷載的向下傳遞，以及因拆模或順向張拉預應力筋而產生的豎向施工荷載的向上傳遞等情況，設計了整個結構的模板支撐方案，設計過程略。四、測試目的1、對超高架的穩定性和承載力進行動態跟蹤監測，預警支架破壞時間，確保結構施工中支架的安全工作。2、對支承體系中的結構支承樓板的承載力進行動態跟蹤監測，預警支承構件的承載危險狀態和時間，以確保支承體系的安全和結構的設計功能。3、通過施工檢測，及時分析測試數據，適時調整上部支模架施工方案，精心施工，將安全性、經濟性和施工進度良好地結合起來。4、驗證支模架有關設計參數選取的合理性，以優化設計方案，探索模板施工規律，提高施工技術水平。5、及時監控外用架架體在搭設和使用過程中的施工安全性。6、檢測外用架卸載裝置的有效性，以及施工活荷載對架體的影響。7、探索風載對外用架的影響。五、測試方案為保證支架施工的絕對安全，我們使用了精密拉壓傳感器、電阻應變片、百分表、紅外線水準儀等設備對兩道預應力大梁支架立桿的工作受力狀況進行了跟蹤檢測，儀器設置情況見下圖。具體測試方案為：以兩道預應力大梁下的跨中立桿支撐為測試對象，用精密拉壓傳感器、電阻應變片檢測施工荷載巨變時立桿荷載的數量，具體為：澆注連廊一層頂混凝土時，用電阻應變片測讀一層頂第一道大梁下跨中10榀立桿排架共30根立桿的受壓荷載；用精密拉壓傳感器測讀一層頂第二道預應力大梁下跨中4榀立桿排架共12根立桿；用傳感器測讀第二道大梁下地下室頂板梁跨中3榀二次支撐架共8根立桿；用紅外線水準儀測讀兩道梁的豎向位移；用百分表測讀地下室頂板兩道被測梁的跨中豎向位移。澆注連廊二層頂混凝土時，用繼續測讀上述設置的應變片、傳感器水準儀和百分表，以把握加載對結構和支模架的影響。拆除地下室二次支撐時，繼續測讀仍保存的儀器。張拉一層頂預應力筋時，用水準儀測讀該梁的起拱值。六、超高架測試分析結果（測試數據及分析過程略）1、通過對支承體系的信息化監測,結構施工的安全性得到有效的控制。在一、二層混凝土施工階段，選擇支承體系中最易先行破壞的預應力大梁下的超高立桿支撐、地下室二次支撐、地下室頂板結構作為監控對象，所測得最大支撐和二次支撐立桿荷載始終低于1噸，明顯低于支撐鋼管預估的極限承載力2、5噸，同時測得地下室頂板大梁的最大繞度不到1㎜，表明支撐鋼管和鋼筋混凝土結構的受力變形均處于彈性階段，支承體系的安全性良好。2、超高架的支撐方案偏于安全。其大梁下立桿間距采用400㎜見方，工作中的最大荷載只到破壞荷載的三分之一，顯示立桿間距尚有擴大的余量，故在二、三層支架施工中，考慮到層高的大幅降低，將大梁下每榀立桿間距調整到700㎜，立桿豎向間距仍維持400㎜，施工效果良好。3、現有支撐架的搭設質量良好。各立桿的測試數據比較接近，波動范圍在30%以內，表明鋼管架的整體剛度良好，尤其是豎向施工荷載在超高架的傳遞，經多道水平桿和扣件的平衡，且立桿間距較小，使受壓形式不同、支撐重量不同的立桿，承載力趨于平均。4、大梁下每榀立桿（3根）中的中間立桿的支撐形式最有效。中間立桿屬軸心受力，所測荷載值偏大于偏心立桿，故對這類桿件不應忽視其水平橫拉桿的間距。5、用活動支撐搭設二次支撐架，能有效地減少模板和支撐之間的安裝縫隙，提高二次支撐的效果。6、對于超高模板支撐體系，既要考慮局部立桿的承載能力又要考慮整個支架的整體承載能力。對于輕視樓板支撐，輕視諸如橫拉桿、剪刀撐等構造措施，忽視扣件安裝質量等做法都是危險的，因為支架的整體平衡作用將由可能尋找這些薄弱點，并予以擊破。七、應用效果利用傳感器等先進的電子或機械設備對工程施