基于BIM技術的高大模板支撐體系監測及實時預警施工技術

李杰

【摘要】根據高大模板施工圖紙，采用Revit建立高大模板支撐體系BIM模型，采用Revit軟件對支撐體系進行受力分析，同時根據JGJ300-2013《建筑施工臨時支撐結構技術規范》中的規定，在水平構件受力最大處，架體四周，監測點與點之間的間距10 m等位置設置并按照施工方和第三方的監測方案完成各測點的編碼，現場根據模型和方案中設計的監測點位，最后在模板支架頂部安裝傳感器，實時監測鋼管承受的壓力、架體的豎向位移和傾斜度等內容，通過無線設備將各傳感器數據發送至設備信號接收和分析終端，數據接收終端在收到數據后對數據進行分析，在將數據傳遞給遠程監測系統的同時，對數據的安全性進行計算分析，并及時將支模架的危險狀態通過聲光報警、短信發送和向平臺實時傳訊的模式傳遞出去。

【關鍵詞】高大模板支撐體系; BIM技術; 監測; 實時預警

【中國分類號】TU731.2【文獻標志碼】B

近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市化和工業化進程的加速，城市基礎設施和工業民用建設總量急劇增加，在這些工程建設領域中出現了一些空間、跨度、荷載比一般工程較大，其模板支撐體系也比一般工程更加復雜，也就是高大模板工程。我們目前把水平構件模板支撐體系高度超過8 m、或跨度超過18 m、或施工總荷載大于15 kN/m2、或集中線荷載大于20 kN/m的模板支撐體系稱為高大模板支撐體系。由于高大模板工程在施工方法方面比較復雜，每年因高大模板支撐體系造成的坍塌等事故頻繁發生，造成了較大的生命和財產的損失，因此高大模板工程應引起各方人員的高度重視。

1 目前高大模板支撐體系監測現狀及存在的問題

目前高大模板支撐體系監測主要采用經緯儀、水準儀對其進行監測，其主要存在以下問題：

（1）采用經緯儀、水準儀監測受天氣因素影響較大，不同的天氣環境，觀測結果有差異。

（2）采用經緯儀、水準儀監測受人為因素較大，不同的監測人員，監測的結果會存在一定的誤差。

（3）高大模板支撐體系相對于普通支模體系立桿縱橫間距更小，采用經緯儀、水準儀觀測，相對困難，尤其對于整個支模體系內部，基本無法實現監測監控。

（4）高大模板支撐體系無法對立桿承載力進行監測監控，無法及時的進行預警。

2 工藝原理

根據高大模板施工圖紙，采用Revit軟件建立高大模板支撐體系BIM模型，同時采用Revit軟件對支撐體系進行受力分析，同時根據JGJ300-2013《建筑施工臨時支撐結構技術規范》中的規定，在水平構件受力最大處，架體四周，監測點與點之間的間距10 m等位置設置并按照施工方和第三方的監測方案完成各測點的編碼，現場根據模型和方案中設計的監測點位，最后在模板支架頂部安裝傳感器，實時監測鋼管承受的壓力、架體的豎向位移和傾斜度等內容，通過無線設備將各傳感器數據發送至設備信號接收和分析終端，數據接收終端在收到數據后對數據進行分析，在將數據傳遞給遠程監測系統的同時，對數據的安全性進行計算分析，并及時將支模架的危險狀態通過聲光報警、短信發送和向平臺實時傳訊的模式傳遞出去（圖1）。

3 施工技術的操作流程及要點

工藝流程見圖2。

（1）集成高大模板BIM模型見圖3、圖4。

（2）傳感器安裝見圖5、圖6。

（3）傳感器與 BIM 模型與報警系統平臺，相互搭接關聯。

（4）數據傳遞、分析、預警。

數據傳遞、分析、預警包括數據中心、數據分析、報警管控、統計信息、工程信息與系統管理等功能。

（5）報警系統。

基于BIM技術的高大模板安全監測信息系統實現了數據采集、傳輸、處理與分析一體化管理，將BIM模型、施工與監測信息、預報警處置機制、監測成果發布有機融合在一起，構建了高大模板監測管控可視化協同平臺，大大提高監測人員責任心，有效指導高大模板施工，對高大模板工程施工過程中安全風險起到預防作用。

4 結論

4.1 創新點和突破

（1）智能監測：智能傳感器實時監測，精確度高，保障安全。

（2）四類監測：及時有效的對架體水平位移、模板沉降、立桿軸力、立桿傾角四類大項進行實時監測監控。

（3）秒級響應，同步預警：各項安全數據秒級傳輸，確保同步聲光預警，便于緊急隱患排查，安全疏散。

（4）手機聯動：高大模板監測預警云平臺，讓手機端與網頁端同步監測。

4.2 社會效益

監測通過在高大模板支撐體系內關鍵部位和薄弱部位布設傳感器，采用自動化監測的方法，完成了混凝土澆筑過程中對高大模板支撐體系實時監測，為后期工程支撐架體系搭設起到很好的借鑒作用。及時發現混凝土澆筑過程中高大模板系統監測參數的異常變化，防止高大模板的倒塌引起財產損失，危及生命安全。

參考文獻

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