模板支架的多参数关联监测报警方法与流程

1.本发明涉及模板支架监测技术领域，尤其涉及一种模板支架多参数关联监测报警方法。


背景技术：

2.模板支架体系在建筑施工中被广泛应用，但安全事故频频发生。一些模板支架在坍塌前具有一定的短期征兆，如杆件变形、模板下沉、架体倾斜和异响等。因此可靠的实时监测是保障模板支架施工安全的重要手段。实时监测的核心作用便是根据模板支架构件的变形或受力的情况判断架体是否安全，以预防倒塌事故的发生。
3.现有已公开的专利技术以“单参数报警”为主，例如发明专利(公开号为cn109682415a)公开了一种高支模防倒塌监测预警方法，该专利监测传感器包括轴力传感器、水平位移传感器和相对位移传感器，通过将监测传感器实测数据与报警阈值进行对比，根据对比结果对模板支架的安全性进行监测预警。但是，仅有单个监测参数超过报警值很有可能属于设备故障、现场误碰触等偶发现象，因此，单参数报警机制容易引发误报警。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：单参数报警机制容易引发误报警。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模板支架的多参数关联监测报警方法，包括如下步骤：
6.根据模板支架的施工区域选取监测点；
7.获取所述监测点的多个监测参数；
8.基于各个所述监测参数确定对应的报警值；
9.根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则；
10.其中，所述监测参数包括面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移。
11.在上述技术方案中，所述模板支架的施工区域包括楼板、主梁和次梁，所述监测点包括面板沉降监测点、立杆轴力监测点、立杆倾角监测点和整体水平位移监测点，其中，
12.所述面板沉降监测点包括所述面板的底面中心；
13.所述立杆轴力监测点包括所述楼板的板底中心和所述主梁的梁底中心的立杆顶端；
14.所述立杆倾角监测点包括所述楼板的板底中心和所述主梁的梁底中心的立杆悬伸段顶端；
15.所述整体水平位移监测点包括所述楼板的板底中心和所述主梁的梁底中心的立杆悬伸段顶端。
16.在上述技术方案中，所述根据所述监测参数和所述报警值确定报警准则，具体包括：
17.对所述面板沉降、所述立杆轴力、所述立杆倾角和所述整体水平位移4个所述监测
参数进行判断；
18.当4个所述监测参数中的之一大于对应的报警值时，要求加强监测，查明超限原因，不予报警，在做足安全措施后施工；
19.当有4个所述监测参数中的之二大于对应的报警值时，通过监测端或手机端向监测人员即时发送预警信息，需施工人员立即暂停施工，查明原因并整改；
20.当4个所述监测参数均大于对应的报警值时，通过监测端或手机端向监测人员即时发送报警信息，立即停止施工，紧急撤离施工作业人员。
21.在上述技术方案中，所述基于各个所述监测参数确定对应的报警值，具体包括：
22.根据各个所述监测参数的计算方式确定该监测参数在极限面荷载情况下的最大计算值；
23.取各个所述监测参数对应的最大计算值的80％作为对应的报警值。
24.在上述技术方案中，所述极限面荷载的计算方式，具体包括：
25.分别根据面板、主龙骨、次龙骨、立杆和立杆底座支承面的材料屈服强度反算模板支架可承受的最大面荷载qs,q
mi
,q
ma
,q
sc
和qf；
26.取计算值qs,q
mi
,q
ma
,q
sc
和qf中的最小值作为模板支架所能承受的极限面荷载qu。
27.在上述技术方案中，所述面板沉降v的最大计算值为模板支架在极限面荷载为qu时的面板挠度vs、次龙骨挠度v
mi
、主龙骨挠度v
ma
和立杆轴压变形δ
sc
之和；
28.所述整体水平位移d
sc
的最大计算值为立杆顶端水平位移。
29.在上述技术方案中，在最薄弱构件破坏前，所述立杆倾角的最大计算值为立杆顶端u型托中主龙骨安装误差带来的荷载偏心受压；
30.当主龙骨紧贴u型托内边缘时视为导致荷载偏心距最大的极端情况，所述立杆倾角θ
sc
的最大值为作为在架体极限面荷载qu和极限偏心距e情况下的立杆悬伸段的倾角。
31.在上述技术方案中，极限面荷载为qu时的面板沉降v、立杆轴力n
sc
、立杆倾角θ
sc
和顶端水平位移d
sc
计算式如式(1-4)所示：
32.v＝vs+v
mi
+v
ma
+δ
sc
33.n
sc
＝qulalb[0034][0035][0036]
式中，vs、v
mi
和v
ma
分别为模板支架在极限面荷载为qu时的面板挠度、次龙骨挠度和主龙骨挠度，δ
sc
为在极限面荷载为qu时的立杆轴压变形，la为立杆横距，lb为立杆纵距，e为立杆顶端荷载最大偏心距，h
tc
为立杆顶部扣件中心到立杆顶端的距离，e
sc
为立杆钢材弹性模量，i
sc
为立杆截面惯性矩。
[0037]
本发明实施例的模板支架的多参数关联监测报警方法与现有技术相比，其有益效果在于：以不导致最薄弱构件破坏时的模板支架所能承受的极限面荷载为基础，充分考虑各构件受力和变形的关联情况；根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则，可解决传统以单一构件承载性能确定各报警值“过松”或“过紧”的问题。同时，本发明将模
板支架监测“单参数报警”升级为“多参数关联报警”，利用多个监测参数与报警值的差异情况作为触发架体最薄弱构件破坏的报警机制判断标准，改变了以单一参数超过监测限值便判断架体处于“危险状态”的传统评估方法，可减少“误报警”的发生。
附图说明
[0038]
图1为本发明一种模板支架多参数关联监测报警方法的步骤流程图；
[0039]
图2为本发明一种模板支架多参数关联监测报警方法的又一实施例的步骤流程图；
[0040]
图3为本发明实施例的模板支架监测点布置平面图；
[0041]
图4为本发明实施例的模板支架监测点布置立面图；
[0042]
图5为本发明实施例的立杆监测点布置示意图；
[0043]
图6为本发明实施例的面板沉降监测布置示意图；
[0044]
图7为本发明实施例的立杆轴力监测布置示意图；
[0045]
图8为本发明实施例的立杆倾角监测布置示意图；
[0046]
图9为本发明实施例的整体水平位移监测布置示意图。
[0047]
其中：1-楼板、2-主梁、3-次梁、4-柱、5-面板、6-次龙骨、7-主龙骨、8-立杆、81-立杆悬伸段、82-立杆顶部扣件、9-底座、10-支承面、11-u型托、12-面板沉降测量仪、121-面板沉降测量仪穿线扣、122-面板沉降测量仪引线、123-面板沉降测量仪天线、124-面板沉降测量仪拉线、125-面板沉降测量仪吊环螺栓、13-力传感器、131-力传感器天线、14-倾角仪、141-倾角仪卡箍、142-倾角仪卡箍螺母、143-倾角仪天线、15-水平位移计、151-水平位移计卡箍、152-水平位移计卡箍螺母、153-水平位移计穿线扣、154-水平位移计拉线、155-水平位移计引线、156-水平位移计吊环螺栓、157-水平位移计天线。
具体实施方式
[0048]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0049]
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0050]
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]
如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0052]
如图1至图9所示，本发明实施例的一种模板支架的多参数关联监测报警方法，包
括：
[0053]
100：根据模板支架的施工区域选取监测点；
[0054]
200：获取所述监测点的多个监测参数；
[0055]
300：基于各个所述监测参数确定对应的报警值；
[0056]
400：根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则；
[0057]
其中，所述监测参数包括面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移。
[0058]
可以理解的是，以不导致最薄弱构件破坏时的模板支架所能承受的极限面荷载为基础，充分考虑各构件受力和变形的关联情况；根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则，可解决传统以单一构件承载性能确定各报警值“过松”或“过紧”的问题。同时，本发明将模板支架监测“单参数报警”升级为“多参数关联报警”，利用多个监测参数与报警值的差异情况作为触发架体最薄弱构件破坏的报警机制判断标准，改变了以单一参数超过监测限值便判断架体处于“危险状态”的传统评估方法，可减少“误报警”的发生。
[0059]
在其中一个实施例中，包括：
[0060]
s1：本实施例选取面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移作为本实施例模板支架的监测参数：如图4所示，面板沉降体现楼板1板底或主梁2梁底的面板5挠度、次龙骨6挠度、主龙骨7挠度、立杆8变形的变化情况，立杆轴力和倾角反映立杆8的受力和变形情况，整体水平位移用以防止整架发生侧向倾覆。
[0061]
s2：基于实施例监测参数在极限面荷载情况下的计算值确定报警值：计算本实施例模板支架所能承受的极限面荷载，保证最薄弱构件不发生破坏；获取模板支架构件监测参数在极限面荷载情况下的计算值，并取各参数最大计算值的80％作为报警值。
[0062]
s3：根据场地施工区域面积的大小及危险程度，确定监测点布置数量和安装位置方案，按一定间距将监测点布置在架体受力和变形最大的关键性部位：本实施例中，如图3所示，楼盖单元由楼板1、主梁2和次梁3组成，监测点位于楼板1板底中心和主梁2梁底中心区域。
[0063]
其中，如图5所示，面板沉降监测点选取面板5底面中心位置，由沉降测量仪12进行监测；立杆轴力监测点选取楼板1板底中心和主梁2梁底中心的立杆8顶端，由力传感器13进行监测；立杆倾角监测点选取楼板1板底中心和主梁2梁底中心的立杆悬伸段81顶端，由倾角仪14进行监测；整体水平位移监测点选取楼板1板底中心和主梁2梁底中心的立杆悬伸段81顶端，由水平位移计15进行监测。优选的，力传感器、拉线位移计和倾角仪可以为无线监测设备也可以为有线监测设备。
[0064]
s4：以面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移4个监测参数报警值与报警值的差异情况确定报警准则：在本实施例中，当面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移这四个监测参数中，当有4个所述监测参数中的之一大于对应的报警值时，只加强监测，查明超限原因，不予报警，在做足安全防范措施后施工；当有4个所述监测参数中的之二大于对应的报警值时，可认为模板支架存在构件受力或变形较大风险，通过监测端16或手机端17向监测人员即时发送预警信息，施工人员立即暂停施工，查明原因并整改消除危险后才能继续施工；当4个所述监测参数均大于对应的报警值时，可认为模板支架存在构件破坏风险极高，通过监测端或手机端向监测人员即时发送报警信息，立即停止施工，紧急撤离施工作业面人员。
[0065]
进一步的，在s2中，计算本实施例模板支架所能承受的极限面荷载，包括步骤：分别根据面板5、次龙骨6、主龙骨7、立杆8或立杆底座9支承面10的材料屈服强度反算模板支架可承受的最大面荷载qs,q
mi
,q
ma
,q
sc
和qf；取计算值qs,q
mi
,q
ma
,q
sc
和qf中的最小值作为模板支架所能承受的极限面荷载qu，当模板支架面荷载不大于qu时，架体各构件均可保持安全状态。
[0066]
进一步的，在s2中，获取本实施例模板支架构件监测参数在极限面荷载情况下的计算值，其中面板沉降v为模板支架在极限面荷载为qu时的面板5挠度vs、次龙骨6挠度v
mi
、主龙骨7挠度v
ma
和立杆8轴压变形δ
sc
之和。在架体最薄弱构件破坏前，立杆倾角主要源于立杆顶端u型托11中主龙骨7安装误差带来的荷载偏心受压。将立杆悬伸段81简化为偏心受压构件，当主龙骨7紧贴u型托11内边缘时视为导致荷载偏心距最大的极端情况，此时立杆悬伸段81的倾角作为在架体极限面荷载qu和极限偏心距e情况下的立杆倾角θ
sc
。在架体最薄弱构件破坏前，架体的整体水平位移d
sc
则主要体现在立杆悬伸段81顶端水平位移上。
[0067]
具体的，在极限面荷载为qu时的面板沉降v、立杆轴力n
sc
、立杆倾角θ
sc
和顶端水平位移d
sc
计算式如式(1-4)所示：
[0068]
v＝vs+v
mi
+v
ma
+δ
sc (1)
[0069]nsc
＝qulal
b (2)
[0070][0071][0072]
式中，vs、v
mi
和v
ma
分别为模板支架在极限面荷载为qu时的面板5挠度、次龙骨6挠度和主龙骨7挠度，δ
sc
为在极限面荷载为qu时的立杆8轴压变形，la为立杆8横距，lb为立杆8纵距，e为立杆8顶端荷载最大偏心距，h
tc
为立杆顶部扣件82中心到立杆顶端的距离，e
sc
为立杆8钢材弹性模量，i
sc
为立杆8截面惯性矩。
[0073]
进一步的，在s3中，如图6所示，沉降测量仪12的安装步骤包括：将面板沉降测量仪吊环螺栓125钉入面板5板底中心，并将沉降测量仪12放置在面板沉降测量仪吊环螺栓125正下方的支承面10上，支承面10需坚固、平整。截取适当长度的面板沉降测量仪拉线124，面板沉降测量仪拉线124一端套入面板沉降测量仪吊环螺栓125后系紧，另一端穿入沉降测量仪穿线扣121后缓慢拉长面板沉降测量仪引线122，直至面板沉降测量仪引线122长度超过面板沉降报警值，随后将穿入面板沉降测量仪拉线124系紧，面板沉降测量仪拉线124和面板沉降测量仪引线122均需保持紧绷、垂直。沉降测量仪12表面还设有面板沉降测量仪天线123，面板沉降监测报警值可通过面板沉降测量仪天线123实时发送至监测端16或手机端17。
[0074]
进一步的，在s3中，如图7所示，力传感器13的安装步骤包括：旋拧u型托螺母111使u型托11下降至适当位置后，将力传感器13放置在u型托11和主龙骨7之间。随后反方向旋拧u型托螺母111使u型托11上升，直至力传感器13紧贴主龙骨7，此时力传感器13受到一定的轴向压力，立杆轴力监测报警值可通过力传感器天线131实时发送至监测端16或手机端17。
[0075]
进一步的，在s3中，如图8所示，倾角仪14的安装步骤包括：将倾角仪14的倾角仪卡
箍141扣在立杆悬伸段81顶端，随即拧紧倾角仪卡箍螺母142。调整倾角仪14机身，保持机身在正式监测前呈水平状态。倾角仪14表面设有倾角仪天线143，立杆倾角监测报警值可通过倾角仪天线143实时发送至监测端16或手机端17。
[0076]
进一步的，如图9所示，在s3中，水平位移计15的安装步骤包括：将水平位移计15的水平位移计卡箍151扣在立杆悬伸段81顶端，随即拧紧水平位移计卡箍螺母152。截取适当长度的水平位移计拉线154，水平位移计拉线154一端穿入水平位移计穿线扣153后系紧，缓慢拉长水平位移计引线155，直至水平位移计引线155长度超过整体水平位移监测报警值。选取柱4作为整体水平位移监测基准点，将水平位移计吊环螺栓156钉入柱4表面，并将水平位移计拉线154另一端套入水平位移计吊环螺栓156后系紧，水平位移计拉线154和水平位移计引线155均需保持紧绷、水平。水平位移计15表面还设有水平位移计天线157，整体水平位移监测报警值可通过水平位移计天线157实时发送至监测端16或手机端17。优选的，整体水平位移监测基准点可设置在柱上，也可以设置在剪力墙上。
[0077]
进一步的，在s3中，沉降测量仪12、力传感器13、倾角仪14和水平位移计15在安装完成后打开电源。正式监测开始前，需在监测端16或手机端17上对各设备的监测数据归零处理，以保证监测过程中的数据准确性。
[0078]
本发明的一种模板支架的多参数关联报警计算方法，以不导致最薄弱构件破坏时的模板支架所能承受的极限面荷载为基础，充分考虑各构件受力和变形的关联情况；根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则，可解决传统以单一构件承载性能确定各报警值“过松”或“过紧”的问题。同时，本发明将模板支架监测“单参数报警”升级为“多参数关联报警”，利用多个监测参数与报警值的差异情况作为触发架体最薄弱构件破坏的报警机制判断标准，改变了以单一参数超过监测限值便判断架体处于“危险状态”的传统评估方法，可减少“误报警”的发生。
[0079]
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

技术特征：
1.一种模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，包括如下步骤：根据模板支架的施工区域选取监测点；获取所述监测点的多个监测参数；基于各个所述监测参数确定对应的报警值；根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则；其中，所述监测参数包括面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移。2.根据权利要求1所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，所述模板支架的施工区域包括楼板、主梁和次梁，所述监测点包括面板沉降监测点、立杆轴力监测点、立杆倾角监测点和整体水平位移监测点，其中，所述面板沉降监测点包括所述面板的底面中心；所述立杆轴力监测点包括所述楼板的板底中心和所述主梁的梁底中心的立杆顶端；所述立杆倾角监测点包括所述楼板的板底中心和所述主梁的梁底中心的立杆悬伸段顶端；所述整体水平位移监测点包括所述楼板的板底中心和所述主梁的梁底中心的立杆悬伸段顶端。3.根据权利要求2所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，所述根据所述监测参数和所述报警值确定报警准则，具体包括：对所述面板沉降、所述立杆轴力、所述立杆倾角和所述整体水平位移4个所述监测参数进行判断；当4个所述监测参数中的之一大于对应的报警值时，要求加强监测，查明超限原因，不予报警，在做足安全措施后施工；当有4个所述监测参数中的之二大于对应的报警值时，通过监测端或手机端向监测人员即时发送预警信息，需施工人员立即暂停施工，查明原因并整改；当4个所述监测参数均大于对应的报警值时，通过监测端或手机端向监测人员即时发送报警信息，立即停止施工，紧急撤离施工作业人员。4.根据权利要求2所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，所述基于各个所述监测参数确定对应的报警值，具体包括：根据各个所述监测参数的计算方式确定该监测参数在极限面荷载情况下的最大计算值；取各个所述监测参数对应的最大计算值的80％作为对应的报警值。5.根据权利要求4所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，所述极限面荷载的计算方式，具体包括：分别根据面板、主龙骨、次龙骨、立杆和立杆底座支承面的材料屈服强度反算模板支架可承受的最大面荷载q
s
,q
mi
,q
ma
,q
sc
和q
f
；取计算值q
s
,q
mi
,q
ma
,q
sc
和q
f
中的最小值作为模板支架所能承受的极限面荷载q
u
。6.根据权利要求5所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，所述面板沉降v的最大计算值为模板支架在极限面荷载为q
u
时的面板挠度v
s
、次龙骨挠度v
mi
、主龙骨挠度v
ma
和立杆轴压变形δ
sc
之和；所述整体水平位移d
sc
的最大计算值为立杆顶端水平位移。
7.根据权利要求6所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，在最薄弱构件破坏前，所述立杆倾角的最大计算值为立杆顶端u型托中主龙骨安装误差带来的荷载偏心受压；当主龙骨紧贴u型托内边缘时视为导致荷载偏心距最大的极端情况，所述立杆倾角θ
sc
的最大值为作为在架体极限面荷载q
u
和极限偏心距e情况下的立杆悬伸段的倾角。8.根据权利要求7所述的模板支架的多参数关联监测报警方法，其特征在于，极限面荷载为q
u
时的面板沉降v、立杆轴力n
sc
、立杆倾角θ
sc
和顶端水平位移d
sc
计算式如下式所示：v＝v
s
+v
mi
+v
ma
+δ
sc
n
sc
＝q
u
l
a
l
bb
式中，v
s
、v
mi
和v
ma
分别为模板支架在极限面荷载为q
u
时的面板挠度、次龙骨挠度和主龙骨挠度，δ
sc
为在极限面荷载为q
u
时的立杆轴压变形，l
a
为立杆横距，l
b
为立杆纵距，e为立杆顶端荷载最大偏心距，h
tc
为立杆顶部扣件中心到立杆顶端的距离，e
sc
为立杆钢材弹性模量，i
sc
为立杆截面惯性矩。

技术总结
本发明涉及模板支架监测技术领域，尤其涉及一种模板支架的多参数关联监测报警方法。包括如下步骤：根据模板支架的施工区域选取监测点；获取所述监测点的多个监测参数；基于各个所述监测参数确定对应的报警值；根据多个所述监测参数和对应所述报警值确定报警准则；其中，所述监测参数包括面板沉降、立杆轴力、立杆倾角和整体水平位移。其有益效果在于：本发明将模板支架监测“单参数报警”升级为“多参数关联报警”，利用多个监测参数与报警值的差异情况作为触发架体最薄弱构件破坏的报警机制判断标准，改变了以单一参数超过监测限值便判断架体处于“危险状态”的传统评估方法，可减少“误报警”的发生。的发生。的发生。


技术研发人员：唐孟雄 梁湖清 李祯 郭佑雄 邵泉
受保护的技术使用者：广州市建筑集团有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/11