城市高架高支模线监测数灰色关联分析研究
第作者1**2
（1 2基础设施安全监测评估国家方联合工程研究中心南昌330052）
摘：相传统检测城市高架高支模线监测系统监测区域监测时效性监测预警等方面拥巨优势通成二环路高架项目高支模模板沉降杆件倾斜杆件轴力监测数分析发现高支模线监测系统够实时监控支架体系工作状态够客观反映高支模变形受力等特征基灰色关联分析充分验证高支模线监测系统数性准确性
关键词：高支模线监测灰色关联分析绝关联度
Research on Online Monitoring and Data Grey Correlation Analysis of HighFormwork System
Abstract Compared with traditional detection urban viaduct online monitoring system has great advantages in monitoring area monitoring timeliness and monitoring warning Through the comparative analysis of the highformwork settlement the member inclination and the shaft force monitoring data of the viaduct project in Chengdu we found that the online monitoring system of highformwork can monitor the realtime working condition which can objectively reflect the highformwork deformation and stress characteristics Based on the grey relational analysis the reliability and accuracy of the data online monitoring system are verified
Keywords Highformwork Online monitoring Grey relational analysis Absolute correlation degree
1 绪
年高支模广泛应型复杂工程施工程中根建设工程高模板支撑系统施工安全监督理导（建质[2009]254号）中规定高模板支撑系统指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超8m搭设跨度超18m施工总荷载15kNm2集中线荷载20kNm模板支撑系统[1]然模板支撑体系构件身复杂性混凝土浇筑时模板支撑体系出现局部失稳变形进导致整高支模体系坍塌事屡见鲜表11中统计年部分模板支撑体系坍塌导致工程事
表11 部分模板支撑体系坍塌典型事
事时间
工程名称
伤亡情况
2015年2月9日
云南省文山州职教园区学生活动中心
8死亡7受伤
2015年4月30日
山东省潍坊市潍坊实验中学演艺中心
4死亡1重伤
2015年6月7日
广东省东莞市深粮物流限公司粮储工程
4死亡
2015年7月5日
西藏治区林芝市巴宜区鲁朗镇3号楼
8死亡5受伤
2016年1月30日
河北省唐山市丰润区金域名邸四号块
5死亡
频发模板支撑体系坍塌事断威胁着现场施工员生命安全特高支模体系更具危险性型复杂工程中模板支撑体系特高支模系统展开实时监控确保工程安全未工程建设发展必然趋势
线监测系统相传统检测方法覆盖面差难高支模体系整体情况做全面检查数采集计算检测员观判断仅存误差导致法连续记录施工期间数缺乏足够数积累[2]表12中监测区域监测时效性监测预警等方面较高支模传统检测线监测区
表12 传统检测线监测区
类型
传统检测
线监测
监测区域
受光线视野限制检测员法高支模整体情况做出检查观测重点集中高支模体系外围
受外界环境干扰全面监测高支模体系中薄弱点够体系安全状态整体握
监测时效性
数采集时间间隔较长数连续性差中断点
实现天24时间断数采集传输根项目实际情况采短5分钟次采集粒度
监测预警
现场突发事件响应时发生险情时时通知现场
系统时发现现场险情做时响应动报警效提醒现场采取加固措施
通述发现线监测够时发现高支模系统中模线垂直变化水变化情况实时监控结构关键部位性参数够施工时时报警[3]规范现场施工保障工程利进行高空危险作业实时动态踪具十分重意义
2 方案设计
作成市交通重组成部分二环路南接创业路口益州道高架项目施工程中量高支模体系保障施工质量施工安全施工程中高支模体系进行实时线监测外规范现场施工理作业员安全帽进行定位监实时解工位置通高支模板高点安装两网络球机进行现场视频监控查现场施工员否规定施工规范现场员施工作业行项目分ZJ3#盖梁支架GA29联GA110#墩柱盖梁支架进行监测
结合成二环高架项目桥墩特点施工方需求高支模监测系统布置三监测项分模板沉降监测杆件倾斜监测杆件轴力监测充分兼顾监测场景监测设备济性操作性具体测点布设遵循原：
1）杆件轴力监测测点布置般选择具代表性受力点位例横梁交汇处桥墩言桥墩四周面分布置测点通称重传感器监测立杆轴力
2）支架变形监测言监测沉降水位移倾角高支模体系中杆件变形较显著变形测点宜布置[4]项目中盒式测斜仪监测杆件倾斜激光测距传感器监测支架模板沉降图21监测设备现场安装图图2223分ZJ3#盖梁支架GA110#墩柱盖梁支架布置图
图21 称重设备盒式测斜仪激光测距仪现场安装图
图22 ZJ3#盖梁支架测点布置图
图23 GA110#墩柱盖梁支架测点布置图
仅工员理方面项目中实现工安全帽位置定位安全帽衬植入miniGPS定位器微型高度计高空作业者通miniGPS获知携带者面位置通微型高度计获知携带者高程项目理员PC端者手机端登录够查成员位置规范现场施工保障工程安全进行具十分重作
3 监测成果分析
高支模体系监测重点时期混凝土浇筑前混凝土初凝通线监测系统高达5分钟次采集粒度实时监控高支模体系项指标数面ZJ3#盖梁例分析监测成果ZJ3#盖梁中部东部西部分布设称重传感器固定测斜仪激光传感器具体监测数见图31图32图33示：
图31 ZJ3#盖梁模板沉降数曲线
图32 ZJ3#盖梁杆件轴力数曲线
图33 ZJ3#盖梁杆件倾斜数曲线
根现场员工况记录ZJ3#盖梁2016年10月18日晚进行混凝土浇筑述图中发现盖梁模板进行混凝土浇筑时高支模监测系统数均显著变化
沉降数分析模板沉降监测数变化显著盖梁西部东部位移量较接终沉降量超10mm盖梁中部测点混凝土浇筑重影响中部沉降量会更沉降量超20mm呈现出中间两边数特点混凝土浇筑时数增显著着浇筑结束模板沉降量趋稳定高支模监测数中部测点沉降速率终沉降累计值均东部西部测点通监测数分析客观验证盖梁模板设置预拱度必性
杆件轴力数分析采取高达5分钟次采集粒度轴力数曲线着混凝土浇筑进行力值变化呈现出许台阶混凝土浇筑结束轴力力值重新趋稳定图31图32轴力数沉降数发现较关联性述数协调变化关系十分明显
杆件倾斜监测分析2016年10月18日2200开始直2016年10月19日0400结束盖梁中部X方位移外余监测点位XY方位移均显著变化倾斜数混凝土浇筑时变化幅度较浇筑结束趋稳定外杆件倾斜受外界影响较工误碰架设周边杆件时测杆件顶托松动等会造成数变化
4 监测数灰色关联分析
面GA29联跨中西侧跨中东侧模板沉降数例进行灰色关联分析测点布置述两测点离混凝土浇筑工况数变化应该非常接图41沉降数时程曲线：
图41 GA29联跨中西侧跨中东侧模板沉降数曲线
高支模监测系统累计数量较现数灰度较果进行传统数理统计分析难找符合分布规律弥补数理统计该项劣势重点引入灰色关联分析该理早华中科技学邓聚龙教授1982年提出作灰色系统理重组成部分灰色关联分析中重思想通数序列形状相似性判断序列间联系紧密程度[5]传统数理统计数具较高求灰色关联分析基贫信息数进行分析建模具强适性1991年刘思峰教授拓展该理提出灰色绝相综合关联度概念重点序列接性相似性两视角进行灰色关联度量文中灰色绝关联度计算基刘思峰教授定义
面GA29联跨中西侧跨中东侧两测点沉降数进行灰色关联分析判断二者变形协调性验证监测系统性选择GA29联跨中西侧跨中东侧2016年11月30日18点2016年12月1日11点间采集201数作灰色关联分析样选取图41中第二台阶处数进行分析步骤：
第步初始化操作首先消数量纲采灰色绝关联度计算序列需等长序列（序列中拥相元素数步距）原序列整理等长度1时距序列次取两测点相采集时段数跨中东侧测点采集数导入序列[1]跨中西侧测点采集数导入序列[2]完成数初始化操作
第二步计算出序列[1][2]始点零化始点零化算子D作序列[1][2]元素减该序列第值始点零化序列[1]始点零化序列[2]
第三步计算灰色绝关联度公式示：
（式41）
式中：
式41结构中出绝关联度非负介01间灰色关联度值越说明序列[1][2]间联系程度越紧密表41灰色绝关联度计算表
表41 灰色绝关联度计算表
序列[1]
序列[2]
始点零化序列[1]
始点零化序列[2]
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计算数量较表中列出序列[1][2]前15数15数GMS80软件计算出：
带入公式（41）计算序列[1]序列[2]绝关联度：
灰色绝关联度性质知灰色绝关联度仅序列[1][2]形状关序列[1][2]形状越相似绝关联度越越接1果两相序列进行灰色绝关联度计算二者灰色绝关联度1面计算关联度值趋1说明序列[1]序列[2]形状十分接数变化趋势较致二者协变化
现场施工情况GA29联跨中西侧跨中东侧测点布设位置十分接GA29联进行混凝土浇筑时模板发生变形较相似混凝土开始浇筑达龄期时段塑形变形明显体现变形数变化速率终沉降量两测点十分接灰色绝关联分析计算结果较吻合充分证明高支模线监测系统数性准确性
5 总结
文结合二环路南接创业路口益州道高架项目通建立高支模线监测系统高支模体系混凝土浇筑期间项指标进行监控基模板沉降杆件倾斜杆件轴力数分析着混凝土浇筑进行项数均显著变化现场工况记录浇筑时间高度匹配验证线监测系统性特选取GA29联跨中西侧跨中东侧两测点沉降数进行灰色关联分析通计算发现二者绝关联度趋1说明跨中西侧跨中东侧两测点数形状十分接变化趋势较致总说高支模线监测系统够实时监控体系工作状态够客观反映高支模变形受力等特征利实现施工程动态安全控制
参考文献
[1]李维刘利先吕龙 浅谈高模板支撑系统混凝土浇筑期间实时监测重性[J] 建筑结构2016(S2)599603
[2]卢松耀梁龙昌卢凌燕 动化变形监测系统高支模浇注实时安全监控应[J] 测绘理信息2015(06)7678+81
[3]卢松耀梁龙昌广静 基测量机器高支模变形监测研究应[J] 测绘通报2015(07)8588
[4]侯杰 新型高强碗扣式高支模架系统受力性监测分析[D]郑州学2014
[5]刘思峰灰色系统理应第8版[M]北京：科学出版社2017
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第作者1**2
（1 2基础设施安全监测评估国家方联合工程研究中心南昌330052）
摘：相传统检测城市高架高支模线监测系统监测区域监测时效性监测预警等方面拥巨优势通成二环路高架项目高支模模板沉降杆件倾斜杆件轴力监测数分析发现高支模线监测系统够实时监控支架体系工作状态够客观反映高支模变形受力等特征基灰色关联分析充分验证高支模线监测系统数性准确性
关键词：高支模线监测灰色关联分析绝关联度
Research on Online Monitoring and Data Grey Correlation Analysis of HighFormwork System
Abstract Compared with traditional detection urban viaduct online monitoring system has great advantages in monitoring area monitoring timeliness and monitoring warning Through the comparative analysis of the highformwork settlement the member inclination and the shaft force monitoring data of the viaduct project in Chengdu we found that the online monitoring system of highformwork can monitor the realtime working condition which can objectively reflect the highformwork deformation and stress characteristics Based on the grey relational analysis the reliability and accuracy of the data online monitoring system are verified
Keywords Highformwork Online monitoring Grey relational analysis Absolute correlation degree
1 绪
年高支模广泛应型复杂工程施工程中根建设工程高模板支撑系统施工安全监督理导（建质[2009]254号）中规定高模板支撑系统指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超8m搭设跨度超18m施工总荷载15kNm2集中线荷载20kNm模板支撑系统[1]然模板支撑体系构件身复杂性混凝土浇筑时模板支撑体系出现局部失稳变形进导致整高支模体系坍塌事屡见鲜表11中统计年部分模板支撑体系坍塌导致工程事
表11 部分模板支撑体系坍塌典型事
事时间
工程名称
伤亡情况
2015年2月9日
云南省文山州职教园区学生活动中心
8死亡7受伤
2015年4月30日
山东省潍坊市潍坊实验中学演艺中心
4死亡1重伤
2015年6月7日
广东省东莞市深粮物流限公司粮储工程
4死亡
2015年7月5日
西藏治区林芝市巴宜区鲁朗镇3号楼
8死亡5受伤
2016年1月30日
河北省唐山市丰润区金域名邸四号块
5死亡
频发模板支撑体系坍塌事断威胁着现场施工员生命安全特高支模体系更具危险性型复杂工程中模板支撑体系特高支模系统展开实时监控确保工程安全未工程建设发展必然趋势
线监测系统相传统检测方法覆盖面差难高支模体系整体情况做全面检查数采集计算检测员观判断仅存误差导致法连续记录施工期间数缺乏足够数积累[2]表12中监测区域监测时效性监测预警等方面较高支模传统检测线监测区
表12 传统检测线监测区
类型
传统检测
线监测
监测区域
受光线视野限制检测员法高支模整体情况做出检查观测重点集中高支模体系外围
受外界环境干扰全面监测高支模体系中薄弱点够体系安全状态整体握
监测时效性
数采集时间间隔较长数连续性差中断点
实现天24时间断数采集传输根项目实际情况采短5分钟次采集粒度
监测预警
现场突发事件响应时发生险情时时通知现场
系统时发现现场险情做时响应动报警效提醒现场采取加固措施
通述发现线监测够时发现高支模系统中模线垂直变化水变化情况实时监控结构关键部位性参数够施工时时报警[3]规范现场施工保障工程利进行高空危险作业实时动态踪具十分重意义
2 方案设计
作成市交通重组成部分二环路南接创业路口益州道高架项目施工程中量高支模体系保障施工质量施工安全施工程中高支模体系进行实时线监测外规范现场施工理作业员安全帽进行定位监实时解工位置通高支模板高点安装两网络球机进行现场视频监控查现场施工员否规定施工规范现场员施工作业行项目分ZJ3#盖梁支架GA29联GA110#墩柱盖梁支架进行监测
结合成二环高架项目桥墩特点施工方需求高支模监测系统布置三监测项分模板沉降监测杆件倾斜监测杆件轴力监测充分兼顾监测场景监测设备济性操作性具体测点布设遵循原：
1）杆件轴力监测测点布置般选择具代表性受力点位例横梁交汇处桥墩言桥墩四周面分布置测点通称重传感器监测立杆轴力
2）支架变形监测言监测沉降水位移倾角高支模体系中杆件变形较显著变形测点宜布置[4]项目中盒式测斜仪监测杆件倾斜激光测距传感器监测支架模板沉降图21监测设备现场安装图图2223分ZJ3#盖梁支架GA110#墩柱盖梁支架布置图
图21 称重设备盒式测斜仪激光测距仪现场安装图
图22 ZJ3#盖梁支架测点布置图
图23 GA110#墩柱盖梁支架测点布置图
仅工员理方面项目中实现工安全帽位置定位安全帽衬植入miniGPS定位器微型高度计高空作业者通miniGPS获知携带者面位置通微型高度计获知携带者高程项目理员PC端者手机端登录够查成员位置规范现场施工保障工程安全进行具十分重作
3 监测成果分析
高支模体系监测重点时期混凝土浇筑前混凝土初凝通线监测系统高达5分钟次采集粒度实时监控高支模体系项指标数面ZJ3#盖梁例分析监测成果ZJ3#盖梁中部东部西部分布设称重传感器固定测斜仪激光传感器具体监测数见图31图32图33示：
图31 ZJ3#盖梁模板沉降数曲线
图32 ZJ3#盖梁杆件轴力数曲线
图33 ZJ3#盖梁杆件倾斜数曲线
根现场员工况记录ZJ3#盖梁2016年10月18日晚进行混凝土浇筑述图中发现盖梁模板进行混凝土浇筑时高支模监测系统数均显著变化
沉降数分析模板沉降监测数变化显著盖梁西部东部位移量较接终沉降量超10mm盖梁中部测点混凝土浇筑重影响中部沉降量会更沉降量超20mm呈现出中间两边数特点混凝土浇筑时数增显著着浇筑结束模板沉降量趋稳定高支模监测数中部测点沉降速率终沉降累计值均东部西部测点通监测数分析客观验证盖梁模板设置预拱度必性
杆件轴力数分析采取高达5分钟次采集粒度轴力数曲线着混凝土浇筑进行力值变化呈现出许台阶混凝土浇筑结束轴力力值重新趋稳定图31图32轴力数沉降数发现较关联性述数协调变化关系十分明显
杆件倾斜监测分析2016年10月18日2200开始直2016年10月19日0400结束盖梁中部X方位移外余监测点位XY方位移均显著变化倾斜数混凝土浇筑时变化幅度较浇筑结束趋稳定外杆件倾斜受外界影响较工误碰架设周边杆件时测杆件顶托松动等会造成数变化
4 监测数灰色关联分析
面GA29联跨中西侧跨中东侧模板沉降数例进行灰色关联分析测点布置述两测点离混凝土浇筑工况数变化应该非常接图41沉降数时程曲线：
图41 GA29联跨中西侧跨中东侧模板沉降数曲线
高支模监测系统累计数量较现数灰度较果进行传统数理统计分析难找符合分布规律弥补数理统计该项劣势重点引入灰色关联分析该理早华中科技学邓聚龙教授1982年提出作灰色系统理重组成部分灰色关联分析中重思想通数序列形状相似性判断序列间联系紧密程度[5]传统数理统计数具较高求灰色关联分析基贫信息数进行分析建模具强适性1991年刘思峰教授拓展该理提出灰色绝相综合关联度概念重点序列接性相似性两视角进行灰色关联度量文中灰色绝关联度计算基刘思峰教授定义
面GA29联跨中西侧跨中东侧两测点沉降数进行灰色关联分析判断二者变形协调性验证监测系统性选择GA29联跨中西侧跨中东侧2016年11月30日18点2016年12月1日11点间采集201数作灰色关联分析样选取图41中第二台阶处数进行分析步骤：
第步初始化操作首先消数量纲采灰色绝关联度计算序列需等长序列（序列中拥相元素数步距）原序列整理等长度1时距序列次取两测点相采集时段数跨中东侧测点采集数导入序列[1]跨中西侧测点采集数导入序列[2]完成数初始化操作
第二步计算出序列[1][2]始点零化始点零化算子D作序列[1][2]元素减该序列第值始点零化序列[1]始点零化序列[2]
第三步计算灰色绝关联度公式示：
（式41）
式中：
式41结构中出绝关联度非负介01间灰色关联度值越说明序列[1][2]间联系程度越紧密表41灰色绝关联度计算表
表41 灰色绝关联度计算表
序列[1]
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计算数量较表中列出序列[1][2]前15数15数GMS80软件计算出：
带入公式（41）计算序列[1]序列[2]绝关联度：
灰色绝关联度性质知灰色绝关联度仅序列[1][2]形状关序列[1][2]形状越相似绝关联度越越接1果两相序列进行灰色绝关联度计算二者灰色绝关联度1面计算关联度值趋1说明序列[1]序列[2]形状十分接数变化趋势较致二者协变化
现场施工情况GA29联跨中西侧跨中东侧测点布设位置十分接GA29联进行混凝土浇筑时模板发生变形较相似混凝土开始浇筑达龄期时段塑形变形明显体现变形数变化速率终沉降量两测点十分接灰色绝关联分析计算结果较吻合充分证明高支模线监测系统数性准确性
5 总结
文结合二环路南接创业路口益州道高架项目通建立高支模线监测系统高支模体系混凝土浇筑期间项指标进行监控基模板沉降杆件倾斜杆件轴力数分析着混凝土浇筑进行项数均显著变化现场工况记录浇筑时间高度匹配验证线监测系统性特选取GA29联跨中西侧跨中东侧两测点沉降数进行灰色关联分析通计算发现二者绝关联度趋1说明跨中西侧跨中东侧两测点数形状十分接变化趋势较致总说高支模线监测系统够实时监控体系工作状态够客观反映高支模变形受力等特征利实现施工程动态安全控制
参考文献
[1]李维刘利先吕龙 浅谈高模板支撑系统混凝土浇筑期间实时监测重性[J] 建筑结构2016(S2)599603
[2]卢松耀梁龙昌卢凌燕 动化变形监测系统高支模浇注实时安全监控应[J] 测绘理信息2015(06)7678+81
[3]卢松耀梁龙昌广静 基测量机器高支模变形监测研究应[J] 测绘通报2015(07)8588
[4]侯杰 新型高强碗扣式高支模架系统受力性监测分析[D]郑州学2014
[5]刘思峰灰色系统理应第8版[M]北京：科学出版社2017
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