高支模自动化实时监测预警系统方案

一、项目背景与行业痛点

高大模板支撑体系广泛应用于大型公共建筑、地下空间、交通枢纽、工业厂房、会展中心、体育场馆、商业综合体以及市政工程的大跨度、高净空、大荷载现浇混凝土结构施工。与普通模板支架相比，高支模具有搭设高度大、支撑杆件数量多、荷载传递路径复杂、局部集中荷载明显、整体稳定控制要求高以及施工阶段荷载快速变化等特点。

高支模施工安全风险并不是在支架搭设完成的一瞬间形成，而是在“支架搭设—验收—钢筋模板施工—混凝土浇筑—荷载增长—混凝土初凝—支撑保持—拆模卸载”的全过程中动态变化。尤其在混凝土连续浇筑阶段，支撑体系荷载会在较短时间内持续增加，如果同时存在立杆受力不均、局部基础沉降、水平约束不足、构造偏差、浇筑顺序不合理或局部堆载集中等问题，支架可能从局部变形逐步发展为整体失稳。

传统高支模安全管理主要依靠专项施工方案、支架验收、人工计划、测量人员定时观测以及现场管理人员巡查。这些措施属于高支模安全管理的重要基础，但人工计划通常存在观测间隔，难以持续捕捉混凝土浇筑期间数分钟至数十分钟内发生的荷载快速增长、立杆轴力重新分配、水平位移加速或者局部倾斜发展。

高支模危险状态往往不是由一个参数单独决定。例如某一根立杆荷载增加并不一定意味着体系失稳；少量沉降也可能属于支撑体系正常压缩和基础变形。但如果出现“立杆轴力持续增加＋相邻测点受力明显不均＋支架水平位移加速＋立杆倾角同步发展”，其工程意义明显高于任何一个单独参数越限。

因此，高支模自动化实时监测预警系统的核心价值，不是简单将人工计划改为传感器读数，而是建立一套能够反映模板支撑体系受力、变形和稳定状态的综合在线监测体系。

系统需要重点解决以下问题：

混凝土浇筑过程中关键立杆实际受力是否持续增加；

高荷载梁、厚板、梁柱节点及自由边等薄弱区域是否出现异常变形；

模板支撑体系是否发生整体或局部水平位移；

支架是否出现倾斜发展；

基础或下部楼板是否产生明显沉降或不均匀变形；

不同区域立杆轴力是否出现明显重新分配；

监测参数变化速度是否正在加快；

异常发生后能否第一时间在施工现场启动声光警示并通知管理人员。

S-CGHFM01高支模自动化实时监测预警系统采用倾角、位移、荷载传感器和无线节点组成前端监测网络，通过基站和通信系统接入SIYB®数据管理平台，实现高支模立杆轴力、模板沉降、水平位移、支架倾斜等参数的自动采集、实时传输、趋势分析和声光预警。

系统总体技术逻辑为：

专项施工方案与支架计算分析 → 高风险部位识别 → 关键测点布设 → 浇筑前建立监测初始值 → 混凝土浇筑实时监测 → 轴力/位移/倾角同步分析 → 变化速率识别 → 多参数联合预警 → 现场声光报警 → 暂停相关作业与人工复核 → 技术处置 → 持续监测确认。

二、建设目标与监测目标

1. 建设目标

建设覆盖高大模板支撑体系关键受力构件、重点变形区域及基础薄弱部位的自动化实时监测预警系统，在混凝土浇筑及高支模主要受荷阶段连续获取支撑体系状态数据。

系统应与项目专项施工方案、支架计算书、专家论证意见、混凝土浇筑顺序和现场施工组织相结合，而不是独立于高支模设计之外另行设置一套没有工程依据的监测指标。

通过无线监测节点、现场基站和远程平台建立统一时间体系，将高支模每一个监测参数与具体构件、轴线、楼层、支撑区域和浇筑区段进行绑定，实现“数据能够找到构件、异常能够找到位置”。

系统应形成高支模从浇筑前初始状态、逐步加载、最大施工荷载到稳定阶段的完整监测数据链，为施工安全控制和工程事件追溯提供基础资料。

2. 监测目标

实时监测关键立杆轴向荷载。

实时监测支撑体系水平位移。

实时监测模板或关键节点竖向沉降。

实时监测代表性立杆倾斜状态。

分析支撑体系基础或下部承载结构沉降变化。

识别轴力持续增长及局部受力集中。

识别水平位移持续发展及变化加速。

识别不同测点之间的不均匀沉降。

识别高支模整体或局部倾斜趋势。

分析混凝土浇筑顺序与支撑体系受力响应关系。

监测参数达到项目预警条件时启动现场声光报警。

将实时监测信息同步反馈至施工、监理、建设及相关安全管理人员。

系统最终应能够回答：

哪个高支模区域正在承担主要施工荷载 → 哪些立杆受力增长最快 → 哪个位置沉降最大 → 支架是否发生水平偏移 → 是否存在明显倾斜 → 不同区域受力是否均匀 → 异常是否仍在继续发展 → 当前是否需要暂停浇筑并进行现场复核。

三、需求分析

1. 高支模监测必须来源于专项施工方案

自动化监测不是支架设计和专项施工方案之外的独立系统。

监测点、监测项目和预警值应根据高支模搭设高度、跨度、梁板结构、施工总荷载、集中线荷载、支架形式、基础形式、浇筑顺序和计算结果确定。

2. 高支模真正危险的是受力和变形状态发生异常发展

高支模安全不能只看某一个瞬时数值。

工程上更加需要关注：

累计变形。

单位时间变化速率。

多个相邻测点同步变化。

受力是否出现明显集中。

参数之间是否具有一致异常方向。

3. 混凝土浇筑阶段是重点监测阶段

钢筋、模板和施工人员等荷载在浇筑前已经作用于支撑体系，但混凝土浇筑会进一步快速增加施工荷载。

随着浇筑区不断推进，支架内部轴力和变形状态也会动态重新分配。

因此系统应重点记录浇筑开始时间、浇筑区段、浇筑方向及主要荷载阶段。

4. 初始值必须在正式加载前建立

传感器安装完成以后，应待设备固定和测值稳定，在项目规定的正式加载阶段以前建立初始值。

后续位移、沉降、倾角和荷载变化均应明确相对于哪个基准状态计算。

5. 荷载传感器必须反映立杆轴向受力

荷载传感器安装位置应使其受力方向尽可能与立杆轴线一致，避免明显偏心、局部翘曲或不均匀接触造成测值不能代表实际立杆轴力。

传感器自身不能明显改变原有支撑体系的荷载传递路径。

6. 位移监测必须具有稳定参考

水平位移和竖向沉降属于相对变化量。

位移测量参考点应尽可能选择不受本高支模体系变形影响的稳定构件或独立基准。

如果参考端本身同步移动，则传感器得到的是两者相对位移，而不是真实目标构件绝对变化。

7. 倾角不能替代水平位移

立杆发生倾斜时可以产生水平偏移，但支架整体平移、节点滑移和局部构造变形未必表现为完全相同的倾角。

因此高风险区域宜根据专项方案将倾斜与水平位移结合监测。

8. 立杆轴力不能替代结构稳定性评价

某一根立杆轴力尚未达到控制值，并不能证明整个模板支架稳定。

整体稳定还与横杆、剪刀撑、连墙或拉结措施、基础、节点连接和支架整体几何状态有关。

9. 监测点必须重点覆盖最不利区域

监测点应优先考虑：

高荷载主梁和大截面梁区域。

厚板及局部集中荷载区域。

梁柱节点。

支架自由边。

跨度较大区域。

支撑高度突变位置。

不同基础形式交界区域。

后浇带、洞口及构造转换区域。

计算内力或变形较大的区域。

10. 预警值不能由设备厂家统一给出

不同高支模项目支架高度、杆件布置、荷载和结构体系差异很大。

位移多少毫米危险、立杆多少千牛需要报警，必须依据专项施工方案、计算结果、专家论证意见以及项目适用规范确定。

产品量程不能直接作为工程预警值。

11. 自动化监测不能替代人工巡查

传感器能够发现受力和变形数据异常，但无法自动识别全部扣件松动、杆件缺失、剪刀撑未设置、混凝土漏浆、施工人员违规堆载等现场问题。

因此高支模自动化实时监测应与施工巡检、监理旁站和安全管理共同实施。

四、总体解决方案

S-CGHFM01高支模自动化实时监测预警系统采用“关键构件感知＋无线节点组网＋现场基站＋远程通信＋SIYB®数据管理平台＋声光报警”的总体技术架构。

项目首先根据高支模专项施工方案和计算书对支撑体系进行结构分区，识别高荷载梁板区域、自由边、跨度较大区域、基础薄弱部位以及其他可能发生较大内力或变形的位置。

在代表性立杆和关键节点布设荷载、位移和倾角传感器。

荷载传感器监测关键立杆轴向受力。

位移传感器按照现场几何条件用于模板沉降、支架竖向位移或水平位移监测。

倾角传感器安装于代表性支撑杆件，用于识别立杆倾斜变化。

各传感器通过无线节点组成现场监测网络，将数据发送至现场基站。

基站统一管理测点编号、时间、参数和状态，并根据项目设置进行实时阈值与趋势判断；达到相应条件时可联动现场声光报警。

现场数据同时上传SIYB®数据管理平台，实现远程查看、趋势曲线、多个测点横向比较、变化速率分析、告警记录和工程报表管理。

总体数据链路为：

高支模支撑体系 → 荷载/位移/倾角传感器 → 无线节点 → 现场基站 → 实时阈值与趋势判断 → 声光报警 → 远程通信 → SIYB®数据管理平台 → 多参数分析 → 人工复核 → 施工安全处置。

五、系统架构设计

1. 支撑体系感知层

由倾角、位移和荷载传感器组成，直接获取高支模关键构件受力和变形状态。

2. 无线测点层

通过无线节点连接现场传感器，减少高支模内部大量长距离信号线对人员通行和施工作业的影响。

3. 现场基站层

接收各无线节点数据，统一时间和测点编号，并按照设定规则开展现场实时状态判断。

4. 现场报警层

当监测参数达到项目预警条件时，现场声光报警装置可立即提醒浇筑区、支架区及现场管理人员。

5. 远程通信层

现场基站通过蜂窝网络、以太网或项目有线网络接入远程管理平台。

6. 数据分析层

完成累计变化、变化速率、测点差异、荷载不均匀性及多参数联合异常分析。

7. 项目管理层

SIYB®数据管理平台按照项目、楼栋、楼层、轴线、施工区段和测点组织监测数据，形成高支模施工过程数字化监测档案。

六、监测内容与监测方法

1. 立杆轴力监测

在计算受力较大或者具有代表性的立杆布设荷载传感器，连续记录混凝土浇筑过程中立杆轴向受力变化。

重点分析荷载增量、最大值、增长速度和不同测点之间受力差异。

2. 模板及支架竖向位移监测

利用位移传感器监测梁底、板底或支撑关键节点相对于稳定基准的竖向变化。

该参数可反映支架压缩、节点变形、模板下挠和基础变形共同形成的竖向响应。

3. 水平位移监测

在支架自由边、较高支撑区或整体稳定控制关键位置布设位移测点，监测支架横向移动。

水平位移持续发展通常比单次小幅波动更值得关注。

4. 倾斜监测

在代表性立杆上安装倾角传感器，监测杆件相对于初始状态的角度变化。

重点关注整体倾斜趋势以及相邻区域是否出现同方向发展。

5. 基础沉降监测

当地基、下部楼板或者不同支撑基础存在沉降风险时，可根据现场几何条件利用位移监测方式观测基础变形。

多层连续支模项目还应关注下部楼板作为支承基础时的变形状态。

6. 不均匀变形监测

通过相邻测点竖向位移差识别局部不均匀沉降，避免只关注所有测点平均值。

7. 浇筑施工事件记录

平台宜同步记录混凝土浇筑开始、暂停、恢复、浇筑区段变化及浇筑完成时间。

使轴力、位移和倾斜曲线能够与实际施工过程对应。

8. 设备运行状态

系统同时管理无线节点、基站、通信和传感器状态，避免将设备异常误判为支架结构异常。

七、技术原理与算法模型

1. 初始值与变化量

设某监测参数浇筑前稳定初始值为X0，施工过程中当前值为X(t)，则参数变化量为：

ΔX(t) = X(t) - X0

高支模安全分析通常更关注相对于施工初始状态的变化，而不是传感器自身绝对读数。

2. 竖向沉降

设竖向位移初始值为Z0，当前值为Z(t)：

S(t) = Z(t) - Z0

根据平台统一正负方向定义，可将向下位移规定为正或负，但整个项目必须保持一致。

3. 水平位移

水平位移可表示为：

D(t) = X(t) - X0

对于双方向监测条件，可分别记录Dx和Dy，再根据项目需要计算平面位移变化。

4. 位移变化速率

在时间区间[t1,t2]内：

V_D = [D(t2)-D(t1)] / (t2-t1)

即使累计位移尚未达到控制值，如果VD持续明显增加，也应进入重点关注状态。

5. 倾角变化

设传感器初始倾角θ0，当前倾角θ(t)：

Δθ(t) = θ(t) - θ0

倾角曲线可以用于识别杆件从稳定到持续偏斜的发展过程。

6. 倾斜与几何位移关系

对于长度为H的理想刚性杆件，在几何条件明确且转动模式满足假设时，杆顶由纯倾斜造成的理论水平偏移可近似表示为：

d ≈ H × tan(Δθ)

实际高支模存在节点位移和整体平移，因此该公式只用于几何辅助理解，不能代替独立水平位移监测。

7. 立杆荷载增量

设浇筑前立杆荷载初值为N0，当前荷载为N(t)：

ΔN(t) = N(t) - N0

可以分析混凝土浇筑后实际新增荷载如何分配至不同代表性立杆。

8. 荷载增长速率

在时间区间[t1,t2]内：

V_N = [N(t2)-N(t1)] / (t2-t1)

VN能够反映当前浇筑区荷载向支撑体系传递的速度。

9. 荷载控制比

如果专项施工方案确定某测点预警控制值Nw，可计算：

R_N = N(t) / N_w × 100%

该指标用于直观表示当前测值距离项目预警控制值的程度。

Nw必须来源于工程计算和批准的监测方案，不能由平台主管理自动生成。

10. 不均匀沉降

相邻两个测点沉降分别为S1和S2：

ΔS₁₂ = S1 - S2

对于高支模体系，不均匀变形往往比所有测点同步产生少量整体沉降具有更高的稳定性分析价值。

11. 立杆受力离散性

同一区域布设多个轴力测点时，可以比较：

K_N = N_max / N_avg

用于观察代表性立杆之间受力是否明显不均。

KN仅作为工程辅助分析指标，其控制值需要结合支架计算和项目监测方案确定。

12. 浇筑响应分析

将混凝土浇筑区段与传感器时间序列关联，可以形成：

浇筑位置 → 立杆轴力变化 → 竖向位移 → 水平位移 → 倾斜

的结构响应链。

如果远离当前浇筑区域的测点提前产生明显异常，则需要重点检查支架整体受力传递和现场施工状态。

13. 多参数联合异常模型

高支模预警宜采用规则组合，而不是简单依赖单一综合分数。

例如可构建：

轴力达到预警条件 OR 位移达到预警条件 OR 倾角达到预警条件

作为单参数预警。

同时构建：

轴力持续增长＋水平位移加速。

轴力明显不均＋局部沉降发展。

倾角增加＋水平位移同方向发展。

多个相邻测点同步异常。

作为提高关注级别的联合判断条件。

14. 数据平滑边界

平台可以通过移动统计方法降低施工振动产生的瞬时波动，但原始数据必须保留。

正式报警判断不应采用过度平滑后的曲线，以免将真实快速变形过程削弱。

八、系统功能设计

支持倾角、位移、荷载综合在线自动采集。

支持无线传感器节点组网。

支持多测点同步时间管理。

支持现场基站集中采集。

支持远程实时数据上传。

支持立杆轴力实时显示。

支持水平位移和竖向沉降显示。

支持支架倾角实时显示。

支持累计变化量计算。

支持变化速率分析。

支持多测点横向比较。

支持不均匀沉降分析。

支持轴力分布分析。

支持混凝土浇筑事件标记。

支持预警控制值配置。

支持变化速率预警。

支持多参数联合事件。

支持现场声光报警联动。

支持项目、楼栋、楼层和施工区域分级管理。

支持测点平面布置图定位。

支持实时趋势曲线。

支持历史数据查询。

支持施工阶段报告和监测报表导出。

支持设备在线状态和数据质量管理。

支持传感器安装、校准、维护和拆除记录。

九、硬件组成与配置方案

1. 倾角传感器

安装于代表性高支模立杆或关键支撑构件，用于实时监测杆件倾斜变化。

2. 位移传感器

用于高支模水平位移、模板沉降、节点竖向变形或基础变形监测。

实际安装方向和基准形式根据专项监测方案确定。

3. 荷载传感器

用于关键立杆轴向荷载监测，根据设计荷载和量程要求选择50kN或100kN版本。

4. 无线监测节点

用于现场传感器数据采集和无线传输，降低高支模内部布线复杂度。

5. 现场基站

负责无线节点数据集中接收、时间管理、现场状态判断和远程数据上传。

6. 声光报警器

当监测参数达到项目预警条件时进行约120dB声音报警和LED频闪，提醒现场施工及管理人员。

7. 数据采集与通信单元

用于现场监测数据向SIYB®数据管理平台传输。

8. 现场机箱

用于安装基站、电源、通信及辅助设备，应结合施工现场粉尘、混凝土浆液和碰撞风险采取相应防护。

9. 市电供电系统

房建和市政高支模项目通常具有施工临时电源，可根据设备实际需求配置稳定电源。

10. 安装及保护附件

包括传感器固定件、刚性垫件、安装支架、保护罩、警示标识和其他现场安装附件。

所有附件均应避免削弱原支撑构件和改变支架设计受力状态。

十、核心设备参数

1. S-CGHFM01核心参数

系统型号：S-CGHFM01。

核心传感器：倾角、位移、荷载传感器及无线节点。

倾角测量范围：±30°。

倾角精度：0.01°。

倾角分辨率：0.001°。

位移测量范围：0～500mm。

位移精度：1mm。

位移分辨率：0.1mm。

荷载量程：50kN或100kN，根据项目配置选择。

荷载精度：优于0.5%FS。

荷载分辨率：优于0.2%FS。

现场报警：约120dB声光报警。

视觉报警：LED频闪。

系统能力：支持无线采集、基站存储上传和平台预警。

2. 荷载量程选型边界

50kN和100kN属于不同配置版本。

最终选择应依据高支模设计计算、预估最大立杆荷载和必要测量余量确定，不能因为100kN量程更大就默认适用于所有测点。

3. 荷载精度边界

优于0.5%FS为说明书确认的荷载传感器精度指标。

实际立杆轴力测量结果还受到安装同轴度、接触面、偏心和传感器安装构造影响。

4. 位移精度与分辨率

位移精度为1mm，分辨率为0.1mm。

0.1mm分辨率不能改写为±0.1mm测量精度。

5. 倾角参数解释

0.001°为倾角分辨率，0.01°为产品说明书给出的精度。

实际监测中还应保证传感器与被监测杆件可靠固定，避免安装件自身松动造成虚假角度变化。

6. 报警声级边界

说明书给出的现场报警器约120dB。

具体声压测试条件和有效覆盖距离没有在当前资料中给出，因此招标文件不宜自行规定固定声学覆盖半径。

十一、软件平台与数据展示

SIYB®数据管理平台按照“项目—楼栋—施工层—高支模区域—监测测点”的层级组织数据。

项目总览页面显示当前正在监测的高支模区域、正常测点数量、预警测点数量、当前最大轴力、最大沉降、最大水平位移和最大倾角。

高支模平面布置页面将监测点与建筑轴线、梁板区域和浇筑分区进行对应。

不同状态的测点可通过状态标识快速区分，使管理人员能够从异常数据直接定位至施工现场具体位置。

单测点页面显示：

实时测值。

浇筑前初始值。

累计变化量。

变化速率。

预警控制值。

当前状态。

历史趋势曲线。

设备运行状态。

轴力分析页面可将同一区域多个立杆荷载曲线叠加，观察混凝土浇筑过程中受力分配是否均匀。

位移分析页面可同步展示水平位移、竖向沉降及倾角，使管理人员判断某一异常属于单一局部变形还是整体支撑体系运动。

施工事件可以作为时间标记显示在趋势图中，例如：

混凝土开始浇筑。

A区开始浇筑。

转入B区。

暂停浇筑。

恢复浇筑。

浇筑完成。

从而使高支模监测数据具备明确施工背景。

十二、数据分析与智能应用

1. 混凝土浇筑荷载传播分析

随着浇筑位置移动，各立杆轴力应形成相应变化。

平台通过多个荷载测点曲线可以观察施工荷载如何由当前浇筑区域向周围支撑体系传递。

2. 立杆受力不均识别

同一区域理论结构和施工工况接近，但某一立杆长期承担明显高于周围测点的荷载时，应结合支架垂直度、顶托、基础、梁底构造及浇筑位置进行现场检查。

3. 局部沉降识别

若整体支架竖向变形较小，而局部测点沉降持续增加，应重点检查该位置基础、下部楼板、垫板及立杆支承状态。

4. 支架整体侧移识别

多个同方向水平位移测点同步变化，并且部分倾角测点具有一致趋势时，应重点关注整体侧向稳定状态。

5. 倾斜发展识别

单个倾角瞬间波动可能来自施工振动。

如果倾角长期向一个方向持续增长并与水平位移同步，则其工程意义明显增强。

6. 浇筑速度影响分析

当混凝土浇筑推进速度提高以后，立杆荷载和位移增长速率可能同步改变。

系统可以通过时间序列分析实际施工加载速度与结构响应之间关系，为现场施工组织提供辅助信息。

7. 施工暂停效果分析

出现异常后暂停浇筑，可以继续观察轴力、位移和倾角是否逐渐稳定。

如果停止加载后变形仍持续发展，则需要提高风险关注程度并进行专业检查。

8. 加固效果评价

现场采取增设支撑、加强水平约束或其他经技术方案确认的加固措施以后，可继续监测相关参数变化趋势。

监测结果可以辅助评价体系是否恢复稳定，但最终是否允许继续施工应由项目技术管理程序确定。

9. 多参数一致性验证

真正的结构异常往往能够在多个物理量中找到相互印证。

例如：

轴力增长＋沉降增加。

水平位移增加＋倾角增加。

局部荷载集中＋相邻立杆荷载重新分配。

这种数据关系比单点孤立越限具有更高工程解释价值。

10. 异常传感器识别

某一个测点突然产生非物理跳变，而相邻荷载、位移和倾角均无响应时，应优先检查传感器固定、无线节点和现场施工碰撞等因素。

监测平台应区分“结构预警”和“设备异常”。

十三、预警机制与决策支撑

高支模自动化监测预警不宜只采用一个固定阈值，而应建立“累计值＋变化速率＋多测点关系＋施工状态”的分层预警逻辑。

1. 轴力预警

关键立杆荷载达到专项监测方案确定的预警控制值时触发轴力预警。

2. 竖向位移预警

模板、支架或基础竖向变形达到项目规定值时形成相应预警。

3. 水平位移预警

支架水平位移达到项目控制值时触发稳定性关注。

4. 倾角预警

立杆倾角相对于初始状态达到项目预警条件时进行报警。

5. 变化速率预警

测值尚未达到最终控制值，但短时间变化速度持续增加时形成趋势预警。

6. 不均匀变形预警

相邻测点位移差持续扩大时，可独立形成结构不均匀变形提示。

7. 多参数联合预警

当轴力、水平位移、沉降和倾角中的多个参数在同一区域同步异常时，可以按照项目规定提高预警等级。

8. 多测点同步预警

相邻多个立杆或支架区域同步变化，通常比单一测点孤立变化具有更强的体系性风险意义。

9. 现场声光报警

达到项目规定的现场警示条件时，由基站或监测系统联动声光报警装置，对当前浇筑区域及管理人员进行即时提示。

10. 预警后的工程处置逻辑

监测异常 → 核查传感器和数据状态 → 通知现场负责人及相关技术人员 → 按项目预案控制或暂停相关施工 → 撤离危险区域无关人员 → 检查支架、节点和基础 → 分析轴力、位移、倾角及施工工况 → 制定处理措施 → 持续监测确认 → 按项目审批程序决定是否恢复施工。

系统告警本身不自动代替施工技术负责人、监理单位和项目相关责任主体的安全决策。

十四、项目实施方案

1. 收集高支模专项资料

收集结构施工图、高支模专项施工方案、计算书、专家论证意见、支架平面图、梁板尺寸、支架高度、立杆间距、步距和基础形式。

2. 划分监测区域

根据梁板结构、支架布置和混凝土浇筑顺序将高支模划分为若干监测区域。

3. 最不利部位识别

依据计算结果和结构特点确定高荷载、高变形、自由边及基础薄弱等重点监测区域。

4. 编制测点布置方案

明确每一个倾角、位移和荷载传感器对应的轴线、立杆、梁板位置和施工区段。

5. 安装荷载传感器

保证传感器中心与立杆受力方向合理对应，并采取可靠限位和防滑措施。

6. 安装位移传感器

建立稳定基准点，确认测量方向与设计监测方向一致。

7. 安装倾角传感器

将传感器牢固固定于目标立杆，记录初始安装方向。

8. 安装无线节点

无线节点位置应避免影响施工通道，同时考虑钢管支架及混凝土结构对无线信号传播的影响。

9. 部署现场基站

选择通信条件良好且不易受到施工碰撞和混凝土污染的位置。

10. 声光报警安装

报警器应设置于浇筑区和现场管理人员能够明显听见、看见的位置。

11. 建立平台主管理模型

将测点编号、轴线、构件、传感器类型、量程及预警值录入平台。

12. 建立初始值

传感器安装完成、结构状态稳定并经检查确认后，在正式施工加载前采集初始数据。

13. 系统联调

逐一核对传感器读数、无线通信、基站、平台曲线和声光报警。

14. 人工比对

位移及倾角监测可使用项目认可的测量仪器进行初始比对；荷载设备按照产品和工程技术要求进行校准或核查。

15. 浇筑前确认

正式浇筑前确认所有关键测点在线、初始值稳定、预警值已经审核、声光报警正常。

16. 浇筑过程实时监测

根据施工进度连续监测立杆轴力、位移和倾角，并同步记录浇筑区段和施工事件。

17. 浇筑完成后持续观察

混凝土浇筑完成后，不应立即停止监测，应继续观察支撑体系是否趋于稳定。

18. 拆除阶段管理

监测系统拆除时间应结合模板支撑拆除条件和项目管理要求确定。

19. 工程验收资料

系统验收宜包括测点布置图、设备型号、安装照片、初始值、比对记录、通信测试、报警测试、平台截图、预警参数和监测报告等资料。

十五、运维服务保障

高支模监测属于施工阶段动态系统，设备运维需要与混凝土浇筑施工同步实施。

每天施工前应检查关键监测点在线状态和传感器固定情况。

重点检查荷载传感器是否发生偏移、松动或者受力面异常。

检查位移传感器参考端和测量端是否受到施工人员、钢筋、泵管或其他设备碰撞。

检查倾角传感器是否仍与目标立杆可靠固定。

检查无线节点和基站通信状态。

混凝土浇筑过程中应重点防止水泥浆、振捣设备、泵管和施工材料直接碰撞传感设备。

传感器周边宜设置明显标识，避免施工人员将其作为临时支点、挂点或操作构件。

任何传感器重新固定、移动或更换以后，必须重新确认测点位置及初始基准。

项目施工方案、支架布置、浇筑顺序或者局部荷载发生重大变化时，应重新评价原监测点和预警参数是否适用。

声光报警设备应在正式浇筑前进行测试，并提前通知现场人员，防止系统测试被误认为真实结构险情。

监测完成后应形成监测记录和阶段分析资料，并与专项施工安全资料统一归档。

十六、项目优势与方案价值

S-CGHFM01不是单纯的位移监测设备，而是围绕高大模板支撑体系施工受力过程建立的综合在线监测系统。

倾角、位移和荷载三类参数能够分别从几何姿态、变形和构件受力三个维度观察高支模运行状态。

无线节点能够减少高密度钢管支架内部复杂信号线布设，更适合施工现场动态环境。

现场基站能够将多个监测点形成统一时间数据，提高轴力、位移和倾斜联合分析能力。

连续自动监测可以记录人工定时观测之间发生的快速变化，特别适合混凝土连续浇筑阶段。

声光报警能够将后台数字异常转化为现场人员可以立即感知的安全警示，缩短异常发现至现场响应的时间。

通过施工事件记录，可以分析“什么时候浇到哪里、哪一个测点首先发生变化、之后其他参数如何响应”，提高数据的工程解释能力。

系统最终建立：

高支模设计计算 → 最不利部位识别 → 传感器布设 → 浇筑前基线 → 实时加载监测 → 多参数趋势分析 → 现场预警 → 技术复核 → 施工处置 → 稳定确认

的全过程高支模自动化实时监测预警体系。

十七、应用场景

1. 大型公共建筑高支模

适用于体育馆、会展中心、剧院、机场航站楼、高铁站房等大空间现浇结构。

2. 商业综合体

用于中庭、大跨度商业空间、转换层及高净空结构高支模安全监测。

3. 医院与学校建筑

用于大型门诊大厅、报告厅、体育馆等高大空间模板支撑施工。

4. 工业厂房

用于大跨度厂房、高荷载梁板、设备基础上部现浇结构及工业建筑高支模施工。

5. 地下空间工程

用于地下车库、地下综合体、地铁附属结构及其他大跨度地下现浇结构。

6. 市政工程

适用于高架桥局部现浇、城市交通工程、大型管廊及其他需要高大模板支撑体系的市政结构。

7. 大截面梁与转换结构

适用于大截面梁、转换梁、厚板以及集中荷载较大的结构区域。

8. 多层连续支模工程

用于上部施工荷载需要通过多层楼板和支撑体系共同传递的工程。

9. 复杂异形结构

适用于穹顶、弧形结构、悬挑结构以及受力体系复杂的高支模项目。

十八、效益分析

高支模自动化实时监测可将人工周期观测扩展为施工全过程连续数据，提高混凝土浇筑阶段快速异常的发现能力。

立杆轴力数据使管理人员能够直接了解施工荷载实际传递状态，为判断局部受力集中提供依据。

水平位移、竖向沉降和倾角同步监测能够提高对支架稳定状态的认识，避免只依赖单一几何参数。

变化速率分析可以在累计变形尚未达到最终控制值以前发现异常发展趋势。

多测点综合在线能够区分单个设备异常与支架区域性变形，提高监测信息可信度。

现场声光报警能够缩短“平台发现异常—人员知道异常”的时间。

施工事件和监测曲线形成统一时间轴后，可以为异常原因分析、专项施工复盘和后续类似工程提供数据依据。

连续数据和全过程记录还可形成高支模综合在线数字档案，为项目安全管理、监理旁站、专项验收和工程技术总结提供可追溯资料。

十九、标准规范与政策依据

1. 《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》

房屋建筑和市政基础设施工程高支模属于危大工程安全管理的重要对象。

项目应按照住房城乡建设主管部门现行危大工程安全管理规定执行专项施工方案编制、审核、论证、施工管理、监测和应急处置。

2. 建办质〔2018〕31号相关要求

对于搭设高度、跨度、施工总荷载或集中线荷载达到超过一定规模危大工程条件的混凝土模板支撑体系，应按照相应管理要求实施专项方案和专家论证。

高支模自动化监测方案应与经审核、论证后的专项施工方案保持一致。

3. GB 55023-2022《施工脚手架通用规范》

模板支撑及相关施工支撑体系应执行现行强制性工程建设规范中的安全要求。

自动化监测系统属于施工安全辅助技术体系，不能替代支架设计、构造、搭设、验收及人工计划要求。

4. JGJ 162《建筑施工模板安全技术规范》

S-CGHFM01产品说明书将JGJ 162列为高支模工程技术依据之一。

实际工程应结合现行强制性工程建设规范以及项目所在地执行要求使用。

5. GB 51210《建筑施工脚手架安全技术统一标准》

支撑脚手架的设计、施工、使用和管理可结合GB 51210及现行相关工程建设标准执行。

6. GB 50870《建筑施工安全技术统一规范》

高支模综合在线施工安全技术和风险管理还应执行建筑施工安全相关国家标准。

7. GB 50982《建筑与桥梁结构监测技术标准》

涉及结构变形、荷载和监测设备选型时，可结合结构监测技术标准确定监测方法、仪器性能和数据质量要求。

8. GB 50666《混凝土结构工程施工规范》

高支模服务于现浇混凝土结构施工，监测方案还应结合混凝土结构施工过程和实际浇筑组织进行设计。

9. 地方自动化监测要求

部分地区正在建立或已经建立针对高大模板支撑系统自动化监测的地方技术要求。

项目实施时应核查所在地住房城乡建设主管部门最新规定，并优先纳入测点布置、监测频率、设备、预警和信息反馈要求。

10. 预警值确定原则

立杆轴力、水平位移、竖向位移、倾角及基础沉降的预警值，应依据专项施工方案、设计计算、专家论证意见和监测方案确定。

S-CGHFM01传感器量程、精度和分辨率仅用于设备选型，不直接等同于工程安全控制值。

11. 推荐项目依据

• 《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》。
• 住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知。
• GB 55023-2022《施工脚手架通用规范》。
• JGJ 162《建筑施工模板安全技术规范》及项目现行适用版本。
• GB 51210《建筑施工脚手架安全技术统一标准》及现行相关规定。
• GB 50870《建筑施工安全技术统一规范》。
• GB 50982《建筑与桥梁结构监测技术标准》。
• GB 50666《混凝土结构工程施工规范》。
• 项目所在地高大模板支撑系统自动化监测相关地方标准或管理文件。
• 项目结构设计图、高支模专项施工方案、支架计算书及专家论证意见。
• 《S-CGHFM01高支模自动化实时监测预警系统产品说明书》。
• 传感器校准、安装调试、监测报告和项目验收资料。

二十、成功案例

以下为典型应用案例（示例），用于说明S-CGHFM01高支模自动化实时监测预警系统的数据分析和工程处置逻辑，不作为未经确认的实际客户项目业绩。

案例一：大截面梁浇筑过程中关键立杆轴力快速增加

某大跨度公共建筑大截面梁采用高大模板支撑体系，在梁底重点位置设置多个立杆荷载监测点。

混凝土浇筑推进至大梁区域后，其中一个测点轴力增长速度明显高于附近立杆。

平台首先识别荷载增长速率异常，同时相邻竖向位移测点出现轻微增加。

现场暂停该区域继续集中浇筑并检查顶托、立杆和梁底支撑状态。

该案例说明高支模轴力监测不仅需要看最终最大荷载，还需要观察荷载增长速度及相邻构件响应。

案例二：局部基础沉降引起不均匀竖向变形

某高支模部分区域支承于经过处理的地基，其他区域支承于既有结构。

混凝土浇筑过程中，一个区域竖向位移持续增加，而附近区域变化相对稳定。

多个测点之间的不均匀沉降逐渐扩大。

现场复核后重点检查该区域支架基础和垫板状态。

该案例说明高支模监测不应只计算所有测点平均沉降。

案例三：水平位移和倾角同步发展

某高净空模板支撑体系自由边设置水平位移和倾角测点。

浇筑中后期水平位移逐渐向同一方向发展，附近多个倾角传感器出现方向一致的变化。

尽管单项数据尚未出现极端值，多参数同步趋势已经提示支架侧向稳定状态需要关注。

项目及时进行现场技术检查。

案例四：施工振动造成单测点瞬时跳变

某位移传感器在混凝土泵管移动过程中突然产生一个明显跳变。

但相邻位移、倾角和荷载测点均没有对应变化，且该测点随后迅速恢复。

现场检查发现传感器安装附件受到施工设备短时碰撞。

该案例说明高支模平台应保留原始数据并结合多参数判断，不能把所有瞬时跳变自动解释为支架失稳。

案例五：浇筑顺序改变造成局部轴力重新分配

某高支模项目实际浇筑顺序与原计划发生调整。

平台数据发现原本后期受荷的一组立杆提前出现明显轴力增长。

通过浇筑事件记录与荷载曲线对照，确认变化与现场浇筑区段调整具有明显对应关系。

该案例说明监测平台需要记录施工事件，而不是只保存一组没有施工背景的传感器曲线。

案例六：暂停浇筑后变形仍继续发展

某高支模区域触发位移趋势预警后暂停混凝土浇筑。

正常情况下停止新增荷载后，支撑体系变形通常应逐步趋缓。

但监测数据显示局部竖向位移仍持续发展。

项目因此没有因为“已经停工”就立即解除预警，而是进一步组织现场检查。

该案例说明监测系统能够观察异常在停止加载以后是否真正稳定。

案例七：单根立杆轴力偏高但体系整体稳定

某区域一个荷载传感器长期高于附近立杆，但水平位移、沉降和倾角保持稳定。

现场复核发现该位置属于设计上实际荷载较大的梁底区域。

结合专项施工方案计算结果后确认测值变化与结构荷载分布基本一致。

该案例说明自动化监测不能脱离设计计算单独判断风险。

案例八：支架加固后监测趋势逐渐稳定

某支架局部区域出现水平位移和倾角持续变化，经技术人员复核后按照批准方案实施加固。

加固完成以后，系统继续保持实时监测。

后续曲线显示位移变化速率逐渐降低并趋于稳定。

监测数据为技术人员评价处置效果提供了连续依据。

案例九：无线节点异常与结构异常成功区分

某荷载测点突然长时间保持固定值，但同一区域其他轴力测点随着混凝土浇筑持续变化。

平台同时显示该无线节点状态异常。

现场检查后确认属于采集节点问题，而不是立杆荷载没有变化。

该案例说明设备状态必须与结构监测数据同时管理。

S-CGHFM01实际项目案例发布原则

正式发布实际高支模项目案例时，应具备项目授权、结构类型、高支模区域、支架高度及跨度、测点布置图、设备型号、安装照片、初始值、浇筑过程曲线、预警记录、人工复核和项目验收资料。

产品说明书中的应用场景图片属于AI生成的高支模施工现场典型部署示意，并非S-CGHFM01实际客户工程照片，不应作为真实项目业绩图片发布。

二十一、参考文献

1. 《S-CGHFM01 高支模自动化实时监测预警系统产品说明书》，V1.0，2026年9月。
2. 《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》。
3. 住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知。
4. GB 55023-2022《施工脚手架通用规范》。
5. JGJ 162《建筑施工模板安全技术规范》。
6. GB 51210《建筑施工脚手架安全技术统一标准》。
7. GB 50870《建筑施工安全技术统一规范》。
8. GB 50982《建筑与桥梁结构监测技术标准》。
9. GB 50666《混凝土结构工程施工规范》。
10. 项目所在地高大模板支撑系统自动化监测相关地方技术要求。
11. 项目结构设计图、高支模专项施工方案、支架计算书及专家论证资料。
12. 倾角、位移、荷载传感器产品技术及校准资料。
13. 高支模自动化监测系统安装、联调、预警测试、施工监测及工程验收资料。

S-CGHFM01高支模自动化实时监测预警系统适用于房建、市政、公共建筑、大跨度结构、大截面梁、厚板、转换层、工业厂房及其他高大模板支撑体系施工安全监测。系统通过倾角传感器、位移传感器、荷载传感器和无线节点连续获取高支模关键部位受力与变形状态，经现场基站和SIYB®数据管理平台实现实时分析和声光预警。

高支模综合在线真正需要解决的，并不是简单知道“某根立杆现在多少千牛”或者“模板沉降了多少毫米”，而是要掌握整个混凝土浇筑过程中施工荷载如何进入支撑体系、哪些关键立杆首先受力、哪些区域出现不均匀沉降、水平位移和倾斜是否正在加速，以及停止加载以后异常是否真正趋于稳定。

通过S-CGHFM01倾角、位移和荷载监测设备、无线采集节点、现场基站、声光报警及SIYB®数据管理平台，可以构建“高支模设计—关键部位识别—浇筑前基线—立杆轴力监测—水平位移监测—模板沉降监测—倾斜监测—趋势分析—实时预警—现场复核—施工处置”的高支模自动化实时监测预警体系。