一种箱梁模板支架施工的管控系统及方法与流程

本发明涉及建筑施工风险控制，尤其涉及一种箱梁模板支架施工的管控系统及方法，属于ipc分类号g05b。

背景技术：

1、在建筑施工中，为了保证各施工过程顺利进行会使用大量的支架，例如作为施工平台的脚手架，用于作为模板临时支撑的支模等。由于这些支架都需要在施工完成后进行拆除，在搭建支架时，支架的部分连接结构采用绑扎、螺接等临时连接方式，使得支架的结构稳定性有限。随着施工的进行，支架可能因为受力变化和使用磨而发生结构松动或者变形，从而产生安全隐患，若不能及时发现并排除安全隐患，则容易导致支架坠落、垮塌等安全问题。因此，在支架施工过程中对可能出现的风险进行管控是建筑施工中不可忽视的重点。

2、公开号为cn106774195a的发明专利申请公开了一种建筑施工安全生产监督管理控制系统，包括：控制器模块；安全监控设备，其设于施工现场；监控设备控制电路，其与所述安全监控设备数据连接，用于监控所述安全监控设备；环境信息采集传感器，其用于采集施工现场的环境信息并传输到控制器模块中；zigbee模块，其与所述控制器模块连接；输入和输出模块，其与所述控制器模块数据连接，由所述控制器模块根据控制指令下发相应的控制指令，控制建筑施工现场的所述安全控制设备；以及无线通信模块，所述无线通信模块通过sms协议实现短信息收发，能够以短信息方式上传建筑施工现场采集到的环境信息。所述zigbee模块与多个zigbee网络节点建立无线网络连接，多个所述zigbee网络节点与设于施工现场的环境信息采集传感器和监控设备控制电路数据连接，所述zigbee网络节点连接有红外安全检测电路，用于检测安防信息并上传到所述控制器模块。

3、公开号为cn115167212a的发明专利申请公开了一种基于监测平台的基坑动态施工控制系统。系统包括工程可视化模块、基坑无线监测模块、数据分析模块、理论分析交互模块、动态施工控制模块和报警模块。系统以监测数据为基础，通过将监测数据和多组理论计算结果进行对比，选取最优的计算工况，预测下一阶段基坑状态变化，以此保证下一阶段的施工安全。工程可视化模块，用于登记工程信息和监测信息、导入基坑可视化模型和监测点编号，并通过所述基坑可视化模型根据所述监测点编号对基坑的监测数据进行动态可视化显示。基坑无线监测模块，用于对基坑进行监测，获得基坑的监测数据并上传。数据分析模块，用于获取所述监测数据并进行预处理，根据所述监测数据得到动态变化的趋势拟合曲线，通过所述趋势拟合曲线进行基坑施工监测分析和后续数值计算修正。理论分析交互模块，用于通过所述趋势拟合曲线输入所述监测数据并将所述监测数据和理论计算值进行对比分析，通过选取最优的计算模型，预测后续施工阶段的基坑状态变化，且对所述监测数据和理论计算值按照基坑分段和基坑分区依次进行预测。动态施工控制模块，用于划分施工阶段、基坑分段和基坑分区，进行施工分阶段控制计算和分区段参数反演计算，得到不同阶段和区段内的不同报警值，根据所述理论分析交互模块计算得到预测值，通过所述预测值和所述报警值定量预测基坑各个施工阶段、基坑分段和基坑分区的基坑动态施工变化趋势。报警模块，用于实现基坑动态施工过程中的超过设定报警值后自动报警功能所述报警值包括预测值预警阈值、监测值预测阈值和允许偏差值。

4、现有技术在支架施工过程中的对可能出现的风险所进行的管控几乎都是根据历史事故案例确定风险源，并对风险源进行监测，在风险源监测数据超过预设报警值进行报警。现有技术对支架施工过程中安全风险源的监测可以利用监测装置进行实时监测，然而现有监测装置难以通过监测数据获取施工人员的情绪、施工人员对环境的感知、施工人员对气候的感知等对施工安全存在影响的信息。因此，在进行安全检查时，仍然需要安全员反馈其对施工人员的情绪、环境、气候的感知来调整预设报警值。由于人员的个体差异，使得不同的人对同一事物的感知存在差异，因此，当新人安全员负责检查时，需要经验丰富的安全员进行指导，而个人经验的差异，导致不同安全员对潜在安全风险的评估无法统一，从而导致安全监测不够规范。

5、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

1、针对现有技术之不足，本发明提供一种箱梁模板支架施工的管控系统。优选地，利用本实施例提供管控系统及方法进行桥梁的建造施工，可以对箱梁模板支架的形变参数进行定期检查或随机检查，以期及时发现箱梁模板支架的危险形变并发出预警，从而实现对作业风险的管控。

2、优选地，所述管控系统至少包括施工分析单元、施工执行单元和安全检查单元。所述施工分析单元获取箱梁模板支架架设区域的地形数据并基于所述地形数据制定施工方案。所述施工执行单元基于所述施工方案进行所述箱梁模板支架的施工。所述安全检查单元在所述施工执行单元的作业过程中对所述箱梁模板支架的形变参数进行安全检查，并且所述安全检查单元利用施工人员的感知反馈信息来调整所述箱梁模板支架的形变参数的预设阈值和预设误差范围。

3、优选地，所述安全检查单元进行的安全检查至少包括以预设时间间隔进行的定期检查和由施工人员触发的随机检查。

4、优选地，本发明通过所述安全检查单元对箱梁模板支架的施工过程进行定期检查和随机检查，可以及时发现所述箱梁模板支架的异常形变，进而提醒施工人员撤离危险区域或者将潜在危险排除，从而增加施工的安全性。

5、优选地，本发明用于进行安全检查的信息包括箱梁模板支架的形变参数等可以通过传感器数据反馈的信息和施工人员的感知反馈信息等不由数据反馈的信息，使得本发明可以在箱梁模板支架的形变参数等数据表示箱梁模板支架安全的情况下，通过施工人员的感知反馈信息再次对箱梁模板支架进行检查以判断是否存在潜在的安全风险，从而实现完备的安全检查。

6、根据一种优选实施方式，所述安全检查单元至少包括进行风险分析的数据处理装置、采集所述箱梁模板支架图像的图像监视装置和施工人员佩戴的智能终端。在所述施工执行单元的作业过程中，所述数据处理装置利用所述图像监视装置获取所述箱梁模板支架的图像，并将本次获取的图像与前一次获取的图像进行对比，从而确定所述箱梁模板支架在两次图像获取时间间隔中的形变参数。所述数据处理装置通过判断所述形变参数是否超过所述预设阈值的方式进行安全检查。在所述形变参数超过预设阈值的情况下，所述数据处理装置确定所述箱梁模板支架存在安全风险，并且所述数据处理装置生成发送至所述智能终端的风险警告信息。

7、所述智能终端响应于所述风险警告信息之收到，提醒施工人员撤离危险区域或者对潜在危险进行处理，从而实现对所述箱梁模板支架的安全预警，增加施工的安全性。

8、根据一种优选实施方式，所述智能终端向所述数据处理装置发送施工人员的感知反馈信息，所述数据处理装置响应于所述施工人员的感知反馈信息之收到，对所述箱梁模板支架进行安全检查。所述数据处理装置包括图像分析模块、数据存储模块和机器学习模块。所述图像分析模块利用图像监视装置获取所述箱梁模板支架的图像，并通过比较本次获取的图像与前一次获取的图像确定所述箱梁模板支架在两次图像获取时间间隔中的形变参数。所述数据存储模块用于储存所述图像监视装置采集的图像、所述图像分析模块的分析结果和所述智能终端发送的施工人员的感知反馈信息。机器学习模块利用所述数据存储模块中储存的历史形变参数和施工人员的感知反馈信息进行机器学习以更新学习模型，更新后的所述学习模型能够基于感知反馈信息来设置所述箱梁模板支架的形变参数的预设阈值和预设误差范围。

9、优选地，相比于设置的若干传感器，施工人员作为人同样是具有感知的传感器，并且施工人员能够感知到不由数据反馈的信息。例如，施工人员的情绪、对环境的感知、对气候的感知等，这些信息是通过传感器无法直观测试的。例如，当浇筑箱梁时施工场地的风速、湿度、施工人员的情绪波动等，对箱梁模板支架的施工安全检查是有影响的。若不考虑施工人员的情绪、施工现场的环境以及天气对施工安全的影响，就会容易发生不可预测的安全风险。对于施工安全来说，在安全风险的发生后再做预防和提醒是需要付出巨大的代价的。因此，获取施工人员的情绪、对环境的感知、对气候的感知等信息进行安全检查是有必要的。

10、根据一种优选实施方式，所述施工方案至少包括支架架设策略、承载测试策略和混凝土浇筑策略。所述施工执行单元根据所述支架架设策略在所述架设区域铺设基座，并在所述基座上架设所述箱梁模板支架，从而为箱梁模板提供支撑。所述施工执行单元根据所述承载测试策略对所述箱梁模板支架进行承载测试以消除所述箱梁模板支架的非弹性变形和地基沉陷。所述施工执行单元根据所述混凝土浇筑策略对所述箱梁模板进行浇筑。

11、优选地，所述施工执行单元可以包括水泵、混凝土搅拌机、混凝土灌注机等施工设备和钢筋、沙石、板材等施工材料。优选地，施工人员可以根据所述施工方案使用施工设备和施工材料进行支架架设、承载测试和混凝土浇筑。优选地，不同的地形的承压能力存在不同，在修建桥梁时，桥下地形复杂，可能涉及沙地、沼泽、硬化路面等，因此，箱梁模板支架的架设需要适配桥下不同的地形。优选地，所述施工分析单元获取箱梁模板支架架设区域的地形数据后，制定适配不同地形的支架架设策略，使得箱梁模板支架沉降均匀。

12、根据一种优选实施方式，所述安全检查单元至少包括进行风险分析的数据处理装置、采集所述箱梁模板支架图像的图像监视装置和施工人员佩戴的智能终端。在所述施工执行单元的作业过程中，所述数据处理装置以预设时间间隔对所述图像监视装置采集的图像进行处理，以获取所述箱梁模板支架的形变参数并根据所述形变参数进行安全检查，从而实现所述定期检查。所述施工人员能够通过所述智能终端向所述数据处理装置发送检查执行指令，使得所述数据处理装置对所述图像监视装置采集的图像进行处理，从而实现所述随机检查。

13、优选地，所述安全检查单元进行的安全检查包括定期检查和随机检查。所述定期检查设置为：所述数据处理装置以预设时间间隔获取由所述图像监视装置采集的图像，判断所述箱梁模板支架的形变参数是否超过所述预设阈值。所述随机检查设置为：所述智能终端向所述数据处理装置发送施工人员的感知反馈信息，所述数据处理装置响应于所述施工人员的感知反馈信息之收到，获取所述图像监视装置采集的图像，判断所述箱梁模板支架的形变参数是否超过所述预设阈值。

14、优选地，施工人员佩戴的智能终端可以接收所述施工分析单元制定的施工方案，并按照施工方案进行施工。优选地，施工人员可以在根据个人经验判定需要进行安全检查时，通过所述智能终端向所述数据处理装置发送检查执行指令来触发检查并且在不繁忙时补充自己的检查理由，使得管控系统可以对施工人员的检查触发理由进行机器学习，从而增加学习模型中重点检查的数据种类。

15、根据一种优选实施方式，所述施工执行单元通过架设若干连接所述基座和所述箱梁模板的第一杆和若干连接所述第一杆的第二杆形成所述箱梁模板支架，从而为所述箱梁模板提供支撑。优选地，所述箱梁模板支架至少包括第一杆和第二杆。优选地，所述第一杆的一端连接所述基座，另一端与所述箱梁模板接触，从而为所述箱梁模板提供支撑。相邻的所述第一杆通过所述第二杆连接，以增强所述第一杆之间的连接紧密程度。

16、优选地，所述第一杆为所述箱梁模板提供支撑，所述第二杆用于增强所述第一杆之间的连接紧密程度，从而增强所述箱梁模板支架的稳定性，使得所述箱梁模板支架不易发生形变。

17、根据一种优选实施方式，所述数据处理装置获取的所述箱梁模板支架的形变参数至少包括所述箱梁模板支架的沉降距离。优选地，所述箱梁模板支架设置有若干检测点。

18、所述数据处理装置利用所述图像监视装置获取所述箱梁模板支架的图像，并且所述数据处理装置通过比较所述检测点在本次获取的图像与前一次获取的图像中的位置的方式获取所述检测点的沉降距离。

19、根据一种优选实施方式，所述数据处理装置基于若干所述检测点的沉降距离，分析所述箱梁模板支架的沉降类型，以确定所述箱梁模板支架是否存在安全风险。在确定所述箱梁模板支架存在安全风险的情况下，所述数据处理装置生成风险警告信息并将所述风险警告信息发送至施工人员佩戴的所述智能终端上。

20、优选地，施工人员佩戴的智能终端可以根据所述风险警告信息提醒施工人员撤离危险区域或者对潜在危险进行处理，从而在承载测试过程中或者在浇筑过程中实现对所述箱梁模板支架的安全预警，增加施工的安全性。

21、根据一种优选实施方式，所述施工执行单元采用分级加载的方式逐级增加所述箱梁模板支架上的载荷，以进行所述承载测试。优选地，在所述施工执行单元进行所述承载测试的情况下，所述数据处理装置能够利用所述图像监视装置获取所述箱梁模板支架在每级荷载加载前后的图像，并将每级荷载加载前后的图像进行对比，从而获取每级荷载使所述箱梁模板支架产生的形变参数。

22、优选地，通过对箱梁模板支架进行承载测试可以消除箱梁模板支架的非弹性变形和地基沉陷，从而获得箱梁模板支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预抬值，使箱梁在卸落箱梁模板支架后获得符合设计的标高和外形。

23、根据一种优选实施方式，所述施工分析单元根据承压能力的不同将所述地形种类划分为第一类地形和第二类地形，其中，第一类地形的承压能力大于第二类地形的承压能力。在架设所述箱梁模板支架时，所述施工执行单元在所述第二类地形中用于支撑所述箱梁模板的所述第一杆的密度高于所述第一杆在所述第一类地形中的密度。

24、优选地，在架设箱梁模板支架时，对于硬化路面或者土壤结构紧密使得承压能力较强、不易因受压而发生沉降的第一类地形，可以在保证箱梁模板支架支撑能力的情况下，使用较少的第一杆支撑箱梁模板，从而降低架设箱梁模板支架的材料成本。优选地，在架设箱梁模板支架时，对于沙土、沼泽等土质疏松导致承压能力较弱、容易因受压而发生沉降的第二类地形，可以使用高密度的第一杆，以分散单根第一杆作用在地面的压力，从而减少第一杆在受到压力时的沉降。

25、根据一种优选实施方式，所述施工执行单元所述第一杆之间还设置有与所述第一杆倾斜连接的第三杆，用以消除所述模板挤压所述第一杆而在所述第一杆轴向上产生的剪应力。

26、优选地，倾斜的第三杆可以消除所述模板挤压所述第一杆而在所述第一杆轴向上产生的剪应力，从而增强所述箱梁模板支架的稳定性，使得所述箱梁模板支架不易发生形变。

27、本发明还提供一种箱梁模板支架施工的管控方法。所述管控方法至少包括：获取箱梁模板支架架设区域的地形种类；根据所述地形种类在所述架设区域铺设基座，并在所述基座上架设所述箱梁模板支架，从而为箱梁模板提供支撑；对所述箱梁模板支架进行承载测试；对所述箱梁模板进行浇筑。优选地，在所述承载测试和所述浇筑过程中，对所述箱梁模板支架的形变参数进行安全检查，并且利用施工人员的感知反馈信息来调整箱梁模板支架的形变参数的预设阈值和预设误差范围。

28、优选地，本发明用于进行安全检查的信息包括箱梁模板支架的形变参数等可以通过传感器数据反馈的信息和施工人员的感知反馈信息等不由数据反馈的信息，使得本发明可以在箱梁模板支架的形变参数等数据表示箱梁模板支架安全的情况下，通过施工人员的感知反馈信息再次对箱梁模板支架进行检查以判断是否存在潜在的安全风险，从而实现完备的安全检查。优选地，本发明通过对箱梁模板支架的形变参数进行定期检查或随机检查，以期及时发现箱梁模板支架的危险形变并发出预警，从而实现对作业风险的管控。优选地，随机检查可以是施工人员根据个人经验判定需要进行安全检查时触发的检查。