公路现浇箱梁承插型盘扣式钢管模板支架极限承载力和稳定性研究

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:czjjay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
承插型盘扣式M60钢管模板支架具有运用范围广、经济性好和承载力高等优点,逐渐成为了建筑行业工程施工主要的临时支撑结构体系。然而,近年来支架坍塌的事故时有发生,其主要原因是支架施工时受力复杂、支架杆件布置和节点刚度取值不合理、杆件存在初始缺陷和横向荷载等不利因素导致支架杆件发生屈服破坏和屈曲失稳破坏。为了进一步提高盘扣式支架的施工安全性,本文以盘扣式支架节点、立杆和支架架体为研究对象,采用试验、数值模拟和理论研究等方法,分别对支架节点半刚性特性及取值、立杆稳定承载力、支架极限承载力和稳定性及影响因素进行研究。主要内容如下:(1)搜集大量支架坍塌事故案例并分析其原因,分析目前盘扣式支架使用中存在的问题及相应解决措施,针对支架坍塌问题采用文献研究法总结国内外关于支架承载力和稳定性的研究成果和研究方法。研究结果表明支架节点的半刚性刚度值和立杆的失稳临界荷载直接关系到支架的承载力和稳定性,国内外学者对盘扣式支架半刚性节点的刚度值进行了研究,研究得出了介于20~90 k N.m/rad之间不等的节点刚度值,不同学者研究结果差距较大。支架坍塌的主要原因是立杆局部的失稳破坏和支架整体的失稳破坏,节点刚度、初始缺陷、杆件布置、横向荷载、非线性因素等对支架稳定承载力具有较大的影响。(2)总结国内外关于盘扣式支架的计算理论和结构稳定性分析理论,运用欧拉公式和规范法计算一个步距内常用尺寸0.5m、1.0m、1.5m、2.0m立杆和0.20m、0.35m、0.50m、0.65m的顶托的临界荷载,并采用ABAQUS有限元数值模拟对欧拉公式和规范法计算的立杆临界荷载进行核验,计算结果表明采用规范法计算支架稳定性,中国规范和日本规范计算的临界荷载值随立杆长度变化较小,计算结果偏于安全。欧拉公式没有考虑节点半刚性特性对立杆稳定性的影响,其临界荷载计算值普遍大于规范法计算结果,为安全起见,工程中采用欧拉公式计算杆件临界荷载时宜采用两端铰接的欧拉临界荷载公式。(3)采用试验法对承插型盘扣式钢管模板支架半刚性节点刚度值进行研究,分别对盘扣式支架节点连接一根横杆、两个横杆、三根横杆和四根横杆作用时的节点抗弯刚度进行试验,并采用ABAQUS有限元数值分析软件对试验中的盘扣节点刚度取值和作用机理进行模拟分析。通过试验和有限元数值模拟分别得出盘扣节点在不同弯矩作用下的弯矩-转角值,然后采用Origin数理统计分析软件对不同数量、不同位置横杆连接时节点的弯矩-转角曲线进行拟合。研究结果表明二参数对数函数模型拟合节点弯矩-转角曲线效果最好,三线性模型拟合结果能满足工程需要的精度,于是提出便于工程运用的三阶段刚度取值:当节点弯矩为0~200N.m时,盘扣节点抗弯刚度宜取20k N.m/rad~30k N.m/rad;当节点弯矩为200N.m~600N.m时,盘扣节点抗弯刚度宜取9k N.m/rad~11k N.m/rad;当节点弯矩超过600N.m时,盘扣节点抗弯刚度宜取2k N.m/rad~6k N.m/rad。(4)依托某高速公路匝道现浇箱梁盘扣式满堂支架施工项目,采用MIDAS/Civil有限元软件建立满堂支架有限元模型,通过对比有限元计算结果和监测值验证盘扣节点抗弯刚度的合理性。在该依托工程满堂支架有限元模型的基础上,分析节点刚度对盘扣式支架承载力和稳定性的影响,并通过单一变量原则分析立杆间距、横杆步距、斜杆位置和顶托伸长量对支架稳定承载力的影响程度。研究表明节点刚度符合支架施工的安全合理性,研究所得的三阶段刚度值可以运用到实际工程中,支架横杆步距和顶托伸长量对支架稳定性影响最大,立杆间距和斜杆位置对支架的稳定性影响相对较小。在盘扣式支架施工中,可以通过降低立杆间距、横杆步距、顶托伸长量和增加斜杆数量提高支架的稳定性。(5)将一个步距内的立杆简化为简支梁力学模型,顶托简化为悬臂梁模型,采用ABAQUS有限元软件分别对0.5m、1.0m、1.5m、2.0m立杆和0.20m、0.35m、0.50m、0.65m顶托存在横向荷载时的临界荷载进行模拟计算,在有限元数值模拟的基础上运用数理统计方法,采用三参数指数模型拟合出立杆临界荷载-横向荷载数学表达式,结合欧拉临界荷载公式推导支架临界荷载-横向荷载关系式。同时还研究了杆件长度对立杆临界荷载的影响,在立杆临界荷载-横向荷载关系式的基础上导出了立杆临界荷载-几何初始缺陷的关系式,研究结果表明支架立杆在横向荷载大于4k N时的失稳与立杆长度的关系很小,但此时立杆更容易受横向荷载影响而发生屈曲失稳,立杆和顶托临界荷载-横向荷载公式经过验证可以推广到一般压杆受横向荷载时临界荷载的计算。
其他文献
近年来,波形钢腹板组合箱梁桥因其具有受力合理、自重轻、抗震性好、施工高效、经济性优等特点,在强震区的高墩大跨桥梁建设中具有较好的适用性。虽然目前已经对高墩大跨波形钢腹板组合箱梁桥的静力学特性、疲劳特性和剪力连接键等展开了很多研究,但对其抗震性能的研究较少。桥梁地震易损性分析不同于传统抗震研究直接通过桥梁结构地震响应等进行简单对比,而是基于大量的数据分析,综合多种因素形成易损性曲线。它不仅可以反映结
学位
摩擦阻尼器的主要优点是构造简单,并且成本较低,同时耗能性能良好,因此得到了广泛的应用,但地震作用是随机的,传统的阻尼器在应用时,就受到了一定的限制,主要原因是当阻尼器结构形式及摩擦材料确定以后,其摩擦力也随之固定。同时在震后一般阻尼器都会产生较大的形变而无法继续使用,甚至会带来二次损坏。近几年来,形状记忆合金因其超弹性等性能被应用于耗能减震之中。本文主要基于形状记忆合金的自复位能力以及弹簧-坡面机
学位
田山引黄电灌站位于济南市平阴县境内黄河右岸,自黄河调水调沙以来,主河槽下切,取水水位下降。同时,其泵站上游右岸有控导建筑物(丁坝组合),改变了黄河右侧水流流向。黄河主槽下切及主流的偏移,导致泵站比以往引水能力降低。因此,为了使田山引黄电灌工程发挥其正常供水作用,有必要研究泵站取水闸前的引水渠进水口改造及丁坝布置对取水口的影响。本文结合国内外丁坝以及河流取水口数值模拟研究现状,以济南市田山引黄电灌站
学位
教育部“双高计划”的提出,为高职院校打开了新局面。在大数据背景下,财务作为联通学校各职能部门的一个重要纽带,要疏通要塞,但目前财务信息化建设在思想认识、人才队伍、资源共享、基础设施、制度体系上仍存在一定的问题。基于此,提出了财务信息化建设的三个重要性,并从深化财务信息化的认识、打造财务大数据平台、人才引进与业务培训同向发展、完善“三化”建设四个方面探讨了财务信息化建设的对策。
期刊
在现在这个资源缺少和环境问题严重的世界中,为了能够进一步解决这些问题,绿色技术应运而生。一般而言,建筑工程会影响到环境,所以在建筑施工中如何解决环境问题成为了重中之重。就目前看来,绿色建筑技术是减缓环境问题的一种解决方式。因此本文简述了绿色建筑技术的发展情况和优势,探究绿色建筑技术的发展过程,并指出绿色建筑技术的一些应用方式,最后根据这些展望未来绿色建筑技术在建筑工程中的发展,提出一些可供参考的发
期刊
针对现有建筑工程管理方法在应用到具体工程项目时存在建筑结构稳定性差、无法保证项目综合效益的问题,引入BIM技术,对建筑工程管理进行研究。首先,建立建筑工程BIM模型;其次,完成基于BIM的建筑工程协同作业平台构建与参数化设计;最后,从各专业数据整合管理、管线综合与碰撞管理和建筑、结构、机电综合管理等方面实现工程整合管理。以北流市文化艺术中心建设项目为例,验证BIM技术的应用可以提高建筑稳定性,促进
期刊
随着社会经济快速发展,建筑领域竞争日趋激烈,对建筑工程管理提出更高要求。为提高建筑工程管理效能,为建筑企业谋取更大的经济效益,必须加大建筑工程管理的执行、监督力度。文章分析了当前建筑工程管理现状,并提出了科学合理的控制措施,以期不断完善建筑工程管理体系,最大化地满足建筑企业经济效益和社会效益需求,推动社会经济持续稳定发展。
期刊
青邱堌堆遗址是鲁西南地区一处典型的堌堆遗址,存续时间较长,包含了龙山时期、商、周、汉、清多个时期的文化遗存,所发现的遗迹遗物为复原青邱堌堆遗址先民的社会生活提供了大量信息。本文主要采用了植物大遗存的分析方法,以2018年度青邱堌堆遗址发掘过程中采集的411份的浮选样品为基础材料,结合发掘过程中出现的特殊遗迹现象,对青邱堌堆遗址的形成过程及其与水文条件变化的关系进行了探讨。此外,就青邱堌堆遗址植物大
学位
本文介绍了全成本预算绩效管理研究背景,在梳理北京市朝阳区全成本预算绩效管理实践成效和总结经验的基础上,通过剖析目前存在的问题及原因,为朝阳区进一步深化全成本预算绩效管理,在全区基本建成覆盖全面、链条完整、方法科学的成本预算绩效管理模式提出推进思路和建议对策。
期刊
随着我们国家交通网络的不断完善,出现了越来越多的交通路线相互交叉、重叠的情况。飞机和地铁作为城市交通方式的代表,也出现了多线叠交盾构隧道穿越机场跑道的工程。由于新建隧道施工必定会对机场跑道及既有隧道产生影响,因此如何保证机场的正常运营以及有效控制既有隧道变形,成为盾构隧道穿越工程中需要解决的问题。本文以昆明长水国际机场改扩建工程中新建隧道穿越机场飞行区为依托,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对
学位