论文部分内容阅读
建筑业在我国取得了令人瞩目的成果,然而,随着建筑规模的不断扩大,各类工程事故也频频出现,给人民生命财产安全造成了难以补救的损失,而在各类工程事故中,由高支模失稳所引起的事故占比正不断攀升。据不完全统计,仅在2018年前两季度,我国因高支模事故而丧生的人数便高达数十人。因此,为预防类似事故的再次发生,对于模板支架的安全性控制技术研究刻不容缓。首先详细剖析了2008年以来发生的主要模板支架事故案例,并在此基础上,结合扣件式高支模体系的安全性分析理论,总结出了影响高支模体系安全性能的四大主要构造因素:即剪刀撑的设置、扫地杆的设置、高支模搭设步距及立杆顶部伸出长度。接着,在上述四大因素的基础上,介绍了关于高支模体系承载力及稳定性方面的相关理论,并概述了规范中的主要计算公式。随后,分别从设计、材料、施工、监理等方面详细分析了影响高支模体系安全性的诸多因素,提出了高支模体系安全性保障指标。接着,为定性分析高支模体系的安全性,将清单法引入高支模体系安全性控制方法中,并根据不同阶段,即模板搭设施工前期、模板搭设施工期、模板搭设完成期,总结出了不同阶段所对应的高支模详细清单核查内容,供实际工程对比使用。随后,为定量分析高支模体系安全性,主要从高支模体系有限元分析方面入手,利用有限元分析软件Midas Gen,对影响高支模稳定性的四大构造因素进行数值分析,得出了其在工程中的最优设置方式。数值分析主要结论如下:(1)随水平剪刀撑搭设密度的增大,高支模体系失稳鼓曲的波形逐渐变缓,且对应的波长也逐渐减小;随竖向剪刀撑搭设密度的增大,高支模体系的极限承载力显著提升,合理布置竖向剪刀撑能使得高支模体系的极限承载力提高2.3倍;(2)随扫地杆高度的增加,高支模体系极限承载力显著减小,当扫地杆高度设置在0.5m以下时,结构的极限承载力基本不变;当扫地杆高度介于0.5m~1.0m之间时,结构的极限承载力下降幅度最大;当扫地杆高度介于1.1m~1.5m之间时,结构几乎丧失正常承载能力;(3)随搭设步距的增大,高支模体系极限承载力不断下降。对于桥梁高支模,其对承载力要求更高且浇筑混凝土过程中不需要施工工人在脚手架间操作,因此建议立杆步距为1.0~1.5m,而对于需要考虑施工可操作性的一般建筑脚手架,推荐的立杆步距数值为1.5m~1.8m;(4)随着立杆顶部伸出长度a值的增大,高支模体系极限承载力显著下降,因此,建议实际工程在确定立杆顶部伸出长度时尽量取值0.1m至0.3m,特殊情况下需取值大于0.5m时应另做稳定性验算。最后,以胶东新机场高速公路高支模方案为例,将上述高支模清单法应用于工程中,并引入高支模体系的现场监测,对浇筑混凝土阶段的高支模体系进行实时的定量分析。通过将监测数据与理论值及有限元模拟值进行比较,从而验证了清单法及现场监测法的科学性,且其结论具有重要理论意义并可用于指导工程施工。