【摘要】：承插型盤扣式鋼管支架具有構(gòu)件定型、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)被大量應(yīng)用實(shí)際工程中,但承插型盤扣式支架現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)尚不充分,設(shè)計(jì)理論不盡完善,當(dāng)搭設(shè)不當(dāng)時(shí)會(huì)造成支架坍塌,導(dǎo)致人員財(cái)產(chǎn)損失。因此,對(duì)模板支架體系進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)受力性能試驗(yàn)研究,具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)本文前期實(shí)際工程調(diào)查,國(guó)內(nèi)施工現(xiàn)場(chǎng)樓蓋模板支撐體系主要有抬桿式支架(以水平桿直接承受主梁施工荷載,水平桿再由主梁兩側(cè)立桿支承)和頂桿式支架(主梁下方設(shè)置帶有頂托的立桿直接承受主梁施工荷載)兩種形式,依據(jù)支架搭設(shè)形式和受力特點(diǎn)分別命名“H型支撐架”和“V型支撐架”。本文結(jié)合開封市恒大未來城項(xiàng)目,通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)形式的模板支架體系在混凝土澆筑全過程中立桿、水平桿、斜桿(剪刀撐)內(nèi)力進(jìn)行監(jiān)測(cè),利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,與規(guī)范計(jì)算結(jié)果對(duì)比研究,總結(jié)支架桿件內(nèi)力分布及發(fā)展規(guī)律,確定兩種不同支撐架的適用界限,并對(duì)支架體系承載力影響因素進(jìn)行分析,為承插型盤扣式支架設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)依據(jù)。主要研究成果如下:(1)支撐架無論梁底還是板下立桿懸伸段均為軸力受力,彎矩可以忽略,同一立桿上部壓力大于下部。(2)H型支撐架梁兩側(cè)立桿內(nèi)力大于板下,內(nèi)力分布不均勻,兩側(cè)立桿內(nèi)力平均值-9.96k N,板下立桿內(nèi)力平均值-8.75k N,故建議梁底立桿加密(間距減半)設(shè)置,并每2根立桿與板下立桿相互拉結(jié)構(gòu)成整體受力體系。(3)V型支撐架梁底頂托立桿受壓大于兩側(cè),軸力分布不均勻,中間軸力大,兩側(cè)小,頂托立桿承載力發(fā)揮系數(shù)?(0.202)大于兩側(cè)(0.176),根據(jù)工程實(shí)際材料特征和施工技術(shù)、管理水平,建議模板支架的承載力發(fā)揮系數(shù)?控制在0.2~0.3之間為宜。(4)H和V型支撐架水平桿受力復(fù)雜,與剪刀撐搭設(shè)位置緊密相關(guān),當(dāng)水平桿受剪刀撐約束時(shí)內(nèi)力呈現(xiàn)受壓狀態(tài),反之呈現(xiàn)受拉狀態(tài);縱、橫向水平桿受力狀態(tài)大致相同,梁底和板下水平桿內(nèi)力無明顯差異,均表現(xiàn)上部?jī)?nèi)力大于下部。(5)通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和規(guī)范計(jì)算判定H和V型支撐架可依據(jù)梁高度h=630mm作為選型界限,但考慮到實(shí)際工程梁截面高度以100mm為模數(shù),故建議H型支撐架適用最大梁高h(yuǎn)=600mm。(6)實(shí)際混凝土澆筑時(shí),施工荷載復(fù)雜,部分桿件出現(xiàn)拉壓變化,而支架在澆筑第8h后由于前期澆筑混凝土形成一定強(qiáng)度,出現(xiàn)模板支架“卸載現(xiàn)象”,使立桿受力減小。(7)數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了建模分析的合理性,表明基于節(jié)點(diǎn)半剛性模型分析承插型盤扣式支架是可行的。對(duì)兩種支架屈曲分析表明:H型支撐架可能發(fā)生縱斷面(YOZ面)整體側(cè)移失穩(wěn),說明縱斷面是薄弱面,而V型支撐架橫斷面(XOZ面)是薄弱面。(8)隨著施工中混凝土澆筑產(chǎn)生的縱、橫向不均衡荷載逐漸加大,臨界荷載逐漸降低,且橫向不均衡澆筑對(duì)支架承載力影響更大;H型支撐架縱斷面是薄弱面,支架失穩(wěn)先從縱斷面后轉(zhuǎn)向橫斷面。因此,混凝土澆筑應(yīng)保障均勻?qū)ΨQ。
【圖文】：

圖 1.1 2012 年以來各項(xiàng)工程事故發(fā)生比例年來，我國(guó)發(fā)生的模板支架工程事故。1）2005 年 8 月，北京西西工程 4 號(hào)地工程，現(xiàn)場(chǎng)澆筑大廳堂頂板時(shí)，發(fā)生下部模板支架體系坍塌，導(dǎo)致 9 人死亡，20 人重傷2 所示。2）2006 年 3 月，廈門某大橋在澆筑 B 標(biāo)段箱梁體混凝土?xí)r，生局部失穩(wěn)，導(dǎo)致混凝土橋箱梁垮塌，造成 17 人重傷事故[7]，3）2010 年 1 月，云南新建機(jī)場(chǎng)航站區(qū)A3 標(biāo)段在澆筑頂橋混凝土撐體系失穩(wěn)倒塌，共造成 5 人死亡，35 人重傷事故[8]，如圖 1.44）2017 年 9 月，駐馬店市上蔡縣筒倉(cāng)項(xiàng)目，筒倉(cāng)錐底環(huán)梁標(biāo)高工混凝土澆筑不當(dāng)，造成下部高大模板支撐體系坍塌，造成 3 人事故，如圖 1.5 所示。

圖 1.2 北京西工程模板支架坍塌 圖 1.3 廈門某大橋失穩(wěn)坍塌圖 1.4 機(jī)場(chǎng)航站區(qū)支撐體系坍塌 圖 1.5 上蔡縣筒倉(cāng)支撐體系坍塌通過工程事故總結(jié)，模板支架失穩(wěn)坍塌主要原因有以下幾個(gè)因素[9]：（1）環(huán)境因素：異常惡劣的天氣或施工場(chǎng)地土質(zhì)情況，例如暴雨、狂風(fēng)和地震等為不可抗力因素；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)較松軟，可采用地面硬化或增加墊塊等
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU755.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2688933