公路桥梁碗扣式满堂支架施工安全预警系统研究

发布时间：2020-02-05 07:30

【摘要】：碗扣式满堂支架因通用性强、承载能力高、使用辅助设备少、成本较低等优点在公路桥梁建设中得到广泛应用,但因其失稳导致的安全事故时有发生,不仅严重危害现场管理人员与作业工人的生命安全,还给项目各方带来巨大的经济损失和恶劣的社会影响。在已有研究的基础上,针对报警警报发出后现场人员没有足够时间撤离、部分技术人员有限元计算水平不高或前处理时间较长、施工现场搭设构造不合理、安全管理重要性认识不足等现象,本文分别从技术路线和管理路线展开研究,首先研发公路桥梁碗扣式满堂支架施工安全预警系统,结合RS232总线技术和GPRS通信技术进行数据传输和短信报警,移植小波神经网络算法对后续支架体系的受力状况短期预测;然后研究基于MIDAS/Civil的参数化有限元结构分析并开发应用程序,得出支架体系设计荷载下的理论计算值与极限状态下的屈曲荷载,根据计算结果设置预警值;其次建立大量有限元计算模型进行分析研究,探讨碗扣式满堂支架体系搭设构造对其整体稳定性的影响;最后层层梳理支架体系坍塌事故的原因,基于事故树分析方法研究安全管理措施对坍塌事故的影响。主要研究内容和成果如下:(1)将小波神经网络算法移植到安全预警系统,预测后续支架体系的受力状况,将预测值与预警值对比、计算值与预警值对比,为安全预警提供了参考依据。(2)基于MIDAS/Civil参数化建立有限元模型能够较好的应用于碗扣式满堂支架计算分析,参数化建模具有建模方便快速、调试方便等诸多优点,大大降低了建模难度,减少了前处理时间。(3)定量分析了横距布置、立杆伸出顶层水平杆长度、剪刀撑搭设、搭设高度和节点刚度等因素对碗扣式满堂支架整体稳定性的影响,给出了相关搭设意见。(4)定量分析了落实安全管理措施对减小满堂支架失稳事故发生概率的影响,尤其要加强材料进场检验和支架搭设验收工作,避免管理措施缺失。
【图文】：

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1-立杆 2-上碗扣 3-限位销 4-下碗扣 5-横杆 6-横杆接头图 1. 2 碗扣节点构造示意图Figure 1.2 Structure diagram of cuplok joint堂支架相较于其他常用模板支架的优点主要有以下几扣节点结构合理。杆件轴向传力，满堂支架成三维空间好并具有可靠的自锁性能。低成本。可改造现有扣件式钢管脚手架，大大降低更新件尺寸统一。搭设的满堂支架规范化、标准化。轻了劳动强度。装拆功效高，装拆速度比常规脚手架快锤便可完成全部作业，可降低劳动强度。护简单。避免了螺栓作业，不易丢失散件、构件轻便牢业，维护简单，运输方便。用范围广。能组成多种组架尺寸和载荷的支撑架，且可据不同的负载要求，可灵活调整支架间距。

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图 2. 1 GPRS DTU 短信透传模式通信示意图Figure 2.1 GPRS DTU SMS transparent mode of communication schematic diagramGPRS DTU 模块是一种物联网无线数据传输模块，为用户提供无线长距离数据传输功能。采集的监测数据由带有串口设备的工控电脑接收、处理和判断后，，若触发报警条件则自动由DTU通信模块通过GSM基站发送短信至管理人员手机管理人员也可通过编辑手机短信，通过基站向 DTU 模块发送串口数据指令，主动获取实时监测数据或更改相关参数设置。信息命令包数据格式及释义如下表 2.1 所示。表 2 1 命令包数据格式及释义Table 2 1 Format and interpretation of command packet data命令包释义① CB----命令包开头表示符号；② comid----命令代码；
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U415.12;U445.1

【参考文献】