高墩支架参数化模型及可靠度研究
发布时间：2020-12-21 19:56
随着我国加大在基础设施建设上的投入,模板支撑体系在桥梁施工中起着不可替代的作用,但是由于模板支撑体系的管理不规范、计算失误,潜在风险认识不足等原因,从而导致施工过程中倒塌事故频繁发生。在已有的研究基础上,针对支架杆件单元数量多、影响安全的因数多,精确建模分析时计算工作量大、费时费力,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、支架风险分析认识不足等现象,本文首先详细剖析了近几年以来发生的主要模板支架事故案例,总结出影响支架安全风险因素。其次根据以往的建模计算经验和临时结构规律性,如果将支架结构的主要数据形成参数化处理,通过参数控制结构模型的生成,则可以在很大程度上提高结构分析效率,因此利用Python语言结合ABAQUS有限元软件编写了模板支架和贝雷梁体系参数化程序来进行建模和分析工作,同时利用参数化还可以实现对结构优化分析。然后利用ABAQUS参数化建模建立大量有限元模型,对影响高墩支架承载力因素进行敏感性分析,并给出搭设意见。最后将敏感性因素包括立杆步距、钢管壁厚、节点刚度、立杆超出顶层水平杆长度、扫地杆高度作为对支架可靠性影响较大的随机变量同时利用结合...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
扣件式模板支架
第一章绪论1第一章绪论1.1研究背景及意义随着我国经济的快速发展，建筑业已经成为我国国民经济中的支柱产业，其在国民经济增长及社会全面发展的进程中扮演了无可替代的角色。我国地域辽阔，城市交通多元化发展和交通流量日益增大，我国公路立体交叉、枢纽、互通区等越来越多，同时城市和山区立交桥和高架桥的建造也与日俱增，其结构具有面积大、空间跨度大、自重大、结构形式复杂等特点，从而在施工中应用到的模板支架也会跨度大、高度高、结构复杂[1]-[2]。模板支架的优点主要表现在以下几个方面：支架的承载能力高，高度变化适应性强，组装的速度快、占地面积校桥梁支架在施工过程中要承受梁体的大部分重量，因此支架需要在强度、刚度和整体稳定性上满足要求，并按照规范要求搭设足够的纵横向和斜向钢管连接，使支架形成一个稳固的整体，同时支架的基础要稳固可靠。然而现浇箱梁支架结构坍塌事故时有发生，带来了惨痛的伤亡和财产的巨大损失，社会影响极为恶劣。因此，模板工程，尤其是高墩支架工程（高支架体系是指施工过程中混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/m2，或集中线荷载大于20kN/m的支撑系统。）越来越受到的重视。模板支架经过不断创新发展，目前国内模板支架分为以下几类[3]：扣件式钢管支架、碗扣式钢管支架、门式钢管支架、组合支架，其结构如图1.1-1.4所示。图1-1扣件式模板支架图1-2碗扣式模板支架
重庆交通大学硕士学位论文2图1-3门式模板支架图1-4组合式支架据不完全统计，虽然坍塌事故大概仅占5%左右（包括模板支架坍塌），发生概率并不算太高，但由于其高危害、高风险的特点，坍塌事故的危害程度最为严峻的一个，主要由于支架在施工时，施工人员较多、作业面积大、时间周期长、材料设备投入大等特点，所以一旦发生支架倒塌事故，通常会造成非常严重的后果，其具体表现为以下三个方面：（1）倒塌事故造成的经济损失巨大；（2）坍塌事故造成人员伤亡惨重；（3）对原有工期产生至关重要的影响。在施工生产过程中，确保模板支架工程的可靠性和安全性，不仅仅是保障了各种建筑任务的顺利完成，还使得中国建筑技术水平得以赶上或超越国外先进水平。此外，提高支架体系的安全管理及确保施工安全，对提高工程安全水平、预防重大事故发生具有十分重要的意义。1.2现存的主要问题及原因分析由于模板支架本身结构的临时性、复杂性，国内外曾多次发生关于模板支撑架倒塌的重大施工事故，在造成惨痛的伤亡和财产的巨大损失的同时，在社会上也造成了非常严重的影响。图1-5至1-8是支架倒塌的相关案例。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扣件式高大模板支架的概率极限状态设计法研究[J]. 谢楠,付小辉,王立峰,胡杭,武桐. 工程力学. 2016(10)
[2]超高扣件式钢管满堂脚手架承载性能试验研究[J]. 陆征然,郭超,李帼昌,陈志华,赵亮,于琳. 施工技术. 2016(15)
[3]基于Midas/Civil的异形变宽桥参数化建模探究[J]. 郭丁,方诗圣,莫安生,黄从俊. 安徽建筑. 2016(02)
[4]基于MCTOOLS的斜交闭合框架结构建模及计算[J]. 李玉华,高应振. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(05)
[5]基于VB二次开发的Midas连续梁桥建模技术[J]. 蒋伦岗. 现代交通技术. 2013(01)
[6]Midas板单元配筋程序的设计[J]. 高欣梅. 铁道标准设计. 2012(10)
[7]现浇简支梁贝雷架支撑系统优化设计[J]. 邓俊晔,裴智慧. 施工技术. 2012(12)
[8]ANSYS在贝雷梁施工支架检算及变形量预测中的应用研究[J]. 符强,李延强. 铁道建筑. 2012(06)
[9]有多层立杆的双排碗扣式脚手架稳定性分析[J]. 易桂香,辛克贵,黄勋. 工程力学. 2012(03)
[10]基于影响面的混凝土浇筑期施工荷载研究[J]. 谢楠,梁仁钟,胡杭. 工程力学. 2011(10)
博士论文
[1]模板支架承载特性及其节点半刚性研究[D]. 郭艳.西安建筑科技大学 2016
[2]建筑施工模板支撑体系可靠性研究[D]. 袁雪霞.浙江大学 2006
硕士论文
[1]拱上现浇箱梁组合支架的受力分析及稳定性研究[D]. 贺张毅.华南理工大学 2018
[2]大跨度桥梁结构支架法施工中的关键技术问题研究[D]. 刘海阔.兰州交通大学 2018
[3]加固后钢筋混凝土拱桥结构状态识别及长期可靠性研究[D]. 万清.重庆交通大学 2017
[4]碗扣式模板支架体系稳定承载力分析[D]. 张春凤.合肥工业大学 2017
[5]公路桥梁碗扣式满堂支架施工安全预警系统研究[D]. 孟再生.合肥工业大学 2017
[6]盘扣式及碗扣式钢管支架节点试验及应用技术研究[D]. 钱晓军.东南大学 2016
[7]连续刚构桥三维有限元参数化建模研究[D]. 段红俊.重庆交通大学 2016
[8]基于Visual Studio与Python平台开发有限元分析结果自动后处理系统[D]. 曹明君.青岛理工大学 2015
[9]超高模板支撑体系的施工案例分析与数值优化[D]. 王思.湘潭大学 2015
[10]基于ABAQUS的多点成形参数化分析平台的设计与验证[D]. 孙廷廷.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：2930409
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
扣件式模板支架
第一章绪论1第一章绪论1.1研究背景及意义随着我国经济的快速发展，建筑业已经成为我国国民经济中的支柱产业，其在国民经济增长及社会全面发展的进程中扮演了无可替代的角色。我国地域辽阔，城市交通多元化发展和交通流量日益增大，我国公路立体交叉、枢纽、互通区等越来越多，同时城市和山区立交桥和高架桥的建造也与日俱增，其结构具有面积大、空间跨度大、自重大、结构形式复杂等特点，从而在施工中应用到的模板支架也会跨度大、高度高、结构复杂[1]-[2]。模板支架的优点主要表现在以下几个方面：支架的承载能力高，高度变化适应性强，组装的速度快、占地面积校桥梁支架在施工过程中要承受梁体的大部分重量，因此支架需要在强度、刚度和整体稳定性上满足要求，并按照规范要求搭设足够的纵横向和斜向钢管连接，使支架形成一个稳固的整体，同时支架的基础要稳固可靠。然而现浇箱梁支架结构坍塌事故时有发生，带来了惨痛的伤亡和财产的巨大损失，社会影响极为恶劣。因此，模板工程，尤其是高墩支架工程（高支架体系是指施工过程中混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/m2，或集中线荷载大于20kN/m的支撑系统。）越来越受到的重视。模板支架经过不断创新发展，目前国内模板支架分为以下几类[3]：扣件式钢管支架、碗扣式钢管支架、门式钢管支架、组合支架，其结构如图1.1-1.4所示。图1-1扣件式模板支架图1-2碗扣式模板支架
重庆交通大学硕士学位论文2图1-3门式模板支架图1-4组合式支架据不完全统计，虽然坍塌事故大概仅占5%左右（包括模板支架坍塌），发生概率并不算太高，但由于其高危害、高风险的特点，坍塌事故的危害程度最为严峻的一个，主要由于支架在施工时，施工人员较多、作业面积大、时间周期长、材料设备投入大等特点，所以一旦发生支架倒塌事故，通常会造成非常严重的后果，其具体表现为以下三个方面：（1）倒塌事故造成的经济损失巨大；（2）坍塌事故造成人员伤亡惨重；（3）对原有工期产生至关重要的影响。在施工生产过程中，确保模板支架工程的可靠性和安全性，不仅仅是保障了各种建筑任务的顺利完成，还使得中国建筑技术水平得以赶上或超越国外先进水平。此外，提高支架体系的安全管理及确保施工安全，对提高工程安全水平、预防重大事故发生具有十分重要的意义。1.2现存的主要问题及原因分析由于模板支架本身结构的临时性、复杂性，国内外曾多次发生关于模板支撑架倒塌的重大施工事故，在造成惨痛的伤亡和财产的巨大损失的同时，在社会上也造成了非常严重的影响。图1-5至1-8是支架倒塌的相关案例。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扣件式高大模板支架的概率极限状态设计法研究[J]. 谢楠,付小辉,王立峰,胡杭,武桐. 工程力学. 2016(10)
[2]超高扣件式钢管满堂脚手架承载性能试验研究[J]. 陆征然,郭超,李帼昌,陈志华,赵亮,于琳. 施工技术. 2016(15)
[3]基于Midas/Civil的异形变宽桥参数化建模探究[J]. 郭丁,方诗圣,莫安生,黄从俊. 安徽建筑. 2016(02)
[4]基于MCTOOLS的斜交闭合框架结构建模及计算[J]. 李玉华,高应振. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(05)
[5]基于VB二次开发的Midas连续梁桥建模技术[J]. 蒋伦岗. 现代交通技术. 2013(01)
[6]Midas板单元配筋程序的设计[J]. 高欣梅. 铁道标准设计. 2012(10)
[7]现浇简支梁贝雷架支撑系统优化设计[J]. 邓俊晔,裴智慧. 施工技术. 2012(12)
[8]ANSYS在贝雷梁施工支架检算及变形量预测中的应用研究[J]. 符强,李延强. 铁道建筑. 2012(06)
[9]有多层立杆的双排碗扣式脚手架稳定性分析[J]. 易桂香,辛克贵,黄勋. 工程力学. 2012(03)
[10]基于影响面的混凝土浇筑期施工荷载研究[J]. 谢楠,梁仁钟,胡杭. 工程力学. 2011(10)
博士论文
[1]模板支架承载特性及其节点半刚性研究[D]. 郭艳.西安建筑科技大学 2016
[2]建筑施工模板支撑体系可靠性研究[D]. 袁雪霞.浙江大学 2006
硕士论文
[1]拱上现浇箱梁组合支架的受力分析及稳定性研究[D]. 贺张毅.华南理工大学 2018
[2]大跨度桥梁结构支架法施工中的关键技术问题研究[D]. 刘海阔.兰州交通大学 2018
[3]加固后钢筋混凝土拱桥结构状态识别及长期可靠性研究[D]. 万清.重庆交通大学 2017
[4]碗扣式模板支架体系稳定承载力分析[D]. 张春凤.合肥工业大学 2017
[5]公路桥梁碗扣式满堂支架施工安全预警系统研究[D]. 孟再生.合肥工业大学 2017
[6]盘扣式及碗扣式钢管支架节点试验及应用技术研究[D]. 钱晓军.东南大学 2016
[7]连续刚构桥三维有限元参数化建模研究[D]. 段红俊.重庆交通大学 2016
[8]基于Visual Studio与Python平台开发有限元分析结果自动后处理系统[D]. 曹明君.青岛理工大学 2015
[9]超高模板支撑体系的施工案例分析与数值优化[D]. 王思.湘潭大学 2015
[10]基于ABAQUS的多点成形参数化分析平台的设计与验证[D]. 孙廷廷.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：2930409
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