现浇箱梁模板支架受力性能研究及应用

摘要

碗扣式钢管脚手架由于其自身的优点被广泛地应用在市政桥梁工程中。由于碗扣式模架在设计及施工过程中理论依据不足及相关施工经验较少，并且其杆件多且整体受力规律复杂，稍有不慎就会造成模架坍塌，致使人员伤亡及财产损失。
　　目前，现有的碗扣式模板支架安全技术规范只是针对箱梁正下方模架的设计，对于翼缘下模架的搭设没有提出设计标准，该部分搭设通常是根据经验搭设，无论从安全性还是经济性角度，都没有定量的依据;另外，国内外的研究也主要是针对预压期箱梁正下方模架受力性能的研究;而且纵观脚手架现场事故，大部分是在混凝土浇筑过程发生的，因此，在混凝土浇筑期杆件受力性能的研究具有重要的意义。而论文以混凝土浇筑过程为前提进行的研究。
　　以郑州市西三环-航海路立交工程中箱梁模板支架为试验对象，通过现场内力监测，研究混凝土浇筑过程中杆件内力分布和传递规律，并通过理论分析与现场实测值对比，探索模板支架立杆、斜撑和剪刀撑内力发展过程，总结模板支架搭设的技术要求。
　　研究得出以下主要结论:
　　(1)混凝土浇筑过程中，刚刚浇筑完成的断面为危险断面;施工断面前后10m范围内受混凝土浇筑影响较大，超出此起止范围，混凝土浇筑对架体影响较小。
　　(2)一般立杆上部内力大于下部内力，建议工程实际中应减小支架立杆上部步距。
　　(3)翼缘下方的立杆，越靠近中轴线方向内力幅度越大，建议减小靠近中轴线的立杆的横向间距。
　　(4)当混凝土浇筑速度过快时，支架中拉压变号构件数量增多。建议工程实际中应控制混凝土的浇筑速度，且制定措施，保障均匀对称浇筑。
　　(5)翼缘下方的剪刀撑以受拉为主，且下部拉力大于上部拉力;箱梁下方的剪刀撑，下部以受拉为主，上部以受压为主。
　　(6)剪刀撑内力最大值达到16kN，超过双排扣件理论抗滑强度，所以剪刀撑斜杆的接长处应采用特别挑选的优质扣件，且不少于3个。
　　(7)翼缘下方的斜撑与模板的夹角应小于90°，且应上疏下密，与满堂支架立杆的连接扣件应不少于3个。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 常见桥梁模板支架结构形式

1．3 碗扣式模板支架研究现状及存在问题

1．3．1 碗扣式模板支架的研究现状

1．3．2 存在问题

1．4 本文主要工作

2 碗扣式支架设计及构造

2．1 碗扣式模板支架的基本构造及特点

2．1．1 基本构造

2．1．2 碗扣式模板支架受力特点

2．1．3 性能特点

2．2 碗扣式模板支架的设计方法

2．2．1 支架内力计算方法

2．2．2 支架内力计算模型

3 试验支架设计及施工加载

3．1 工程概况

3．2 箱梁模板支架系统方案设计

3．2．1 箱梁模板

3．2．2 箱梁支架

3．3 碗扣式满堂支架施工

3．3．1 地基处理

3．3．2 测量定位

3．3．3 满堂支架搭设

3．3．4 安装顶层可调托撑

3．3．5 安装翼缘定型钢架

3．3．6 铺设主楞和次楞

3．3．7 铺钉模板

3．4 施工加载

3．4．1 混凝土浇筑

3．4．2 混凝土振捣

3．4．3 混凝土养护

4 现场试验及成果分析

4．1 试验目的

4．2 试验对象

4．3 试验量测项目

4．3．1 试验设备

4．3．2 测量原理

4．3．3 测点布置

4．4 现场数据采集

4．4．1 温度补偿

4．4．2 现场数据采集

4．5 试验成果分析

4．5．1 1—1断面试验成果分析

4．5．2 2—2断面试验成果分析

4．6 施工过程中支架内力发展规律

4．6．1 立杆内力变化规律

4．6．2 斜撑内力变化规律

4．6．3 剪刀撑内力变化规律

5 模板支架设计方法

5．1 翼缘下方立杆理论内力计算

5．2 翼缘下方立杆承载力验算

5．3 试验数据与理论计算对比分析

5．3．1 各试验断面实测立杆轴力图

5．3．2 各试验断面立杆理论内力图

5．3．3 立杆内力实测值与理论值对比分析

5．3．4 立杆实测值与理论最大承载力对比分析

5．3．4 斜撑、剪刀撑实测内力分析

5．3．5 剪刀撑实测内力分析

5．4 模板支架构造建议

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢