高大模板支撑体系可靠度分析与研究

2020-02-18董旭亮

四川水泥 2020年2期

董旭亮

（中铁十六局集团第一工程有限公司 101300）

0 引言

当前随着科技的推广及技术的革新，高大模板支撑体系在实践范围内呈现出广阔的运用价值。然而基于实践发现，该体系在实践运用中所衍生的问题也日益凸显，在工程实践中暴露出较多的安全隐患，坍塌事件频频发生，在很大程度上影响了工程施工人员的人身安全，延误了工程进度。因此，如何制定科学的方案，来提升高大模板支撑体系的安全性及可靠性，已经成凾待解决的重要课题。

1 高大模板支撑体系可靠度的现状探析

笔者基于实践调研发现，在该领域内，围绕高支模展开探讨是当今的研究聚焦点，它对于提升高大模板支撑体系的可靠性、经济型及安全性产生至关重要的影响。然而目前学者在支架半刚性的研究上尚处于的关注点较少。在建筑工程的实践行业中，一般选择将半刚性的支架节点进行忽略，直接按照刚性展开分析研究，在这一过程中忽视了架体发生侧移所产生的受力状况，因此不能对高支架架构的真实受力状况进行评估。高大模板支撑体系作为一种临行性的结构，在实践中受多重因素的影响制约，呈现出典型的不确定特性，主要体现在模糊性、随机性及不完善特性。

2 相关理论探析

2.1 可靠度内涵

可靠度在建筑工程领域的结构设计层面，主要以耐久性、安全性及适用性三个特性进行有效分析。目前一种主流的量化模式是基于功能函数来进行确定，其中主要涉及的因素包含结构几何参数、材料力学性能、模拟结果、载荷谱等，上述因素均存在着典型的不确定特性，因此可称为随机变量的确定试验，具体设计公式为：；其中S 表示载荷效应；R 表示结构产生的抗力。当Z 大于0 时，则表示该结构特征处于装填的状况，Z 小于0 时，表示结构失效，可靠性不足。

2.2 常用计算方法

可靠性作为高大模板支撑体系的关键指标，在工程实践中发挥着重要的作用。因此对可靠性的计算方法也存在多种，目前主流的评价方法有混合模拟法、响应面法及蒙特卡罗法。

蒙特卡罗法的精髓是核心样本法、直接抽样法及超了立方抽样方法的集合体。在具体工程实践中，直接抽样法的难度相对较大，而通过方差缩减或者立方抽样所产生的难度较小，可以在一定程度上有效规避抽样所产生的局限性，通过规避模拟次数来提升计算结果的可靠性，提升分析运营效率，从而大大增强工程实践的运用。

响应面法主要是基于响应面函数来进行展开，采用尽可能精确的函数——极限曲面或者功能函数来对曲线或者曲面进行拟合，从而获得精确度相对较高的可靠度数值，这对于计算结果的影响产生重要的作用。

3 提升高大模板支撑体系可靠度的路径设计

笔者结合自身经验，围绕高大模板支撑体系在工程实践领域所暴露的可靠性不足为切入点，从三个层面展开对策制定。

3.1 强化现场施工控制

一方面，要必须确保杆件等原材料的质量，在杆件进入工地时，要严格进行把关，建立完善的材料检测机制，坚决防止开裂、完全、锈蚀、变形等劣质件进入工程实践领域，把好“源头”，从而确保施工中杆件的有效承载能力，为整个系统的综合抗形变提供重要支撑。

另一方面，在施工过程中坚决禁止变形量过大或者支撑面过大的现象发生，应严格对地面的坚实度及完成度进行确保，保障地基在进行施工设计中，设置科学合理的排水方案及设备实施，来将地面水进行高效排除，避免对地基产生硬性，导致其发生腐蚀及变形等现象。冷却水管要优化布置。冷却水管的优化布置对控制大体积混凝土的温差，保障施工质量发挥着关键的作用。一般而言，采用蛇形方案，将其布置与混凝土的中间位置，通过水循环的持续流动，可有效降低混凝土的温度。每层冷却水管的布置距离控制在1 米，不同层级之间的距离控制在0.8米，最外侧冷却水管应保障距离其边缘的距离为0.5 米，同时在进行开启前需要压水测试，这样可最大程度的满足大体积混凝土的需求，避免产生漏税、堵塞现象。

3.2 提升设计控制

首先，应科学确定模型。为了有效降低高大模板支撑体系所产生的坍塌现象，应力采集的载荷谱为设计基准，对其进行合理优化，确定受力集中点，从而完成模型的设计。

其次，立杆应保证其稳定性。充分考虑钢管之间不同扣件之间的有效连接，考虑杆件在实际中所产生的轴向载荷，对其进行稳定性计算，确保立杆在体系中的稳定性。

最后，强化混凝土的配合比设计。以工程实践为依托，通过加入加气剂及缓凝剂等，来改善混凝土的综合性能，为提升混凝土的干缩性，可根据现状进行增加膨胀剂，减少在搅拌中水泥与水所占据的权重。除此之外，需要严格控制水与灰的有效比值，将其最高值设置为0.4，从而最大程度的保障大体积混凝土的综合性能。

3.3 提升模板支架的安全控制

在混凝土的整体浇筑环节，要严格按照泵体输送方案及流量来进行整体浇筑，对混凝土的浇筑传输路径、浇筑速度及高大支撑模板的堆载进行确认，严格按照既定流程进行实施，不可擅自在浇筑过程中改变速度及顺序等。在设定浇筑方案时，要尽可能保证对称浇筑，从而使得高大模板实现载荷均布，避免产生应力集中的现象。同时在浇筑顺序上，应以从中心扩散至四周的方案来进行设计，保证整体浇筑过程的有效性及顺序性。对于大跨距的混凝土浇筑，应尽可能的选择分层的浇筑模式，使得整个支撑吸收受力比较均匀，严格按照传递路径来实现载荷的分布，避免施工浇筑面的载荷预留，预留必要的施工作业人员，来对混凝土的有效堆积高度进行严格控制，防止产生局部载荷或者应力过大而产生失稳现象。