桥梁施工脚手架结构设计及安全评估技术研究

论文摘要

随着我国经济的迅猛发展,跨海(河)大桥和城市高架桥、立交桥等桥梁也大量修建,而脚手架则是确保这些桥梁施工作业方便、安全、顺利进行的平台。但其由于做为桥梁建设中的临时设施没有得到足够的重视,近年来发生了不少构筑物施工脚手架倒塌的事故,造成了较大经济损失和人员伤亡。对脚手架进行规范正确的设计,针对施工企业开发计算分析软件是非常重要的。本文从大量的事故实例入手,对桥梁施工中发生的脚手架倒塌以致人员伤亡的事故,进行了综合分析,得出结构受力不合理、施工不规范、安全意识淡薄及材料缺陷等是导致事故发生的主要原因;通过查阅大量有关文献资料,分析总结了国内外学者在这一领域内的研究成果,对脚手架的结构特点进行了分析,对计算理论进行了研究;为优化设计和安全评估,对桥梁施工脚手架建立了力学模型,用FORTRAN语言编制了结构计算程序,并用SAP2000进行了验证,结果表明两者计算结果相差很小;通过力学计算分析发现脚手架结构体系在力的传递上存在严重缺陷,进而提出在脚手架顶部及底部设置短斜杆,以构成稳定的脚手架空间扩散传力的结构体系,用程序对其进行了计算分析,表明比现用脚手架受力合理,避免了应力过于集中的现象;结合青岛海湾大桥工程,用程序按新的结构体系对脚手架进行了优化设计;并对同三、威乌高速公路工程事故实例进行了安全评估分析。本文研究成果对保证桥梁等工程施工的安全,减少和避免脚手架倒塌事故,有着非常重要的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究的意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 脚手架形式及材料研究
• 1.2.2 计算模型及方法
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 桥梁施工脚手架的选择
• 2.1 我国脚手架技术的发展历程
• 2.2 建筑施工脚手架的发展方向
• 2.3 建筑施工脚手架分类
• 2.4 脚手架的辅件
• 2.5 桥梁施工脚手架的种类及选择
• 2.5.1 支架的种类、特点与选择
• 2.5.2 工程选择支架模板支撑系统应遵循的原则依据
• 2.6 WDJ碗扣式多功能钢管脚手架
• 2.6.1 基本结构
• 2.6.2 性能特点
• 2.6.3 杆件规格
• 2.6.4 杆件选择
• 2.6.5 搭设方案
• 2.7 本章小结
• 第3章 桥梁施工脚手架常见事故及分析
• 3.1 施工脚手架安全事故概述
• 3.2 事故分类
• 3.3 原因分析
• 3.3.1 内部因素
• 3.3.2 外部因素
• 3.3.3 受力分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 三维脚手架结构模型分析及优化设计
• 4.1 桥梁施工脚手架结构计算理论
• 4.1.1 碗扣式钢管脚手架的模型计算理论
• 4.1.2 本文采用的的模型计算理论
• 4.2 压杆稳定理论
• 4.3 杆件系统的结构理论
• 4.3.1 脚手架整体结构的计算
• 4.3.2 几种整体机构模式
• 4.4 基于SAP2000的桥梁施工脚手架优化设计
• 4.4.1 SAP2000中文版概述
• 4.4.2 SAP2000分析工作概述
• 4.4.3 建立合理的脚手架三维空间模型
• 4.5 基于FORTRAN的桥梁施工脚手架优化设计
• 4.5.1 FORTRAN及其分析工作概述
• 4.5.2 程序设计简介
• 4.6 SAP2000及FORTRAN计算分析结果的比较
• 4.7 本章小结
• 第5章 桥梁施工脚手架安全评估技术研究
• 5.1 脚手架结构施工期荷载分析
• 5.1.1 荷载种类
• 5.1.2 荷载计算的一般规定
• 5.2 脚手架结构体系稳定性设计
• 5.2.1 基本设计规定
• 5.2.2 脚手架强度及稳定性计算方法
• 5.3 脚手架安全施工方案
• 5.3.1 脚手架体系的地基处理
• 5.3.2 脚手架的搭设与拆除
• 5.4 本章小结
• 第6章 脚手架结构设计及安全评估工程实例分析
• 6.1 青岛海湾大桥施工脚手架结构设计
• 6.1.1 工程概况
• 6.1.2 地基处理
• 6.1.3 荷载计算
• 6.1.4 脚手架模型建立及计算分析
• 6.2 青岛市同三线某桥梁脚手架安全评估实例分析
• 6.2.1 倒塌前脚手架的模型及分析
• 6.2.2 优化后的脚手架模型分析比较
• 6.3 青岛市威乌高速公路段某桥梁脚手架安全评估实例分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢