高大模板支撐體系可靠度分析與研究

董旭亮

（中鐵十六局集團第一工程有限公司 101300）

0 引言

當前隨著科技的推廣及技術的革新，高大模板支撐體系在實踐范圍內呈現出廣闊的運用價值。然而基于實踐發現，該體系在實踐運用中所衍生的問題也日益凸顯，在工程實踐中暴露出較多的安全隱患，坍塌事件頻頻發生，在很大程度上影響了工程施工人員的人身安全，延誤了工程進度。因此，如何制定科學的方案，來提升高大模板支撐體系的安全性及可靠性，已經成凾待解決的重要課題。

1 高大模板支撐體系可靠度的現狀探析

筆者基于實踐調研發現，在該領域內，圍繞高支模展開探討是當今的研究聚焦點，它對于提升高大模板支撐體系的可靠性、經濟型及安全性產生至關重要的影響。然而目前學者在支架半剛性的研究上尚處于的關注點較少。在建筑工程的實踐行業中，一般選擇將半剛性的支架節點進行忽略，直接按照剛性展開分析研究，在這一過程中忽視了架體發生側移所產生的受力狀況，因此不能對高支架架構的真實受力狀況進行評估。高大模板支撐體系作為一種臨行性的結構，在實踐中受多重因素的影響制約，呈現出典型的不確定特性，主要體現在模糊性、隨機性及不完善特性。

2 相關理論探析

2.1 可靠度內涵

可靠度在建筑工程領域的結構設計層面，主要以耐久性、安全性及適用性三個特性進行有效分析。目前一種主流的量化模式是基于功能函數來進行確定，其中主要涉及的因素包含結構幾何參數、材料力學性能、模擬結果、載荷譜等，上述因素均存在著典型的不確定特性，因此可稱為隨機變量的確定試驗，具體設計公式為： ；其中S 表示載荷效應；R 表示結構產生的抗力。當Z 大于0 時，則表示該結構特征處于裝填的狀況，Z 小于0 時，表示結構失效，可靠性不足。

2.2 常用計算方法

可靠性作為高大模板支撐體系的關鍵指標，在工程實踐中發揮著重要的作用。因此對可靠性的計算方法也存在多種，目前主流的評價方法有混合模擬法、響應面法及蒙特卡羅法。

蒙特卡羅法的精髓是核心樣本法、直接抽樣法及超了立方抽樣方法的集合體。在具體工程實踐中，直接抽樣法的難度相對較大，而通過方差縮減或者立方抽樣所產生的難度較小，可以在一定程度上有效規避抽樣所產生的局限性，通過規避模擬次數來提升計算結果的可靠性，提升分析運營效率，從而大大增強工程實踐的運用。

響應面法主要是基于響應面函數來進行展開，采用盡可能精確的函數——極限曲面或者功能函數來對曲線或者曲面進行擬合，從而獲得精確度相對較高的可靠度數值，這對于計算結果的影響產生重要的作用。

3 提升高大模板支撐體系可靠度的路徑設計

筆者結合自身經驗，圍繞高大模板支撐體系在工程實踐領域所暴露的可靠性不足為切入點，從三個層面展開對策制定。

3.1 強化現場施工控制

一方面，要必須確保桿件等原材料的質量，在桿件進入工地時，要嚴格進行把關，建立完善的材料檢測機制，堅決防止開裂、完全、銹蝕、變形等劣質件進入工程實踐領域，把好“源頭”，從而確保施工中桿件的有效承載能力，為整個系統的綜合抗形變提供重要支撐。

另一方面，在施工過程中堅決禁止變形量過大或者支撐面過大的現象發生，應嚴格對地面的堅實度及完成度進行確保，保障地基在進行施工設計中，設置科學合理的排水方案及設備實施，來將地面水進行高效排除，避免對地基產生硬性，導致其發生腐蝕及變形等現象。冷卻水管要優化布置。冷卻水管的優化布置對控制大體積混凝土的溫差，保障施工質量發揮著關鍵的作用。一般而言，采用蛇形方案，將其布置與混凝土的中間位置，通過水循環的持續流動，可有效降低混凝土的溫度。每層冷卻水管的布置距離控制在1 米，不同層級之間的距離控制在0.8米，最外側冷卻水管應保障距離其邊緣的距離為0.5 米，同時在進行開啟前需要壓水測試，這樣可最大程度的滿足大體積混凝土的需求，避免產生漏稅、堵塞現象。

3.2 提升設計控制

首先，應科學確定模型。為了有效降低高大模板支撐體系所產生的坍塌現象，應力采集的載荷譜為設計基準，對其進行合理優化，確定受力集中點，從而完成模型的設計。

其次，立桿應保證其穩定性。充分考慮鋼管之間不同扣件之間的有效連接，考慮桿件在實際中所產生的軸向載荷，對其進行穩定性計算，確保立桿在體系中的穩定性。

最后，強化混凝土的配合比設計。以工程實踐為依托，通過加入加氣劑及緩凝劑等，來改善混凝土的綜合性能，為提升混凝土的干縮性，可根據現狀進行增加膨脹劑，減少在攪拌中水泥與水所占據的權重。除此之外，需要嚴格控制水與灰的有效比值，將其最高值設置為0.4，從而最大程度的保障大體積混凝土的綜合性能。

3.3 提升模板支架的安全控制

在混凝土的整體澆筑環節，要嚴格按照泵體輸送方案及流量來進行整體澆筑，對混凝土的澆筑傳輸路徑、澆筑速度及高大支撐模板的堆載進行確認，嚴格按照既定流程進行實施，不可擅自在澆筑過程中改變速度及順序等。在設定澆筑方案時，要盡可能保證對稱澆筑，從而使得高大模板實現載荷均布，避免產生應力集中的現象。同時在澆筑順序上，應以從中心擴散至四周的方案來進行設計，保證整體澆筑過程的有效性及順序性。對于大跨距的混凝土澆筑，應盡可能的選擇分層的澆筑模式，使得整個支撐吸收受力比較均勻，嚴格按照傳遞路徑來實現載荷的分布，避免施工澆筑面的載荷預留，預留必要的施工作業人員，來對混凝土的有效堆積高度進行嚴格控制，防止產生局部載荷或者應力過大而產生失穩現象。

4 結束語

隨著城鎮化的深入推進，高大模板支撐體系在建筑工程領域的應用將日趨廣泛，因此為盡可能規避施工中所產生的安全性責任事故，在確保理論計算科學的前提范疇下，通過建立集施工、設計、現場管理等于一體的完善的管理體制，通過層層把關來綜合確保可靠性的提升。