橋梁碗扣式模板支撐架穩定性及監測新技術研究

于長彬

大連市建設工程質量與安全監督服務中心 遼寧大連 116400

1 動力特性下碗扣式模板支撐體系穩定性監測的具體方法

在工程施工過程的混凝土澆筑初期，影響混凝土澆筑效果最終質量的最主要因素就是支撐架的穩定性程度大小，如果有關工作人員不能夠及時對支撐架的這種問題進行處理，還很容易導致最終澆筑混凝土之中出現裂縫問題。后期隨著工作人員所澆筑混凝土數量的不斷增加，碗扣式模板支撐架所需承受的荷載力也會隨之而不斷的增加，但是當支撐架整體所承受的荷載力超過屈曲荷載力就會發生變形現象。除此之外，當碗扣式模板支撐架受到局部性的沖擊作用時，其內部的力量分配不均以及荷載力承受部位不斷發生變化，均會使碗扣式模板支撐架的鋼管受力點發生變化，導致最終碗扣式模板支撐體系從整體上出現不同程度上的不均勻化沉降現象。而文章為了更好對這種困難進行克服，采用了新形勢的監測方法來開展具體工作[1]。

2 荷載與自振頻率關系理論

有關工作人員首先通過振動理論對其關系進行推導，他們以動力學振動理論之中的基本原理為出發點，對非線性振動效應因素影響和分析將其主要分為了線性振動和非線性振動兩種。首先是線性震動，有關工作人員在線性振動的條件下忽略阻尼的影響，通過對結構線性動力平衡方程式的利用來對荷載與頻率的關系進行進一步深入化的探討，有關平衡方程式主要表現為：

MU+KU=0

K=K0-K

根據該方程式我們可以看到，M在其中是質量矩陣，K主要是工程施工過程之中的剛度矩陣，該矩陣綜合考慮到了初應力結構的影響。而根據以上兩個方程式，我們可以推導得到一個綜合性的方程式為：

K0-K-Ω2M=0

根據該方程式我們可以看到，當結構線性振動處于未失穩狀態時，外界核載力的不斷增加會迫使碗扣式結構支撐架所承受的支撐核載力不斷向臨界核載力靠近，而方程式中所考慮到的結構初應力矩陣效應的剛度矩陣k會不斷由一種正定狀態向非正定狀態轉變。而當外界所給予的荷載力不斷增加到支撐架所破的臨界荷載力狀態時，剛度矩陣k就會不斷向奇異矩陣這種方式上轉變，所以在這種狀態下的結構自振頻率歐模也就會隨之而不斷地變為零[2]。

其次是非線性狀態下荷載力與頻率之間的關系。在非線性振動的條件下對荷載率與頻率的關系進行分析，有關工作人員在對阻尼影響效應進行忽略的基礎上，需要利用結構非線性動力平衡方式的增量形式來列出有關方程式，其中所列出的有關方程式主要為：

M△U+KT△U=0

KT=K0-K+KN

通過對非線性屈曲關系的特征方程值進行轉化，可以得到以下的特征方程式：

K0-K+KN=0。根據該特征值方程式我們可以推導得，當結構非線性振動處于未失穩階段，并且外界所給予支撐架結構的荷載力不斷增加并使其逐漸臨近臨界核載力時，結構式之中的剛度矩陣會逐漸由正定狀態向非正定狀態轉變。并且當外界荷載力逐漸增加到失穩臨界荷載力的時候，結構剛度矩陣也會逐漸變成奇異矩陣。

3 軸壓力桿核載與自振頻率關系

有關工作人員為了更好地對屈曲荷載與自振頻率關系進行研究，他們首先需要利用有關軟件模型對單根立桿模型進行建立，然后再對其開展屈曲分析和模態分析，從而能夠實現對屈曲荷載與自振頻率關系的得出。在屈曲分析之中，有關工作人員需要根據其特征值來考慮是否為線性屈曲分析或者是否為非線性屈曲關系。根據所建立模型的立桿現實情況來看，當有關工作人員對其施加豎直向下的單位力時，其屈曲荷載力的系數會達到43691左右。綜合考慮弧長法和立桿的特定缺陷，將特征值屈曲分析引入到特定曲線之中。在立桿得到豎直向下的力時，最終所得的數值會大于特征值的屈曲荷載，最終就可以繪制出荷載-位移曲線。

4 結語

綜上所述，碗扣式模板支撐架作為當前工程施工過程之中的一項重要內容，它會對工程施工過程之中整體的穩定性和安全性產生極為重要的影響。但是由于碗扣式支撐架體系作為施工過程之中的一種臨時支撐結構，在具體工程施工過程中，有些工作人員會部分忽略其施工過程中的可靠步驟，使其最終的質量問題被引發。因此，有關工作人員需要不斷加強碗扣式支撐架施工過程之中的穩定性研究，保證碗扣式支撐架體系最終的整體質量能夠符合當前所要求的具體標準，采用新的檢測技術來對支撐架體系的穩定性進行檢測，也是能夠有效保障支撐架體系質量，進而確保工程安全生產的一項重要措施[3-4]。