桥梁碗扣式模板支撑架稳定性及监测新技术研究

于长彬

大连市建设工程质量与安全监督服务中心 辽宁大连 116400

1 动力特性下碗扣式模板支撑体系稳定性监测的具体方法

在工程施工过程的混凝土浇筑初期，影响混凝土浇筑效果最终质量的最主要因素就是支撑架的稳定性程度大小，如果有关工作人员不能够及时对支撑架的这种问题进行处理，还很容易导致最终浇筑混凝土之中出现裂缝问题。后期随着工作人员所浇筑混凝土数量的不断增加，碗扣式模板支撑架所需承受的荷载力也会随之而不断的增加，但是当支撑架整体所承受的荷载力超过屈曲荷载力就会发生变形现象。除此之外，当碗扣式模板支撑架受到局部性的冲击作用时，其内部的力量分配不均以及荷载力承受部位不断发生变化，均会使碗扣式模板支撑架的钢管受力点发生变化，导致最终碗扣式模板支撑体系从整体上出现不同程度上的不均匀化沉降现象。而文章为了更好对这种困难进行克服，采用了新形势的监测方法来开展具体工作[1]。

2 荷载与自振频率关系理论

有关工作人员首先通过振动理论对其关系进行推导，他们以动力学振动理论之中的基本原理为出发点，对非线性振动效应因素影响和分析将其主要分为了线性振动和非线性振动两种。首先是线性震动，有关工作人员在线性振动的条件下忽略阻尼的影响，通过对结构线性动力平衡方程式的利用来对荷载与频率的关系进行进一步深入化的探讨，有关平衡方程式主要表现为：

MU+KU=0

K=K0-K

根据该方程式我们可以看到，M在其中是质量矩阵，K主要是工程施工过程之中的刚度矩阵，该矩阵综合考虑到了初应力结构的影响。而根据以上两个方程式，我们可以推导得到一个综合性的方程式为：

K0-K-Ω2M=0

根据该方程式我们可以看到，当结构线性振动处于未失稳状态时，外界核载力的不断增加会迫使碗扣式结构支撑架所承受的支撑核载力不断向临界核载力靠近，而方程式中所考虑到的结构初应力矩阵效应的刚度矩阵k会不断由一种正定状态向非正定状态转变。而当外界所给予的荷载力不断增加到支撑架所破的临界荷载力状态时，刚度矩阵k就会不断向奇异矩阵这种方式上转变，所以在这种状态下的结构自振频率欧模也就会随之而不断地变为零[2]。

其次是非线性状态下荷载力与频率之间的关系。在非线性振动的条件下对荷载率与频率的关系进行分析，有关工作人员在对阻尼影响效应进行忽略的基础上，需要利用结构非线性动力平衡方式的增量形式来列出有关方程式，其中所列出的有关方程式主要为：

M△U+KT△U=0

KT=K0-K+KN

通过对非线性屈曲关系的特征方程值进行转化，可以得到以下的特征方程式：

K0-K+KN=0。根据该特征值方程式我们可以推导得，当结构非线性振动处于未失稳阶段，并且外界所给予支撑架结构的荷载力不断增加并使其逐渐临近临界核载力时，结构式之中的刚度矩阵会逐渐由正定状态向非正定状态转变。并且当外界荷载力逐渐增加到失稳临界荷载力的时候，结构刚度矩阵也会逐渐变成奇异矩阵。

3 轴压力杆核载与自振频率关系

有关工作人员为了更好地对屈曲荷载与自振频率关系进行研究，他们首先需要利用有关软件模型对单根立杆模型进行建立，然后再对其开展屈曲分析和模态分析，从而能够实现对屈曲荷载与自振频率关系的得出。在屈曲分析之中，有关工作人员需要根据其特征值来考虑是否为线性屈曲分析或者是否为非线性屈曲关系。根据所建立模型的立杆现实情况来看，当有关工作人员对其施加竖直向下的单位力时，其屈曲荷载力的系数会达到43691左右。综合考虑弧长法和立杆的特定缺陷，将特征值屈曲分析引入到特定曲线之中。在立杆得到竖直向下的力时，最终所得的数值会大于特征值的屈曲荷载，最终就可以绘制出荷载-位移曲线。

4 结语

综上所述，碗扣式模板支撑架作为当前工程施工过程之中的一项重要内容，它会对工程施工过程之中整体的稳定性和安全性产生极为重要的影响。但是由于碗扣式支撑架体系作为施工过程之中的一种临时支撑结构，在具体工程施工过程中，有些工作人员会部分忽略其施工过程中的可靠步骤，使其最终的质量问题被引发。因此，有关工作人员需要不断加强碗扣式支撑架施工过程之中的稳定性研究，保证碗扣式支撑架体系最终的整体质量能够符合当前所要求的具体标准，采用新的检测技术来对支撑架体系的稳定性进行检测，也是能够有效保障支撑架体系质量，进而确保工程安全生产的一项重要措施[3-4]。