CN121580476A - 一种桥梁v型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法，属于桥梁施工技术领域。该方法通过建立涵盖V型墩墩顶支撑体系与箱梁结构的三维BIM模型，结合有限元分析与智能算法预置，实现施工前的碰撞检测与荷载模拟优化；利用数字化放样精准定位预埋件，搭建复合支撑平台与可调曲面模板系统，并通过光纤光栅传感器、倾角传感器实时采集数据，结合动态调控机制修正支撑体系变形，最终完成模板拆除与材料回收。本发明有效解决V型墩异形空间支撑难题与混凝土抗裂控制难题，提升施工精度、效率与安全性，降低成本，适用于V形墩、Y形墩等异形空间结构下箱梁模板支撑施工。

Description

一种桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法，尤其适用于在V型墩墩顶进行箱梁模板支撑施工的桥梁工程项目，旨在解决V型墩墩顶箱梁模板支撑施工过程中的精度控制、结构稳定性以及施工安全等关键问题，提高施工质量和效率。

背景技术

在传统的桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工中，面临着诸多棘手问题。首先，在支撑体系搭建环节，由于缺乏有效的前期规划与模拟手段，对于三角支撑架、贝雷梁主梁及型钢分配梁的空间排布，往往只能依靠施工人员的经验进行现场布置 。这就导致预埋件与墩身钢筋、预应力管道之间的节点冲突频繁出现，且难以在施工前及时发现并解决。例如，在某桥梁施工项目中，因预埋件与墩身钢筋位置冲突，在施工过程中被迫对钢筋进行弯折或重新定位，不仅耗费大量人力、物力和时间，还削弱了结构的整体强度和稳定性，为后续施工埋下安全隐患。

支撑体系变形控制也是一大难题。传统施工方法主要依赖经验公式和简单的预压试验来预估支撑体系的变形，无法精确模拟箱梁浇筑不同施工阶段复杂多变的荷载分布。在实际施工中，随着箱梁混凝土的浇筑，荷载不断增加且分布不均匀，支撑体系的变形情况难以准确掌握。当变形超出预期时，可能导致箱梁的尺寸偏差、外观质量缺陷，严重时甚至会引发模板坍塌事故，危及施工人员生命安全。像一些跨径较大的桥梁，在施工过程中就因支撑体系变形过大，使得箱梁出现裂缝，不得不花费大量资金进行修复加固，延误了工期。

再者，传统施工中的放样与安装环节精度较低。采用常规测量工具进行放样，难以满足现代桥梁高精度的施工要求，放样误差较大，致使预埋件安装位置、支撑平台轮廓线及关键观测点位置存在偏差。这不仅影响支撑体系的安装质量，还会对后续箱梁模板安装及混凝土浇筑的精度产生连锁反应，降低桥梁的整体质量和使用寿命。在模板安装方面，传统的固定方木支撑方式灵活性差，无法根据箱梁底板复杂曲面的设计要求进行精确调整，导致箱梁底板成型质量不佳，影响桥梁的受力性能。

随着桥梁建设事业的蓬勃发展，桥梁的规模和难度不断攀升。大跨度、高墩桥梁日益增多，对施工技术提出了更为严苛的要求。传统的桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法已无法满足当前桥梁建设在安全、质量和进度等多方面的需求。

在安全方面，施工过程中的不确定性因素增多，一旦支撑体系出现问题，将引发严重的安全事故，造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，需要更可靠、稳定的支撑体系施工技术，确保施工过程的安全性。在质量方面，现代桥梁对结构的耐久性、承载能力和外观质量要求极高，传统施工方法难以保证高精度的施工，无法满足桥梁高质量建设的标准。

在进度方面，大型桥梁建设工期长、成本高，任何延误都可能带来巨大的经济损失。而传统施工方法由于存在诸多问题，导致施工过程中频繁出现返工、整改等情况，严重影响施工进度。因此，行业迫切需要一种更先进、高效、精准的施工技术，利用数字化、智能化手段，解决传统施工方法的弊端，提高施工安全水平、保障施工质量、加快施工进度。

发明内容

本发明的目的是克服现有桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法的不足，通过引入数字孪生与智能调控技术，实现桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工的数字化、智能化、高精度化。利用先进的数字化建模和智能算法，解决传统施工中支撑体系空间排布冲突、变形控制难等问题；借助数字化精密放样和精准的预埋件安装，提高施工精度；搭建复合支撑平台和采用可调曲面模板系统，确保模板支撑的稳定性和箱梁曲面的精确成形；通过智能监测与动态调控，实时掌握施工状态，主动应对支架偏沉等风险，从而全面提高施工效率和质量，保障施工安全，降低施工成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法，包括以下步骤：

S1、施工准备：在施工准备阶段，建立涵盖V型墩墩顶支撑体系与箱梁结构的三维BIM模型；利用所述三维BIM模型进行三角支撑架、贝雷梁主梁及型钢分配梁的空间排布碰撞检测，识别并解决预埋件与墩身钢筋、预应力管道的节点冲突；通过有限元分析模拟箱梁浇筑不同施工阶段的荷载分布，基于模拟结果优化锚固钢筋的矩阵排布密度与三角支撑架的焊接节点设计；结合历史预压试验数据，在所述三维BIM模型中建立支撑体系变形预测算法；

S2、放线定位：将所述三维BIM模型中的设计坐标导入GPS-RTK测量仪与全站仪，在V型墩墩顶进行数字化放样，标注预埋件安装位置、支撑平台轮廓线及关键观测点位置；

S3、预埋件安装：基于S2的放样结果，在V型墩内部预埋高强度连接件；

S4、支撑平台施工：所述高强度连接件包括预埋钢板，在所述预埋钢板上焊接经S1优化设计的三角支撑架，形成现浇支撑平台；在所述现浇支撑平台上搭设顺桥向的贝雷梁主梁，在所述贝雷梁主梁上方搭设横桥向的分配梁；

S5、支撑模板施工：在所述分配梁上设置可调节高度的螺杆支撑系统，所述螺杆支撑系统由矩阵式排列的调节螺杆构成；在所述调节螺杆顶部铺设定型钢板，形成箱梁底模承托面；依据所述三维BIM模型中的设计高程与曲线数据，调节所述调节螺杆的出顶高度，使所述定型钢板成形箱梁底板复杂曲面；

S6、监测监控：在S2设定的关键观测点、三角支撑架及贝雷梁主梁跨中部位布设光纤光栅传感器与倾角传感器；基于S1预置的变形预测算法，结合实时采集数据进行反演分析，预测支撑体系变形趋势；根据变形趋势向所述螺杆支撑系统发出指令，调整指定区域调节螺杆的顶面高程，修正模板预留上拱度。

进一步的，所述步骤S3中，所述预埋钢板配置经S1优化排布的多根带肋钢筋作为锚固钢筋，所述锚固钢筋端部通过机械螺纹套筒连接，植入混凝土前涂刷环氧界面剂；同步按所述三维BIM模型定位预留精轧螺纹钢对拉穿入孔，并穿入精轧螺纹钢。

进一步的，所述步骤S4中，所述贝雷梁主梁采用单层双排布置；所述分配梁为双槽钢对扣焊接而成的型钢结构，且通过钢销与所述贝雷梁主梁铰接，形成正交网格支撑体系。

进一步的，步骤S6中，所述光纤光栅传感器采集支撑平台的应力与应变数据，所述倾角传感器监测三角支撑架的微倾变形；采集的数据通过无线传输模块发送至后台终端，所述后台终端设定预警阈值，监测数值接近阈值时自动报警。

进一步的，所述步骤S1中优化三角支撑架的焊接节点设计时，采用的优化依据包括基于有限元分析结果的经验公式：焊缝总长度满足：

。

为有限元分析得到的焊接节点最大荷载，单位为N；为焊缝尺寸，单位mm，为焊缝允许剪应力，单位为MPa。摒弃了传统依赖工程经验或保守估算的做法，为焊接节点设计提供了精确的科学计算依据。通过有限元分析获得最不利工况下的节点荷载，再根据焊缝尺寸和材料强度精确计算所需焊缝长度，从源头上杜绝了因焊缝强度不足导致的节点失效风险。在施工前即可通过模拟与计算预判并解决潜在的安全隐患，极大地降低了在混凝土浇筑过程中因支撑架焊接节点破坏而引发坍塌事故的概率，保障了施工人员和结构本身的安全。传统的经验设计往往出于安全考虑而采用过大的安全系数，导致材料浪费。本公式通过精准计算，能够在确保安全的前提下，确定最经济的焊缝尺寸和长度，避免了不必要的材料浪费和焊接工时，实现了降本增效。

进一步的，所述步骤S1中优化锚固钢筋的矩阵排布密度时，采用的优化依据包括基于有限元分析结果的经验公式：所需锚固钢筋数量满足：

，

为有限元分析得到的预埋钢板最大拉应力（MPa），为预埋钢板面积，单位为mm²；为钢筋直径，单位为mm；为锚固长度，单位为mm；为混凝土与钢筋的粘结强度，单位为MPa；为安全系数。传统设计多依赖规范中的构造要求或工程师的保守经验，可能造成安全裕度过大或不足。本公式基于有限元分析获得的实际应力分布，进行精准的、受力需求导向的配筋设计，实现了按需分配，使设计决策从模糊走向精确。通过定量计算，确保了锚固系统的承载力（由根钢筋提供）足以抵抗由箱梁荷载传递到预埋钢板上的最大拉力。这从设计源头杜绝了因锚固钢筋数量不足而导致的预埋件拔出、整体支撑体系失稳等灾难性事故的风险，极大地提高了施工过程的结构安全性。V型墩结构受力复杂，预埋钢板上的应力分布极不均匀。该公式的引入，使得设计可以基于真实的、非均匀的应力场来确定钢筋总量和指导矩阵排布，有效解决了异形空间结构锚固设计的核心难题。在应力较小的项目中，通过精确计算可能会发现所需钢筋数量少于传统经验配置。这避免了不必要的材料浪费和施工复杂度，实现了降本增效。在施工准备阶段即通过数字化手段完成精准设计，避免了在混凝土浇筑后因预埋件锚固问题导致的返工、加固甚至拆除等巨大经济损失和时间延误，保证了施工进度，提升了项目管理水平。

进一步的，所述预埋钢板为700mm×700mm的矩形钢板，厚度为15mm，所述预埋钢板四边经倒角处理，表面喷砂除锈后涂刷干膜厚度为80μm的环氧富锌底漆；所述精轧螺纹钢为PSB930型号，直径25mm，单幅每侧预留3处所述精轧螺纹钢对拉穿入孔，横向间距4.5m；所述精轧螺纹钢穿入波纹管内，所述波纹管两端比所述精轧螺纹钢短10-20cm，且所述波纹管外固定螺旋筋，所述螺旋筋两端拧入配套垫板与螺母。

进一步的，S4中所述三角支撑架由4排10mm厚的三角型钢板与400mm×700mm的10mm厚矩形钢板双面焊接而成，所述三角型钢板与所述预埋钢板焊接固定。

进一步的，S5中所述定型钢板厚度不小于10mm，所述调节螺杆的调节精度控制在±0.5mm，所述螺杆支撑系统的布设间距在箱梁实腹板区域加密至0.15m，其余区域为0.3m。

进一步的，S6中所述光纤光栅传感器的应力采集精度不低于0.1MPa，所述倾角传感器的角度测量精度不低于0.01°。

本发明的有益效果：

（1）前期模拟规避冲突，减少施工偏差：通过建立涵盖V型墩墩顶支撑体系与箱梁结构的三维BIM模型，提前对三角支撑架、贝雷梁主梁及型钢分配梁进行空间排布碰撞检测，精准识别并解决预埋件与墩身钢筋、预应力管道的节点冲突。相较于传统依赖经验现场调整的方式，避免了施工中因冲突导致的钢筋弯折、预埋件返工，从源头控制偏差，确保支撑体系与箱梁结构的空间位置精度。

（2）数字化放样与可调模板，实现曲面精准成形：将三维BIM模型设计坐标导入GPS-RTK测量仪与全站仪，放样误差控制在±3mm以内，确保预埋件安装、支撑平台轮廓及关键观测点定位精准；支撑模板施工中，通过矩阵式排列的调节螺杆，结合BIM 模型设计高程与曲线数据，精确调节定型钢板高度，完美成形箱梁底板复杂曲面，解决了传统固定方木支撑无法适配异形曲面、成型质量差的问题，保障箱梁结构尺寸精度与外观质量。

（3）基于有限元分析建立的支撑体系变形预测算法，结合光纤光栅传感器、倾角传感器的实时数据，反演分析变形趋势并动态调整调节螺杆高程，修正模板预留上拱度，主动抵消V型墩两侧张力不均导致的支架偏沉，避免混凝土浇筑后因支撑变形出现的尺寸偏差与外观缺陷

（4）通过有限元分析模拟箱梁浇筑不同阶段的荷载分布，优化锚固钢筋矩阵排布密度与三角支撑架焊接节点设计，避免传统经验设计导致的过设计或欠设计，确保支撑体系在混凝土自重、振捣荷载、预应力张拉等工况下的承载安全，杜绝支撑失稳风险。锚固钢筋按应力分布精准计算数量，三角支撑架焊缝长度按公式精准设计，避免过度配筋、过度焊接导致的钢材浪费；可调节螺杆与定型钢板可回收重复利用，降低材料损耗率。

附图说明

图1是本发明的桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法施工工艺流程图。

图2是V形墩上箱梁施工平台顺桥向布置图。

图3是预埋钢板安装示意图。

图4是V形墩预埋高强度连接件大样图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1-4所示，本发明公开了一种桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法，包括以下步骤：

步骤1，施工准备阶段

在施工准备阶段，运用专业的BIM建模软件，如Revit等，建立涵盖V型墩墩顶支撑体系与箱梁结构的三维BIM模型。该模型不仅包含支撑体系和箱梁的几何形状、尺寸等信息，还整合了材料属性、施工工艺等数据，形成一个完整的数字化信息模型。

利用该模型执行碰撞检测操作，通过软件的碰撞检测功能，对三角支撑架、贝雷梁主梁及型钢分配梁的空间排布进行模拟分析，提前识别并解决预埋件与墩身钢筋、预应力管道之间的节点冲突。当检测到冲突时，软件会直观地显示冲突位置和类型，施工人员可根据提示及时调整支撑体系的布局，避免在实际施工中出现返工现象。

采用有限元分析软件，如ANSYS，模拟箱梁浇筑不同施工阶段的荷载分布。在软件中建立精确的有限元模型，考虑混凝土浇筑过程中的自重、振捣荷载、施工人员及设备荷载等多种因素，通过模拟得到不同施工阶段支撑体系各部位的应力、应变分布情况。基于模拟结果，优化锚固钢筋的矩阵排布密度，根据不同部位的受力大小，合理增加或减少锚固钢筋数量，确保锚固效果。同时，对三角支撑架的焊接节点进行设计优化，通过模拟焊接节点在不同受力情况下的应力集中情况，改进焊接工艺和节点构造，提高节点的承载能力和可靠性。

结合历史预压试验数据，在模型中建立用于预测支撑体系变形的预测算法。在预压试验过程中，采集支撑体系不同位置的变形数据以及对应的荷载数据，运用数据分析方法，如多元线性回归分析、神经网络算法等，建立荷载与变形之间的数学关系模型。将该模型嵌入三维BIM模型中，形成变形预测算法，为后续施工过程中的变形预测提供依据。

步骤2，放线定位

将三维BIM模型中的设计坐标直接导入GPS-RTK测量仪与全站仪。在导入坐标数据前，先对测量仪器进行校准和精度检查，确保仪器的准确性。在V型墩墩顶进行数字化放样时，测量人员按照仪器的提示，在现场精确标注预埋件安装位置、支撑平台轮廓线及关键观测点位置。

通过GPS-RTK测量仪的实时动态定位功能，能够快速确定大致位置，再利用全站仪进行精确测量和定位，将放样误差控制精度提升至±3mm以内。高精度的放样为后续预埋件精准安装和支撑体系搭建提供了保障，避免因位置偏差导致的支撑体系安装不牢固、箱梁模板安装精度不够等问题，确保整个施工过程的顺利进行。

步骤3，预埋件安装

基于数字化精密放样的结果，在V型墩内部预埋高强度连接件，参见图3。连接件中的预埋钢板采用经优化排布的多根带肋钢筋作为锚固钢筋，这些锚固钢筋根据有限元分析得到的受力情况进行矩阵式布置，在受力较大的部位增加钢筋密度，以提高预埋钢板与混凝土之间的锚固力。预埋钢板采用 700mm×700mm矩形钢板，四边倒角（R5mm），表面喷砂除锈后涂刷 80μm厚环氧富锌底漆；面积A=700×700=490000mm²，钢筋型号：HRB400，钢筋直径d=25mm；锚固长度=400mm；对于带肋钢筋（HRB400）和C40及以上混凝土，参考《混凝土结构设计规范》，取=2.5MPa；考虑荷载不确定性和长期耐久性，取=1.6；通过有限元分析模拟箱梁浇筑施工，得到预埋钢板的最大拉应力=2.2MPa，此值基于典型V型墩荷载工况得出，实际工程中需根据具体模型确定，优化依据包括基于有限元分析结果的经验公式：所需锚固钢筋数量满足：

，

为有限元分析得到的预埋钢板最大拉应力（MPa），为预埋钢板面积，单位为mm²；为钢筋直径，单位为mm；为锚固长度，单位为mm；为混凝土与钢筋的粘结强度，单位为MPa；为安全系数。

代入参数值，计算，由于钢筋数量必须为整数，且≥8.57，取=9 可满足要求。

参见图4，锚固钢筋选用9根HRB400Φ25mm带肋钢筋呈3×3矩阵排布（中心距200mm），锚固长度400mm，端部采用机械螺纹套筒（符合 GB/T 1499.2标准）连接，植入混凝土前涂刷环氧界面剂（型号J-302）；预留3处PSB930Φ25mm精轧螺纹钢对拉穿入孔（横向间距4.5m），将精轧螺纹钢穿入Φ50mm波纹管（两端比钢筋短15cm），波纹管外固定Φ8mm螺旋筋（长度 300mm），并在螺旋筋两端拧入10mm厚垫板与M25螺母。

钢筋端部通过机械螺纹套筒连接，这种连接方式具有连接可靠、施工方便等优点。在连接前，对钢筋端部进行打磨和清理，确保连接质量。植入混凝土前，在钢筋表面涂刷环氧界面剂，环氧界面剂能够增强钢筋与混凝土之间的粘结力，防止钢筋锈蚀，提高结构的耐久性。

同步按模型定位预留精轧螺纹钢对拉穿入孔，在预留孔时，严格控制孔的位置、直径和垂直度，确保精轧螺纹钢能够顺利穿入。穿入精轧螺纹钢后，对其进行张拉和锚固，利用精轧螺纹钢的高强度特性，增强支撑体系的稳定性。

步骤4，支撑平台施工

在预埋钢板上焊接经优化设计的三角支撑架，三角支撑架的规格为，采用4排10mm厚三角型钢板与400mm×700mm矩形钢板双面焊接，焊接节点设计基于有限元分析结果与经验公式进行优化：

。

为有限元分析得到的焊接节点最大荷载，单位为N；为焊缝尺寸，单位mm，为焊缝允许剪应力，单位为MPa。

通过有限元分析模拟，得到焊接节点最大荷载F = 500 kN；设计采用焊缝尺寸 =8 mm，焊缝允许剪应力取160 MPa。根据经验公式计算所需焊缝总长度：= 500,000 / (1.414 × 8 × 160) ≈ 276 mm。本实施例中，三角支撑架由4排钢板双面焊接，实际提供的总焊缝长度远大于此计算值，确保了节点的安全可靠。焊接前对三角支撑架的材料进行质量检验，确保材料符合设计要求。焊接过程中，严格控制焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，保证焊接质量。三角支撑架形成现浇支撑平台的基础结构，为后续搭设提供稳定的支撑。形成现浇支撑平台焊接前对三角支撑架的材料进行质量检验，确保材料符合设计要求。焊接过程中，严格控制焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，保证焊接质量。三角支撑架形成现浇支撑平台的基础结构，为后续搭设提供稳定的支撑。

在平台上搭设顺桥向主梁，主梁采用单层双排布置的贝雷梁。贝雷梁具有高强特性，能够有效承载箱梁自重与施工荷载。在搭设贝雷梁时，按照设计间距和位置进行安装，利用连接销将各节贝雷梁连接成整体，确保连接牢固。

在贝雷梁上方搭设横桥向的分配梁，分配梁采用双槽钢对扣焊接而成的型钢结构。通过钢销与下方的贝雷梁实现铰接，这种连接方式既保证了分配梁与贝雷梁之间的相对转动，又能有效传递荷载。双槽钢对扣焊接而成的型钢结构具有较高的抗弯和抗剪能力，与贝雷梁共同形成整体性强、承载力高的正交网格支撑体系，能够均匀地将箱梁荷载传递到支撑平台上。

步骤5，支撑模板施工

在双槽钢分配梁上，设置一个可调节高度的螺杆支撑系统，取代传统的固定方木。螺杆支撑系统由矩阵式排列的调节螺杆构成，每个调节螺杆都能够独立进行高度调节。通过在螺杆顶部铺设一层薄而韧的定型钢板，共同形成箱梁底模的承托面。在铺设定型钢板前，对其平整度进行检查，平整度偏差控制在 ±2mm以内，确保其能够与螺杆紧密贴合。

依据三维BIM模型中的设计高程与曲线数据，利用专业的测量仪器，如水准仪、全站仪等，精确测量每个螺杆的初始高度。根据设计要求，通过旋转调节螺杆，精确调节每个螺杆的出顶高度，从而精准成形设计要求的箱梁底板复杂曲面。在调节过程中，使用水准仪实时监测螺杆顶部的高程，确保调节精度。对于箱梁底板的某一曲线部位，根据设计要求，需要将某几个螺杆的出顶高度分别调整为不同的值，通过水准仪测量和螺杆调节，使这些螺杆顶部形成符合设计要求的曲线形状，大大提高了箱梁底板的成型精度和质量。

步骤6，监测监控

在关键观测点、三角支撑架及贝雷梁跨中等关键受力部位，布设光纤光栅传感器与倾角传感器。光纤光栅传感器利用光纤的光学特性，能够实时采集支撑平台的应力与应变数据，通过测量光纤光栅反射光的波长变化，准确计算出所受的应力和应变大小。在布设光纤光栅传感器时，要确保其与支撑结构紧密贴合，避免出现松动或脱落现象。倾角传感器则用于监测三角支撑架的微倾变形，通过测量重力加速度在传感器敏感轴上的分量，计算出三角支撑架的倾斜角度。倾角传感器的安装要保证其水平度和垂直度，确保测量数据的准确性。

采集的数据通过无线传输模块，如蓝牙、Wi-Fi等，实时发送至后台终端。在后台终端，利用专业的数据处理软件，对采集到的数据进行分析和处理。系统设定预警阈值，当监测数值接近阈值时，软件会自动发出报警信息，提醒施工人员注意安全。当支撑平台的应力达到设计应力的80%时，系统发出预警信号；当应力达到设计应力的90%时，系统发出警报，要求施工人员立即停止施工，采取相应措施。

基于预置的变形预测算法，结合施工过程中反馈的实时数据进行反演分析。通过将实时监测数据输入变形预测算法模型，对模型进行修正和优化，动态预测支撑体系变形趋势。根据该趋势，向可调曲面模板系统发出指令，通过控制系统自动调整指定区域螺杆的顶面高程，从而修正模板的预留上拱度，主动抵消因V型墩两侧张力不均导致的支架偏沉问题，确保箱梁施工的精度和质量。

最后还包括模板体系拆除步骤

待箱梁混凝土达到设计强度后，按逆序同步下调螺杆支撑系统以解除荷载。首先，通过调节螺杆，缓慢降低螺杆的高度，使模板与箱梁混凝土逐渐脱离。在下调过程中，密切关注箱梁混凝土的表面情况，防止因模板拆除不当导致混凝土表面出现裂缝或损伤。

随后拆除定型钢板、螺杆系统、型钢分配梁、贝雷梁主梁及三角支撑架。在拆除过程中，严格按照拆除顺序进行操作，采用合适的拆除工具和设备，确保拆除过程的安全。对可循环利用材料进行回收，如贝雷梁、型钢分配梁、螺杆等，经过清理、修复和检验后，可用于其他工程项目，降低施工成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种桥梁V型墩墩顶箱梁模板支撑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、施工准备：在施工准备阶段，建立涵盖V型墩墩顶支撑体系与箱梁结构的三维BIM模型；利用所述三维BIM模型进行三角支撑架、贝雷梁主梁及型钢分配梁的空间排布碰撞检测，识别并解决预埋件与墩身钢筋、预应力管道的节点冲突；通过有限元分析模拟箱梁浇筑不同施工阶段的荷载分布，基于模拟结果优化锚固钢筋的矩阵排布密度与三角支撑架的焊接节点设计；结合历史预压试验数据，在所述三维BIM模型中建立支撑体系变形预测算法；

S2、放线定位：将所述三维BIM模型中的设计坐标导入GPS-RTK测量仪与全站仪，在V型墩墩顶进行数字化放样，标注预埋件安装位置、支撑平台轮廓线及关键观测点位置；

S3、预埋件安装：基于S2的放样结果，在V型墩内部预埋高强度连接件；

S4、支撑平台施工：所述高强度连接件包括预埋钢板，在所述预埋钢板上焊接经步骤S1优化设计的三角支撑架，形成现浇支撑平台；在所述现浇支撑平台上搭设顺桥向的贝雷梁主梁，在所述贝雷梁主梁上方搭设横桥向的分配梁；

S5、支撑模板施工：在所述分配梁上设置可调节高度的螺杆支撑系统，所述螺杆支撑系统由矩阵式排列的调节螺杆构成；在所述调节螺杆顶部铺设定型钢板，形成箱梁底模承托面；依据所述三维BIM模型中的设计高程与曲线数据，调节所述调节螺杆的出顶高度，使所述定型钢板成形箱梁底板复杂曲面；

S6、监测监控：在步骤S2中设定的关键观测点、三角支撑架及贝雷梁主梁跨中部位布设光纤光栅传感器与倾角传感器；基于步骤S1中预置的变形预测算法，结合实时采集数据进行反演分析，预测支撑体系变形趋势；根据变形趋势向所述螺杆支撑系统发出指令，调整指定区域调节螺杆的顶面高程，修正模板预留上拱度。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述预埋钢板配置经S1优化排布的多根带肋钢筋作为锚固钢筋，所述锚固钢筋端部通过机械螺纹套筒连接，植入混凝土前涂刷环氧界面剂；同步按所述三维BIM模型定位预留精轧螺纹钢对拉穿入孔，并穿入精轧螺纹钢。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述贝雷梁主梁采用单层双排布置；所述分配梁为双槽钢对扣焊接而成的型钢结构，且通过钢销与所述贝雷梁主梁铰接，形成正交网格支撑体系。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S6中，所述光纤光栅传感器采集支撑平台的应力与应变数据，所述倾角传感器监测三角支撑架的微倾变形；采集的数据通过无线传输模块发送至后台终端，所述后台终端设定预警阈值，监测数值接近阈值时自动报警。

5.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中优化三角支撑架的焊接节点设计时，采用的优化依据包括基于有限元分析结果的经验公式，焊缝总长度满足：

；

为有限元分析得到的焊接节点最大荷载，单位为N；为焊缝尺寸，单位mm，为焊缝允许剪应力，单位为MPa。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中优化锚固钢筋的矩阵排布密度时，采用的优化依据包括基于有限元分析结果的经验公式，所需锚固钢筋数量满足：

，

为有限元分析得到的预埋钢板最大拉应力（MPa），为预埋钢板面积，单位为mm²；为钢筋直径，单位为mm；为锚固长度，单位为mm；为混凝土与钢筋的粘结强度，单位为MPa；为安全系数。

7. 根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述预埋钢板为700mm×700mm的矩形钢板，厚度为15mm，所述预埋钢板四边经倒角处理，表面喷砂除锈后涂刷干膜厚度为80μm的环氧富锌底漆；所述精轧螺纹钢为 PSB930型号，直径25mm，单幅每侧预留3处所述精轧螺纹钢对拉穿入孔，横向间距4.5m；所述精轧螺纹钢穿入波纹管内，所述波纹管两端比所述精轧螺纹钢短10-20cm，且所述波纹管外固定螺旋筋，所述螺旋筋两端拧入配套垫板与螺母。

8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，S4中所述三角支撑架由4排10mm厚的三角型钢板与400mm×700mm的10mm厚矩形钢板双面焊接而成，所述三角型钢板与所述预埋钢板焊接固定。

9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，S5中所述定型钢板厚度不小于10mm，所述调节螺杆的调节精度控制在±0.5mm，所述螺杆支撑系统的布设间距在箱梁实腹板区域加密至0.15m，其余区域为0.3m。

10. 根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，S6中所述光纤光栅传感器的应力采集精度不低于0.1MPa，所述倾角传感器的角度测量精度不低于 0.01°。