随着我国加大在基础设施建设上的投入,模板支撑体系在桥梁施工中起着不可替代的作用,但是由于模板支撑体系的管理不规范、计算失误,潜在风险认识不足等原因,从而导致施工过程中倒塌事故频繁发生。在已有的研究基础上,针对支架杆件单元数量多、影响安全的因数多,精确建模分析时计算工作量大、费时费力,部分技术人员有限元计算水平不高或前处理时间较长、施工现场搭设构造不合理、支架风险分析认识不足等现象,本文首先详细剖析了近几年以来发生的主要模板支架事故案例,总结出影响支架安全风险因素。其次根据以往的建模计算经验和临时结构规律性,如果将支架结构的主要数据形成参数化处理,通过参数控制结构模型的生成,则可以在很大程度上提高结构分析效率,因此利用Python语言结合ABAQUS有限元软件编写了模板支架和贝雷梁体系参数化程序来进行建模和分析工作,同时利用参数化还可以实现对结构优化分析。然后利用ABAQUS参数化建模建立大量有限元模型,对影响高墩支架承载力因素进行敏感性分析,并给出搭设意见。最后将敏感性因素包括立杆步距、钢管壁厚、节点刚度、立杆超出顶层水平杆长度、扫地杆高度作为对支架可靠性影响较大的随机变量同时利用结合可靠度理论和蒙特卡罗法,对模板支架进行了可靠性研究。本文主要研究内容和成果如下:(1)基于ABAQUS有限元软件,利用Python脚本语言和GUI功能开发参数化建模界面,可以实现有限元模型的快速建立并进行计算分析,解决有限元模拟时的建模繁琐和易出错等问题,大幅度提升建模的可靠性和工作效率(2)开展高墩支架承载能力影响因素分析,量化满堂支架扫地杆高度、搭设高度、立杆伸出顶层水平杆高度等构造因素以及节点刚度、钢管壁厚、钢管直径对稳定承载力的影响,为支架系统参数化建模及风险分析供了理论依据。(3)将扫地杆高度、步距、立杆超出顶层水平杆长度、钢管壁厚、节点刚度作为敏感性因子,计算不同组合工况下的高大模板支架的屈曲承载力,并利用响应面法对模板支架的屈曲承载力进行拟合,确定支架抗力的概率模型。同时结合相关资料获得可靠性分析时的荷载概率模型,建立模板支架的状态方程,利用蒙特卡罗法计算支架的可靠度。根据分析结果表明支架施工过程中必须严格控制立杆超出顶层水平杆的长度、节点刚度等随机变量,以保证支架满足可靠性要求。