承插型轮扣式钢管模板支架作为一种应对承受大空间、大跨度、大自重结构需求下发展出的新型模板支架结构体系,具有构造简单、搭设方便以及承载力较大等一系列优势,已在工程实际中得到了广泛的应用。但其结构设计理论、整体承载力、施工安全技术应用等相关研究的相对滞后,严重限制了该体系的推广应用。为深入了解承插型轮扣式钢管模板支架的在工程实际中的受力规律及施工性能,确定其稳定承载力,本文通过现场试验、有限元模拟以及理论分析等方法进行了一系列的研究,主要研究内容及成果如下:(1)通过总高度为23.28m,长、宽分别为7.2m的超高大承插型轮扣式钢管模板支架结构形式受力性能试验,验证了超高大承插型轮扣式模板支架在正常工况荷载下的整体稳定性,实测了模板支架的位移情况以及不同类型关键部位杆件的应力应变值,并在此基础上分析总结了超高大承插型轮扣式钢管模板支架受力的基本规律。(2)研发了一套室外高空水流自动加载控制系统,并将该系统应用于承插型轮扣式钢管模板支架的受力性能试验。(3)通过总高度为11.28m,长、宽分别为3.6m的高大承插型轮扣式钢管模板支架受力性能试验,研究了高大承插型轮扣式钢管模板支架在3倍正常工况荷载下的承载性能,分析总结了超大荷载偏心作用下承插型轮扣式钢管模板支架的位移情况以及不同部位不同类型杆件受力的基本规律。(4)通过承插型轮扣式与扣件式钢管模板支架单元架的搭设试验,定量对比分析了承插型轮扣式钢管模板支架在施工性能方面的优势以及经济效益;通过对超高大承插型轮扣式钢管模板支架结构形式的搭设试验验证了该结构形式搭设的可行性,并针对模板支架搭设过程中出现的问题进行了分析讨论,提出了相应的技术要求,为承插型轮扣式钢管模板支架应用规范的编写与完善提供了指导。(5)通过有限元软件ANSYS建立的超高大和高大承插型轮扣式钢管模板支架结构形式模型模拟了模板支架现场试验受荷过程,全面直观地得到了两种模板支架模型在各级荷载作用下各杆件的应力分布情况以及整体位移变形,并将其与试验实测结果进行对比分析,全面归纳总结了承插型轮扣式钢管模板支架受力的基本规律:1)承插型轮扣式钢管模板支架中的立杆为主要受力杆件,且中间杆件受力大于边杆以及角杆;而同一立杆应力最大值可能出现在顶部也可能出现在底部,且顶部对荷载更为敏感;2)承插型轮扣式钢管模板支架中的横杆主要为约束立杆变形而受力,因此其受力状态极为复杂,受拉或受压完全取决于整架的搭设状况及材料性能和缺陷等实际情况;但最顶部或最底部横杆受力往往较其他位置更大,而同一高度横杆,距离荷载越近受力越大,反之亦然;3)承插型轮扣式钢管模板支架中的竖向剪刀撑和水平剪刀撑同样为约束整架变形而受力,受力随荷载增加而增大,在整架受力以及约束整体变形上起着重要作用;4)承插型轮扣式钢管高大模板支架中的扫地杆受力明显,不仅参与了整架受力,更重要的是提高了模板支架的整体稳定性。(6)在总结模板支架稳定承载力计算基础理论的基础上,探讨了目前常见的计算模型及计算方法,分析了各方法的优缺点、适用范围及其实用性。在重点讨论现行扣件规范给出的概率极限状态设计法的优势与局限基础上,深入了分析承插型轮扣式钢管模板支架受力特点,提出了求解承插型轮扣式钢管模板支架稳定承载力的考虑体型系数的修正计算长度法,并给出了体型系数的具体取值以及计算长度的修正计算公式。