滿堂支架在V 墩剛構(gòu)現(xiàn)澆箱梁橋中的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

趙立波 陳 浩 李久華

（中交路橋華東工程有限公司，上海 201210）

1 工程概況（圖1-2）

圖1 八滧港主橋總體布置圖（單位：m）

圖2 V 墩剛構(gòu)現(xiàn)澆箱梁構(gòu)造圖一（單位：m）

八滧港橋主橋采用“V 腿剛構(gòu)+系桿拱”的梁拱組合橋的結(jié)構(gòu)形式，跨徑布置為（25+70+25）m。主橋中跨采用56m 系桿拱橋，主橋邊跨采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，為釋放體系的水平推力，中跨拱橋采用簡(jiǎn)支體系。

主橋主墩采用V 型墩，與邊跨現(xiàn)澆梁固結(jié)為一體，V 型墩寬度為29.2m，厚1.5m?，F(xiàn)澆箱梁采用單箱六室的截面形式，梁高2.0m，橋?qū)?5m～37.7m。現(xiàn)澆箱梁主橋側(cè)端橫梁寬1.8m，并在系桿拱拱腳處下方設(shè)置牛腿，單個(gè)牛腿寬度為3.4m；引橋側(cè)橫梁寬1.5m，因設(shè)置牛腿，其橫梁高度增加至2.6m?？v梁與V 型橋墩固結(jié)處設(shè)置3 道橫隔板。

2 滿堂支架設(shè)計(jì)重、難點(diǎn)

2.1 V 型墩水平方向傾角為40-41°，在混凝土澆筑過程中，滿堂支架在承受混凝土的豎向荷載的同時(shí)還必須有足夠的抗滑移性能；尤其是在主橋側(cè)，混凝土結(jié)構(gòu)自重大，滿堂支架順橋向長(zhǎng)度短，如何保證滿堂支架的順橋向抗滑移穩(wěn)定性是支架設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2.2 主橋側(cè)橫梁采用實(shí)心混凝土構(gòu)造，混凝土澆筑高度為4.1-5m，橫梁寬度為1.8m，混凝土方量為236.5m3，混凝土荷載約591t，支架局部承受荷載大，對(duì)滿堂支架局部的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求高。

2.3 在V 型墩施工期間，由于整體結(jié)構(gòu)未形成穩(wěn)定的受力體系，V 型墩為懸臂狀態(tài)，滿堂支架基礎(chǔ)沉降或滿堂支架變形過大將導(dǎo)致V 型墩根部出現(xiàn)開裂?？刂浦Ъ芑A(chǔ)沉降和滿堂支架的變形是滿堂支架的重點(diǎn)。

2.4 V 型墩主橋側(cè)采用半徑R=18m 圓曲線，引橋側(cè)采用半徑R=16m 圓曲線，滿堂支架高度必須順應(yīng)圓曲線線型變化，并保證滿堂支架立桿與底膜順橋向分配梁連接牢固、穩(wěn)定，確保上部荷載能通過立桿傳遞至基礎(chǔ)，同時(shí)保證V 墩澆筑線型滿足設(shè)計(jì)要求。

3 滿堂支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 滿堂支架總體設(shè)計(jì)

V 墩剛構(gòu)現(xiàn)澆梁支架總體采用承插式盤扣式支架，V 墩區(qū)域內(nèi)使用承插式盤扣式支架與扣件式鋼管支架的組合結(jié)構(gòu)體系。滿堂支架根據(jù)V 墩剛構(gòu)現(xiàn)澆梁不同斷面結(jié)構(gòu)形式分A 型、B型、C 型三種，見表1，圖3。

表1 滿堂支架設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)信息表

圖3 滿堂支架設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）

3.2 A 型滿堂支架設(shè)計(jì)

V 型墩范圍內(nèi)滿堂支架為本橋支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重、難點(diǎn)。針對(duì)V 型墩的構(gòu)造特點(diǎn)，確定滿堂支架采用盤扣式支架+扣件式剪刀型支撐架的組合結(jié)構(gòu)體系。

滿堂支架設(shè)計(jì)中考慮V 型墩澆筑過程中會(huì)產(chǎn)生較大的水平向荷載，采用設(shè)置剪刀型支撐架的方式，將一部分水平向荷載由剪刀撐傳遞至立桿，由立桿傳遞至基礎(chǔ)；其余荷載由剪刀撐直接傳遞至基礎(chǔ)，同時(shí)剪刀型支撐架與盤扣式支架共同做為V 墩底膜系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)。

剪刀型支撐架沿橫橋向上的每排立桿位置進(jìn)行布置，順橋向布置間距60cm，布置角度根據(jù)V 型墩線型適當(dāng)調(diào)整，但不得小于45°。剪刀型支撐架采用旋轉(zhuǎn)式扣件與盤扣式支撐架立桿在每個(gè)相交位置進(jìn)行連接，每排剪刀型支撐架底部沿縱、橫向向上安裝掃地桿。

V 墩底膜支撐系統(tǒng)由盤扣式支架+剪刀型支撐架+雙鋼管分配梁+龍骨共同組成，雙鋼管分配梁根據(jù)V 型墩線型放樣，進(jìn)行預(yù)彎，雙鋼管其中一根與支架立桿采用旋轉(zhuǎn)扣件連接，旋轉(zhuǎn)扣件下方安裝十字扣件做為保險(xiǎn)扣，防止滑移。另一根鋼管與已固定鋼管并排安裝，采用剪刀撐頂端安裝的頂托頂撐牢固；木方按設(shè)計(jì)間距進(jìn)行擺放，在于立桿沖突位置適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后間距不得大于30cm。木方擺放時(shí)采用扎絲固定，底膜鋪設(shè)時(shí)影響底膜平整度的扎絲予以拆除。

3.3 滿堂支架計(jì)算模型

支架結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采用Midas civil 2019 有限元計(jì)算軟件建立建立1/2 結(jié)構(gòu)模型，支架立桿、橫桿及剪刀型支撐采用梁?jiǎn)卧M，斜桿采用桁架單元模擬，約束支架底部三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，在對(duì)稱面施加對(duì)稱邊界條件。荷載借助無剛度、無自重的板單元施加于支架的相應(yīng)位置。

3.4 滿堂支架體系設(shè)計(jì)參數(shù)取值

3.4.1 計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)值（表2）

表2 滿堂支架設(shè)計(jì)驗(yàn)算荷載取值表

3.4.2 計(jì)算荷載組合（表3）

表3 支架設(shè)計(jì)驗(yàn)算的荷載組合表

3.4.3 立桿及剪刀支撐架驗(yàn)算（表4）

表4 滿堂支架立桿、剪刀支撐架應(yīng)力計(jì)算匯總表

3.4.4 滿堂支架整體變形

3.4.4.1V 墩澆筑完成時(shí)支架整體變形（圖4-5）

圖4 臨河側(cè)V 腿支架整體變形圖

圖5 引橋側(cè)V 腿支架整體變形圖

3.4.4.2 A 區(qū)域澆筑完成時(shí)支架整體變形（圖6-7）

圖6 近岸側(cè)V 腿支架整體變形圖

圖7 近河流側(cè)V 腿支架整體變形圖

3.4.4.3 B、C 區(qū)域支架（圖8）

圖8 B、C 區(qū)支架整體豎向變形圖

3.4.5 滿堂支架整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

整體穩(wěn)定安全系數(shù)為5.1，大于工程要求的4，支架的整體穩(wěn)定性滿足要求。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)八滧港大橋主橋V 墩剛構(gòu)現(xiàn)澆箱梁施工中采用的滿堂支架結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，并對(duì)支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、支架變形量和支架總體穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，得出以下結(jié)論：

4.1 V 墩剛構(gòu)現(xiàn)澆箱梁中施工難度最大的部分為V 型墩，采用滿堂支架做為V 型墩的施工中的支撐結(jié)構(gòu)能夠滿足安全施工要求。通過在常規(guī)滿堂支架結(jié)構(gòu)體系中增設(shè)剪刀型支撐架不僅增加了結(jié)構(gòu)的橫向抗滑移性能，還大大提高了結(jié)構(gòu)的剛度值，滿足施工要求。

4.2 滿堂支架立桿間距較小，對(duì)調(diào)節(jié)底膜線型十分有利，能很好的保證V 墩的線型平順、美觀。