满堂支架在V 墩刚构现浇箱梁桥中的设计及验算

赵立波 陈 浩 李久华

（中交路桥华东工程有限公司，上海 201210）

1 工程概况（图1-2）

图1 八滧港主桥总体布置图（单位：m）

图2 V 墩刚构现浇箱梁构造图一（单位：m）

八滧港桥主桥采用“V 腿刚构+系杆拱”的梁拱组合桥的结构形式，跨径布置为（25+70+25）m。主桥中跨采用56m 系杆拱桥，主桥边跨采用现浇混凝土结构，为释放体系的水平推力，中跨拱桥采用简支体系。

主桥主墩采用V 型墩，与边跨现浇梁固结为一体，V 型墩宽度为29.2m，厚1.5m。现浇箱梁采用单箱六室的截面形式，梁高2.0m，桥宽35m～37.7m。现浇箱梁主桥侧端横梁宽1.8m，并在系杆拱拱脚处下方设置牛腿，单个牛腿宽度为3.4m；引桥侧横梁宽1.5m，因设置牛腿，其横梁高度增加至2.6m。纵梁与V 型桥墩固结处设置3 道横隔板。

2 满堂支架设计重、难点

2.1 V 型墩水平方向倾角为40-41°，在混凝土浇筑过程中，满堂支架在承受混凝土的竖向荷载的同时还必须有足够的抗滑移性能；尤其是在主桥侧，混凝土结构自重大，满堂支架顺桥向长度短，如何保证满堂支架的顺桥向抗滑移稳定性是支架设计的重点。

2.2 主桥侧横梁采用实心混凝土构造，混凝土浇筑高度为4.1-5m，横梁宽度为1.8m，混凝土方量为236.5m3，混凝土荷载约591t，支架局部承受荷载大，对满堂支架局部的强度、刚度、稳定性要求高。

2.3 在V 型墩施工期间，由于整体结构未形成稳定的受力体系，V 型墩为悬臂状态，满堂支架基础沉降或满堂支架变形过大将导致V 型墩根部出现开裂。控制支架基础沉降和满堂支架的变形是满堂支架的重点。

2.4 V 型墩主桥侧采用半径R=18m 圆曲线，引桥侧采用半径R=16m 圆曲线，满堂支架高度必须顺应圆曲线线型变化，并保证满堂支架立杆与底膜顺桥向分配梁连接牢固、稳定，确保上部荷载能通过立杆传递至基础，同时保证V 墩浇筑线型满足设计要求。

3 满堂支架结构设计

3.1 满堂支架总体设计

V 墩刚构现浇梁支架总体采用承插式盘扣式支架，V 墩区域内使用承插式盘扣式支架与扣件式钢管支架的组合结构体系。满堂支架根据V 墩刚构现浇梁不同断面结构形式分A 型、B型、C 型三种，见表1，图3。

表1 满堂支架设计结构信息表

图3 满堂支架设计结构图（单位：cm）

3.2 A 型满堂支架设计

V 型墩范围内满堂支架为本桥支架系统设计的重、难点。针对V 型墩的构造特点，确定满堂支架采用盘扣式支架+扣件式剪刀型支撑架的组合结构体系。

满堂支架设计中考虑V 型墩浇筑过程中会产生较大的水平向荷载，采用设置剪刀型支撑架的方式，将一部分水平向荷载由剪刀撑传递至立杆，由立杆传递至基础；其余荷载由剪刀撑直接传递至基础，同时剪刀型支撑架与盘扣式支架共同做为V 墩底膜系统的支撑结构。

剪刀型支撑架沿横桥向上的每排立杆位置进行布置，顺桥向布置间距60cm，布置角度根据V 型墩线型适当调整，但不得小于45°。剪刀型支撑架采用旋转式扣件与盘扣式支撑架立杆在每个相交位置进行连接，每排剪刀型支撑架底部沿纵、横向向上安装扫地杆。

V 墩底膜支撑系统由盘扣式支架+剪刀型支撑架+双钢管分配梁+龙骨共同组成，双钢管分配梁根据V 型墩线型放样，进行预弯，双钢管其中一根与支架立杆采用旋转扣件连接，旋转扣件下方安装十字扣件做为保险扣，防止滑移。另一根钢管与已固定钢管并排安装，采用剪刀撑顶端安装的顶托顶撑牢固；木方按设计间距进行摆放，在于立杆冲突位置适当进行调整，调整后间距不得大于30cm。木方摆放时采用扎丝固定，底膜铺设时影响底膜平整度的扎丝予以拆除。

3.3 满堂支架计算模型

支架结构验算采用Midas civil 2019 有限元计算软件建立建立1/2 结构模型，支架立杆、横杆及剪刀型支撑采用梁单元模拟，斜杆采用桁架单元模拟，约束支架底部三个方向的平动自由度，在对称面施加对称边界条件。荷载借助无刚度、无自重的板单元施加于支架的相应位置。

3.4 满堂支架体系设计参数取值

3.4.1 计算荷载标准值（表2）

表2 满堂支架设计验算荷载取值表

3.4.2 计算荷载组合（表3）

表3 支架设计验算的荷载组合表

3.4.3 立杆及剪刀支撑架验算（表4）

表4 满堂支架立杆、剪刀支撑架应力计算汇总表

3.4.4 满堂支架整体变形

3.4.4.1V 墩浇筑完成时支架整体变形（图4-5）

图4 临河侧V 腿支架整体变形图

图5 引桥侧V 腿支架整体变形图

3.4.4.2 A 区域浇筑完成时支架整体变形（图6-7）

图6 近岸侧V 腿支架整体变形图

图7 近河流侧V 腿支架整体变形图

3.4.4.3 B、C 区域支架（图8）

图8 B、C 区支架整体竖向变形图

3.4.5 满堂支架整体稳定性验算

整体稳定安全系数为5.1，大于工程要求的4，支架的整体稳定性满足要求。

4 结论

本文通过对八滧港大桥主桥V 墩刚构现浇箱梁施工中采用的满堂支架结构体系进行专项设计，并对支架结构强度、支架变形量和支架总体稳定性进行设计和验算，得出以下结论：

4.1 V 墩刚构现浇箱梁中施工难度最大的部分为V 型墩，采用满堂支架做为V 型墩的施工中的支撑结构能够满足安全施工要求。通过在常规满堂支架结构体系中增设剪刀型支撑架不仅增加了结构的横向抗滑移性能，还大大提高了结构的刚度值，满足施工要求。

4.2 满堂支架立杆间距较小，对调节底膜线型十分有利，能很好的保证V 墩的线型平顺、美观。