滿堂支架在V 墩剛構現澆箱梁橋中的設計及驗算

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 墩剛構現澆箱梁構造圖一（單位：m）

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

主橋主墩采用V 型墩，與邊跨現澆梁固結為一體，V 型墩寬度為29.2m，厚1.5m。現澆箱梁采用單箱六室的截面形式，梁高2.0m，橋寬35m～37.7m。現澆箱梁主橋側端橫梁寬1.8m，并在系桿拱拱腳處下方設置牛腿，單個牛腿寬度為3.4m；引橋側橫梁寬1.5m，因設置牛腿，其橫梁高度增加至2.6m。縱梁與V 型橋墩固結處設置3 道橫隔板。

2 滿堂支架設計重、難點

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還必須有足夠的抗滑移性能；尤其是在主橋側，混凝土結構自重大，滿堂支架順橋向長度短，如何保證滿堂支架的順橋向抗滑移穩定性是支架設計的重點。

2.2 主橋側橫梁采用實心混凝土構造，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，對滿堂支架局部的強度、剛度、穩定性要求高。

2.3 在V 型墩施工期間，由于整體結構未形成穩定的受力體系，V 型墩為懸臂狀態，滿堂支架基礎沉降或滿堂支架變形過大將導致V 型墩根部出現開裂。控制支架基礎沉降和滿堂支架的變形是滿堂支架的重點。

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

3 滿堂支架結構設計

3.1 滿堂支架總體設計

V 墩剛構現澆梁支架總體采用承插式盤扣式支架，V 墩區域內使用承插式盤扣式支架與扣件式鋼管支架的組合結構體系。滿堂支架根據V 墩剛構現澆梁不同斷面結構形式分A 型、B型、C 型三種，見表1，圖3。

表1 滿堂支架設計結構信息表

圖3 滿堂支架設計結構圖（單位：cm）

3.2 A 型滿堂支架設計

V 型墩范圍內滿堂支架為本橋支架系統設計的重、難點。針對V 型墩的構造特點，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構體系。

滿堂支架設計中考慮V 型墩澆筑過程中會產生較大的水平向荷載，采用設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；其余荷載由剪刀撐直接傳遞至基礎，同時剪刀型支撐架與盤扣式支架共同做為V 墩底膜系統的支撐結構。

剪刀型支撐架沿橫橋向上的每排立桿位置進行布置，順橋向布置間距60cm，布置角度根據V 型墩線型適當調整，但不得小于45°。剪刀型支撐架采用旋轉式扣件與盤扣式支撐架立桿在每個相交位置進行連接，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V 型墩線型放樣，進行預彎，雙鋼管其中一根與支架立桿采用旋轉扣件連接，旋轉扣件下方安裝十字扣件做為保險扣，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；木方按設計間距進行擺放，在于立桿沖突位置適當進行調整，調整后間距不得大于30cm。木方擺放時采用扎絲固定，底膜鋪設時影響底膜平整度的扎絲予以拆除。

3.3 滿堂支架計算模型

支架結構驗算采用Midas civil 2019 有限元計算軟件建立建立1/2 結構模型，支架立桿、橫桿及剪刀型支撐采用梁單元模擬，斜桿采用桁架單元模擬，約束支架底部三個方向的平動自由度，在對稱面施加對稱邊界條件。荷載借助無剛度、無自重的板單元施加于支架的相應位置。

3.4 滿堂支架體系設計參數取值

3.4.1 計算荷載標準值（表2）

表2 滿堂支架設計驗算荷載取值表

3.4.2 計算荷載組合（表3）

表3 支架設計驗算的荷載組合表

3.4.3 立桿及剪刀支撐架驗算（表4）

表4 滿堂支架立桿、剪刀支撐架應力計算匯總表

3.4.4 滿堂支架整體變形

3.4.4.1V 墩澆筑完成時支架整體變形（圖4-5）

圖4 臨河側V 腿支架整體變形圖

圖5 引橋側V 腿支架整體變形圖

3.4.4.2 A 區域澆筑完成時支架整體變形（圖6-7）

圖6 近岸側V 腿支架整體變形圖

圖7 近河流側V 腿支架整體變形圖

3.4.4.3 B、C 區域支架（圖8）

圖8 B、C 區支架整體豎向變形圖

3.4.5 滿堂支架整體穩定性驗算

整體穩定安全系數為5.1，大于工程要求的4，支架的整體穩定性滿足要求。

4 結論

本文通過對八滧港大橋主橋V 墩剛構現澆箱梁施工中采用的滿堂支架結構體系進行專項設計，并對支架結構強度、支架變形量和支架總體穩定性進行設計和驗算，得出以下結論：

4.1 V 墩剛構現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構能夠滿足安全施工要求。通過在常規滿堂支架結構體系中增設剪刀型支撐架不僅增加了結構的橫向抗滑移性能，還大大提高了結構的剛度值，滿足施工要求。

4.2 滿堂支架立桿間距較小，對調節底膜線型十分有利，能很好的保證V 墩的線型平順、美觀。