成都龙泉山城市森林公园投资经营有限公司
摘要：随着我国桥梁行业的不断发展，钢管柱式、碗扣式等支架作为现浇支架运用越来越广泛，本文以某斜拉桥主梁为工程实例，主梁0#块设计为双肋板π型梁，施工采用架体落地式墩梁支架+碗扣式满堂支架相结合的形式作为0#块承重平台，并考虑结合斜拉桥主梁牵索挂篮拼装用平台，有效的解决0#块构造尺寸的复杂情况，并进行了有限元施工分析，计算结果表明采用的支架强度和变形满足规范要求，安全可靠可以按支架进行0#块施工，并为挂篮拼装提供了操作平台，节约了成本，本文为以后同类情况施工提供了参考和指导。
关键词：斜拉桥；0#块；支架设计；有限元分析
1工程概况
某工程斜拉桥位于金堂县淮口镇九龙滩水电站下游约270m处，采用（120+155）m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥跨越沱江，主墩位于沱江河道内，主桥桥宽33m。主梁0#块长24m，截面为双边肋型断面π型结构，设计为塔梁固结形式，梁顶宽由主塔横梁位置的37.0m线性渐变至标准梁宽33.0m，边肋外侧设置7.5m悬臂，悬臂通过横隔板加劲。中心梁高由主塔横梁位置的3.3m线性渐变至标准梁高2.7m,顶面设1.5%的双向横坡。
2支架构造设计
2.1支架型式拟定
本斜拉桥主梁0#块宽33～37m，长24m，梁体方量1027m3，设为塔梁固结型式，包含双肋板、横隔板、单箱单室横梁；梁底距承台顶27m，承台34×19m，具备落地式支架安装条件。斜拉桥主梁采用牵索式挂篮进行节段浇筑，牵索挂篮构件重量较大，须搭设拼装平台，采用管桩支架作为拼装平台.综合分析，0#块现浇支架采用落地式墩梁支架+碗扣式满堂支架形式。
2.2支架构造
现浇支架自上而下布置为木模板系统、碗扣式满堂支架、小纵梁/挂篮主纵梁（仅部分实心腹板下）、分配梁、钢管桩（支撑于承台上）、联结系/扶臂等。
1）木模板系统。模板采用5层15mm厚覆面竹胶合板；小楞采用50×100mm方木（100mm为高度方向），沿横桥向布置根据梁体均布重量布设15cm、30cm/道（均为中心距）。大楞采用100×100mm方木，沿顺桥向布置，间距同脚手架立杆横距。
2）碗扣式满堂支架。碗扣式满堂支架立杆采用φ48×3.5mm钢管。
在0#块纵、横桥向的布置根据载荷分布间距设置为30/60/90cm，碗扣架立杆的步距为90/120cm。碗扣架在横桥向和顺桥向均设置竖向剪刀撑，竖向剪刀撑按4～5m一道设置。
3）小纵梁。小纵梁采用I32b工字钢，纵桥向布置在分配梁梁上，间距同碗扣式满堂支架立杆横桥向间距。
4）分配梁。分配梁采用2工56b型钢，沿横桥向布置，通过加劲板与钢管桩顶面焊接固定。
5）钢管桩。钢管桩采用φ630×10mm、φ800×10mm两种类型钢管，底部与承台预埋件焊接。
6）联结系。联结系弦杆采用2[20型钢对扣焊接，腹杆采用2[16型钢对扣焊接，通过节点板与钢管柱焊接。
3支架有限元模型分析及结果
3.1建立模型
采用容许应力法对支架进行计算。利用MIDAS/Civil软件按照施工阶段法对主梁0#块砼浇筑工况进行有限元分析。钢材强度设计值根据《钢结构设计标准》（GB50017-2017）取值；碗扣式钢管支架的有关设计参数按《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ231-2016）规定选用。
设计荷载
（1）支架结构自重；
（2）混凝土箱梁自重：按26KN/m3计，超方按混凝土箱梁自重3%考虑；
（3）模板自重：取1.0kPa；
（4）施工人员及施工设备荷载：计算竹胶板、碗扣式满堂支架取2.5kPa，其他构件均具取1.0kPa；
（5）振捣混凝土产生荷载：取2.0kPa；
（6）风荷载：基本风压按照0.3kPa考虑。
2）荷载组合
（1）碗扣式钢管支架计算荷载组合：
强度组合：q=1.2×（①+②+③）+1.4×（④+⑤）
刚度组合：q=1.0×（①+②+③）
（2）墩梁式支架计算荷载组合：
强度组合：q=1.35×（①+②+③）+1.4×（④+⑤+⑥）;刚度组合：q=1.0×（①+②+③。
3.2碗扣式钢管支架计算
碗扣式支架在0#块纵、横桥向的布置根据载荷分布间距设置为30/60/90cm，碗扣架立杆的步距为90/120cm。
按单肢立杆最大轴向力设计值计算如下：
N=1.2(∑NGK1+∑NGK2)+1.4NQK
=1.2×(1.05×3.3×0.3×0.6×26+1.0×0.3×0.6)
+1.4×2.5×0.3×0.6=20.3kN
立杆稳定性：
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=120.9MPa<205MPa（满足要求）
3.3墩梁式支架计算
1）小横梁计算
计算结果，小纵梁最大组合应力σ=132.5MPa<[σ]=215MPa，满足要求。跨中最大变形8.9mm，扣除管桩压缩变形3.9mm：δ=8.9-3.9=5.0mm＜[δ]=L/400=5000/400=11.2mm，满足要求。
分配梁计算
分配梁最大组合应力σ=133.6MPa<[σ]=215MPa，满足要求。跨中最大变形：δ=6.2mm＜[δ]=L/400=5500/400=13.7mm，满足要求。
连接系计算
连接系最大组合应力σ=45.5MPa<[σ]=215MPa，满足要求。
钢管桩计算
钢管桩最大组合应力σ=80.3MPa<[σ]=215MPa，满足要求。
5）整体稳定性计算
屈曲分析临界荷载系数为6.6，整体性良好。
3.4验算结果
通过对主梁0#块支架强度和刚度、稳定性等进行有限元数值分析，支架结构件强度及压杆稳定基本满足要求。根据地质资料、现场施工情况及计算数据，钢管桩端与承台预埋件焊接、桩身与下塔柱预埋件焊接约束可以形成，抗倾覆稳定满足要求。
4结束语
根据工程基础资料，结合工程特点和实际情况，在沱江中选择墩梁支架+碗扣式满堂支架形式施工斜拉桥主梁0#块，合理选择构件型式、规格、布置方式等，并采用有限元进行验算，各项指标满足规范要求，实践证明应用效果良好，顺利的完成了主体工程施工，并为牵索挂篮拼装提供了平台，创造了效益，类似工程可参考借鉴。
参考文献
[1]GB50017-2017.钢结构设计标准.
[2]GB50009-2012.建筑结构荷载规范.
[3]JGJ162-2008.建筑施工模板安全技术规范.
[4]JGJ166-2016.建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范.
[5]李运魏张宏现浇箱梁桥支架布设及受力验算[J].公路与汽运2004(4).
[6]周水兴何兆益邹毅松等编著.《路桥施工计算手册》
[7]江正荣编著.《建筑施工计算手册》
作者简介
李炳乾（1986.07），男，汉，重庆开县，中级工程师，本科，成都交投集团（成都龙泉山城市森林公园投资经营有限公司），中级（道路和桥梁专业）。