摘要：某特大桥主墩形式为薄壁空心墩，该主墩中间段为直线段，采用爬模进行施工，顶部变截面段外模采用钢模，内模支撑采用支架体系进行施工，为保证施工质量安全，对墩顶变截面段支架体系进行验算，验算结果表明该支架体系整体安全可靠，方案实际可行。
关键词：薄壁空心墩；墩顶支架；Midas；验算
1薄壁心墩墩顶支架计算概述
1.1支架基本概况
某特大桥主墩形式为薄壁空心墩，该主墩中间段为直线段，采用爬模进行施工，顶部变截面段外模采用钢模，在空心墩内侧预埋牛腿，搭设I14工字钢支撑梁，上铺1cm厚钢板，在钢板上搭设内模支撑支架体系，外模采用对拉螺杆进行加固，变截面段顶部预埋钢板，变截面段施工完成后，取出下部支撑体系，在预埋钢板上焊接牛腿与槽钢，上铺1cm厚钢板，浇筑上部实心段混凝土。
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图1 墩顶变截面及实心段支架体系示意图
1.2计算模型简介
虎渡河特大桥23、24、25#墩为薄壁空心墩，其墩顶变截面及实心节段高度及尺寸一致，为计算简便，对计算模型及过程进行如下简化：
对变截面节段及上部实心段分别建模进行计算，在空心墩内侧预埋牛腿，搭设I14工字钢支撑梁，支撑梁安装完成后上搭1cm厚钢板，模板支架采用Φ48.3×3.6mm钢管，模板采用竹胶板。顶部实心段在预埋钢板上焊接牛腿后，上铺1cm厚I10加筋钢板作为底膜进行上部混凝土施工。
2荷载计算及结构布置形式
2.1恒载
变截面段模板采用15mm厚竹胶板，0.117kN/m2。
实心段底膜采用10mm厚钢板，0.78kN/m2
支架体系自重由Midas自动计算。
钢筋混凝土容重：26kN/m3。
2.2施工荷载
施工人员及施工设备荷载：2.5kN/m2；
振捣混凝土时产生的荷载：水平模板2.0kN/m2，竖直模板4.0kN/m2；
倾倒混凝土时产生的荷载：2.0kN/ m2；
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图2.1 变截面段支架荷载分布图
顶部实心段分节浇筑，首次浇筑控制在30cm，本模型按50cm进行计算，保证支撑体系的安全储备。
2.3工况及荷载组合
施工过程中，考虑工况为混凝土浇筑工况，荷载包括：支架体系总重G，混凝土自重Q以及其他施工荷载L
永久荷载的分项系数，取1.2；可变荷载的分项系数，取1.4。
3变截面段模板支撑体系计算结果
3.1支撑体系计算结果
根据有限元计算结果，竹胶板在混凝土浇筑工况下，其最大位移为1.5mm，最大应力为1.5MPa，远小于其许用应力，满足要求。
钢管支架在混凝土浇筑工况下，最大应力为175.8MPa，小于其许用应力215MPa，其最大位移为1.5mm，容许挠度l/400= 2.5mm，满足要求。
支撑横梁在混凝土浇筑工况下，最大应力为62.4MPa，小于其许用应力215MPa，其最大位移为0.494mm，容许挠度l/400= 5.5mm，满足要求。
底板钢板在混凝土浇筑工况下，最大应力为104.5MPa，小于其许用应力215MPa，其最大位移为1.1mm，容许挠度l/150= 14.7mm，满足要求。
底部支承的最大反力为59.2kN。
3.2预埋件焊缝
根据有限元计算结果，水平端部焊缝剪力最大为59.2kN，弯矩为2.4kN?m。
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3.3预埋件锚筋
根据有限元计算结果，水平端部焊缝剪力V最大为59.2N，弯矩M为2.4kN·m，轴力可忽略不急。
受拉预埋件锚筋的总截面面积As按下列两个公式计算：
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4实心段底模支撑体系计算结果
4.1支撑体系计算结果
底板钢板在混凝土浇筑工况下，最大应力为59.2MPa，小于其许用应力215MPa，其最大位移为1.478mm，容许挠度l/400= 2.5mm，满足要求。
钢板加强筋在混凝土浇筑工况下，最大应力为153.8MPa，小于其许用应力215MPa，其最大位移为1.464mm，容许挠度l/400= 2.5mm，满足要求。
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5参考文献
[1] 周承倜. 弹性稳定理论[M]. 成都:四川人民出版社, 1981:1-86.
[2] 陈骥. 钢结构稳定理论与设计[M]. 北京:科学出版社, 200l:422-437.