浏阳河隧道仰拱栈桥设计及强度计算..doc

长沙市浏阳河隧道一标暗挖段 仰拱栈桥设计及结构强度检算 中国中铁股份有限公司浏阳河隧道项目部 2008年10月 1、全幅封闭仰拱施工方法 为了加快施工速度，确保仰拱施工质量，浏阳河隧道左右线宜采用全幅封闭仰拱施工工艺。 首先进行仰拱土方开挖，仰拱槽段土方采用松动爆破开挖，挖掘机配合修边及装碴，大型自卸汽车运输。仰拱槽段开挖完毕后进行初支型钢拱架成环支护，型钢间距5~0.8m（同上部初支型钢拱架间距），与上部初支型钢拱架采用螺栓连接，使拱架封闭成环，纵向采用φ22钢筋牢固焊接，钢筋环向间距1.0m。初支型钢拱架成环支护后，即进行仰拱砼双层钢筋制安，完成后即可进行仰拱砼浇注工作，仰拱砼为C25防水砼，灌注至二衬砼设计高度后并达一定强度后，在其上接着回填C15砼至仰拱设计高度。 仰拱一次施工完毕，每一次施作长度为6m。 由于不影响二衬施工，边墙水沟在拱墙二衬完成后进行施工，仰拱上约36cm复合路面待隧道贯通后施工。 为了减少仰拱施工对隧道内运输线路的干扰，在前方工作不需要运输时即进行槽段土方开挖，初步完成后即在仰拱槽段上方架设两片自制简易仰拱栈桥，以备大型自卸汽车通过仰拱施工段。由于并不干扰隧道内运输线路，在仰拱槽段上方通车的同时，可对仰拱进行一次性全幅施工（包括仰拱二衬钢筋砼施工及仰拱砼回填）。 仰拱砼施工由专业作业队施工，确保仰拱施工段距前方开挖面不超过50 m，确保仰拱施工段距后方拱墙二衬约50m，并与拱墙二衬平行作业，均衡向前推进。 仰拱施工总的要求是：仰拱开挖断面符合设计要求，不许欠挖；施作仰拱混凝土前应清除隧底虚碴、杂物和积水；超挖部分采用同级混凝土回填。 2、全幅封闭仰拱施工工艺 为保证砼“尺寸准确，强度合格，内实外美，不渗不漏”，把二次衬砌砼以管沟盖板顶下15cm为分界线，分边墙基础及拱墙两部分施工。分界线以上部分用模板台车整体浇注，分界线以下部分用人工立模浇筑。 施工顺序：仰拱（有仰拱地段）超前→边墙基础→拱墙衬砌→人工立模沟槽施工。衬砌施工采取仰拱超前的施工方法，砼采用甲供的商品砼，由混凝土搅拌车运至工地现场，输送泵泵送，插入式及附着式振捣器振捣。 仰拱、边墙基础钢筋绑扎前首先检查净空尺寸，合格后根据测量放样的水平、中线点，设置定位钢筋，再安装主筋，保证钢筋位置的正确。堵头模板处预留的接头钢筋及与拱墙衬砌钢筋接茬处均长短错开，保证满足钢筋焊接需要，钢筋焊接采用帮焊接头。 仰拱、边墙基础混凝土浇注过程中，根据混凝土浇注的进度将拼装式大样钢模固定在钢筋骨架上方，保证仰拱混凝土的拱形。边墙基础模板安装牢固，砼浇注高度一致。混凝土浇注采用混凝土输送泵浇注，插入式振捣器捣固，浇注完成后及时洒水养护。仰拱、边墙基础砼浇注达到一定强度后，浇注填充砼。 3、防运输干扰仰拱栈桥加工 建议采用Ⅰ20工字钢制作仰拱栈桥，其由2根工字钢并排双面焊接成1组单片梁，共4组组成一单片仰拱栈桥，栈桥表面用5mm厚钢板进行横向连结。各组工字钢之间间距约10cm，每组工字钢（双根）宽约0.1*2=0.2m，共4组工字钢（双根）组成宽约1.1m宽的单片仰拱栈桥，组成的仰拱栈桥长约8m。 某隧道加工好后并在现场应用的防运输干扰仰拱栈桥如图片1所示。 图1 某隧道现场所应用的防运输干扰仰拱栈桥图片 4、防运输干扰仰拱栈桥设计及强度验算 4.1 仰拱栈桥设计 防运输干扰仰拱栈桥能在无轨运输快速施工中发挥重要作用。正是因为其影响着隧道运输线路的通畅与否，所以仰拱栈桥的设计非常关键，其强度及稳定性需要进行验算。 （1）仰拱施工时上方通行车辆分析 右线施工中采用大型运输车辆进行无轨运输。进行无轨运输时均存在一个运输系统对仰拱施工干扰的问题。但仰拱上方通行车辆与仅为前方开挖工作面开挖及支护工序服务，并不通行衬砌施工车辆。故通过架设于仰拱上方栈桥的主要机械可能为斯太尔25T自卸汽车、ZL50C装载机、东风自卸汽车、北方奔驰自卸汽车、PC220挖掘机等，其自重、宽度等列于表1： 表1 仰拱栈桥上方通行主要机械参数表 序号 设备名称 空载重量 重载重量 行走宽度 轮胎宽度 轮距净宽 1 斯太尔 12T 25T 2795mm 645mm 1505mm 2 PC220 21.7T 21.7T 2880mm 500mm 1880mm 3 ZLC50 22.77T 22.77T 2950mm 645mm 1560mm 4 东风 5T 15T 2500mm 550mm 1400mm （2）仰拱栈桥承载确定 通过表1可知，本计算以斯太尔自卸汽车重载时作为仰拱栈桥的验算荷载。 但为了安全，计算以30T的公路大型自缷汽车为验算荷载（公路工程技术规范）。 计算出的仰拱栈桥只承载一辆300KN的汽车。 300KN汽车技术参数如表2所