浏阳河隧道仰拱栈桥设计及强度计算

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1、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181、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

2、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

3、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50m，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

4、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。18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

5、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

6、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

7、驰自卸汽车、PC220挖掘机等，其自重、宽度等列于表1：18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12T25T2795mm645mm1505mm2PC22021.7T21.7T2880mm500mm1880mm3ZLC5022.77T22.77T2950mm645mm1560mm4东风5T15T2500mm550mm1400mm（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

8、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所示。表2300KN汽车技术参数表总重前轴重后轴重轴距轮距前轮着地宽度及长度后轮着地宽度及长度外形尺寸KNKNKNmmmmm300602*1204+1.41.80.3*0.20.6*0.2