隧道仰拱棧橋施工方案

1、仰拱棧橋方案編制： 復(fù)核：審批：中鐵二十四局集團(tuán)有限公司新建九景衢鐵路浙江段站前I標(biāo)四分部二0一四年十二月仰拱棧橋施工方案一、工程概述隨著施工進(jìn)度要求，我標(biāo)段各隧道即將進(jìn)入仰拱部位的施工，為了保證仰拱施工連續(xù)進(jìn)行并且隧道開挖出渣和洞內(nèi)材料運(yùn)輸不受仰 拱開挖的影響，故在仰拱開挖槽上搭設(shè)仰拱棧橋。隔跨跳躍施工，待 已澆筑的仰拱混凝土強(qiáng)度滿足通車強(qiáng)度要求后，即強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 的100%,方可移走棧橋，到下一隧底開挖槽上，依次循環(huán)使用。二、仰拱棧橋的選型按照我公司以往施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況，并按照盡早開挖盡快封閉成環(huán)的原則，一般仰拱施工段落為 6米。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工字鋼的 供應(yīng)情況，并保證棧橋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)

2、度剛度滿足整個(gè)隧道施工循環(huán)內(nèi)相關(guān) 車輛通行的要求。每幅棧橋采用4根40a#工字鋼，四根并排設(shè)置，中 間兩根焊在一起，兩邊各一根與中間型鋼間距30cm。頂部用中22螺紋鋼筋連成整體，縱向間距1015cm,以提高棧橋結(jié)構(gòu)的平面內(nèi)、外 強(qiáng)度和剛度，I40a縱向兩端做成2m長(zhǎng)坡道方便車輛通行，靠洞口一側(cè) 下部加設(shè)3m長(zhǎng)I20a工字鋼，I20a!字鋼設(shè)0.8m長(zhǎng)坡道。兩幅棧橋橫向 間距根據(jù)車輪輪距布置，保證車輪壓在棧橋中部。I40a工字鋼長(zhǎng)度為 16米，棧橋總長(zhǎng)16.8m,凈跨度按12m進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)詳圖見圖1。9一!：TW 一洞口端/ / f / / / /I40a工字鋼I20a工字鋼掌子面端<

3、%</! /Z/ZZ/圖1棧橋縱向設(shè)計(jì)圖工字鋼間上下翼緣板采用 通長(zhǎng)焊接，提高整體性 本圖尺寸為cm ,一n廠一 ?-一 一I二 二一|廠二 二一一 _7一 ._盤 ；'. _ '【七.C -L J "：，J “-；.H.一圖2棧橋橫向設(shè)計(jì)圖三、仰拱棧橋結(jié)構(gòu)計(jì)算棧橋結(jié)構(gòu)為兩部各 命艮I40a工字鋼并排布置作為縱梁，每?jī)筛?字鋼上下翼緣板通長(zhǎng)焊接，橫向頂部用中22螺紋鋼筋連接，保證在車 輪荷載作用下縱梁能夠共同受力，并且能夠提高棧橋橋面的橫向剛 度。設(shè)計(jì)荷載按出渣車40t重車，前后輪輪距為4.5m,前軸分配總荷 載的1/3,后軸為2/3,左右側(cè)輪各承擔(dān)1/2軸重

4、，工字鋼為整體共同 承擔(dān)重車荷載，工字鋼白重、按 1.15系數(shù)設(shè)計(jì)，動(dòng)載及安全系數(shù)設(shè) 計(jì)為1.1。1、力學(xué)簡(jiǎn)化梁兩端都有轉(zhuǎn)動(dòng)及伸縮的可能，故計(jì)算簡(jiǎn)圖可采用簡(jiǎn)支梁（如圖b）cP/3P/6圖3棧橋受力簡(jiǎn)化圖由于截面上的彎矩隨荷載的位置變化而變化的，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)使在危險(xiǎn)截面上即最大彎矩截面上的最大正應(yīng)力不 超過材料的彎曲許用應(yīng)力:曰故需確定荷載的最不利位置，經(jīng)荷載 不同位置處的彎矩比較在檢算最大正應(yīng)力時(shí)，應(yīng)取P/3荷載在跨中位置（如圖c）:P/3P/6圖4棧橋最大正應(yīng)力時(shí)受力圖計(jì)算最大剪應(yīng)力時(shí)，取荷載靠近支座位置（如圖 d）P/3P/6圖5棧橋最大剪應(yīng)力時(shí)受力圖2、檢算過程（1）棧橋

5、結(jié)構(gòu)檢算1）、用靜力平衡求出最大彎矩和剪力p = 40 103101. 15 1. 1 = 5. 06 105N3 L532 M = p =5. 06 10 一 6=5.6910 KN m162165.5Q 一 p = 5. 06105 = 1. 58102 KN1616P -車輛荷載（N）Mmax最大彎矩值（KN.mQmax-最大剪力值（KN）2）、根據(jù)初選結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算:按每側(cè)共4根工字鋼進(jìn)行檢算查熱軋普通工字鋼截面特性表，得 40a型工字鋼。W = 1085.7cm5 ;Vy = 92. 9cm31）平面內(nèi)強(qiáng)度計(jì)算;IMax5. 69 105f =r=131.0MP眼'=210

6、Mpaomax一工字鋼最大彎曲應(yīng)力（MPa）。-鋼材容許彎曲應(yīng)力（MPa）Wxx軸截面抵抗矩（cm3）Wyy軸截面抵抗矩（cm3）由以上計(jì)算可知，單側(cè)按照4根工字鋼選用，平面內(nèi)強(qiáng)度可以滿足工作要求，且未考慮工字鋼、橫向連接螺紋鋼筋共同作用的富余系數(shù)，平面內(nèi)是偏于安全的。2）平面外強(qiáng)度計(jì)算考慮到車輛行駛在棧橋上時(shí)，方向不一定與橋縱向平行，存在橫向彎矩，按平面最大彎矩的10%考慮，計(jì)算如下:M 5. 69 1050. 10-= = 153. 1MPa：孔=210MPaW4 92. 9由以上計(jì)算也可知，按照單邊4根工字鋼選用，平面外強(qiáng)度可以滿足設(shè)計(jì)要求。3) )、剪應(yīng)力計(jì)算使用剪應(yīng)力強(qiáng)度條件公式校核最大剪應(yīng)力需先計(jì)算40a型工字鋼截面中性軸一側(cè)的面積對(duì)中心軸的靜矩Sxmax每根工字鋼分擔(dān)的最大剪力為1.58 102Q =39.5KN4查表得40a型工字鋼=21714cm4, Sx = 631.2cm3 , Ix : Sx = 34.4cm , d = 10.5mm故得到棧橋縱梁最大剪應(yīng)力，并據(jù)此校核剪應(yīng)力強(qiáng)度Q * Sx max39. 5 631. 2max=10. 9MPa, - 120MPa.x，d 2