隧道仰拱棧橋施工方案.doc

。仰 拱 棧 橋 方 案編制： 復(fù)核： 審批： 中鐵二十四局集團有限公司新建九景衢鐵路浙江段站前I標(biāo)四分部二一四年十二月仰拱棧橋施工方案一、工程概述隨著施工進度要求，我標(biāo)段各隧道即將進入仰拱部位的施工，為了保證仰拱施工連續(xù)進行并且隧道開挖出渣和洞內(nèi)材料運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度滿足通車強度要求后，即強度達到設(shè)計強度的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)驗和現(xiàn)場施工實際情況，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)場工字鋼的供應(yīng)情況，并保證棧橋結(jié)構(gòu)的強度剛度滿足整個隧道施工循環(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)、外強度和剛度，I40a縱向兩端做成2m長坡道方便車輛通行，靠洞口一側(cè)下部加設(shè)3m長I20a工字鋼，I20a工字鋼設(shè)0.8m長坡道。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工字鋼長度為16米，棧橋總長16.8m，凈跨度按12m進行計算，設(shè)計詳圖見圖1。 圖1 棧橋縱向設(shè)計圖圖2 棧橋橫向設(shè)計圖三、仰拱棧橋結(jié)構(gòu)計算棧橋結(jié)構(gòu)為兩部各4根I40a工字鋼并排布置作為縱梁，每兩根工字鋼上下翼緣板通長焊接，橫向頂部用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，工字鋼為整體共同承擔(dān)重車荷載，工字鋼自重、按1.15系數(shù)設(shè)計，動載及安全系數(shù)設(shè)計為1.1。1、力學(xué)簡化梁兩端都有轉(zhuǎn)動及伸縮的可能，故計算簡圖可采用簡支梁（如圖b）。圖3 棧橋受力簡化圖 由于截面上的彎矩隨荷載的位置變化而變化的，因此在進行結(jié)構(gòu)強度計算時，應(yīng)使在危險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，應(yīng)取P/3荷載在跨中位置（如圖c）：圖4 棧橋最大正應(yīng)力時受力圖計算最大剪應(yīng)力時，取荷載靠近支座位置（如圖d）。 圖5 棧橋最大剪應(yīng)力時受力圖 2、檢算過程（1）棧橋結(jié)構(gòu)檢算1）、用靜力平衡求出最大彎矩和剪力 P -車輛荷載（N）Mmax 最大彎矩值（KN.m）Qmax 最大剪力值（KN）2）、根據(jù)初選結(jié)構(gòu)進行力學(xué)計算：按每側(cè)共4根工字鋼進行檢算查熱軋普通工字鋼截面特性表，得40a型工字鋼。； 1）平面內(nèi)強度計算；max工字鋼最大彎曲應(yīng)力（MPa）-鋼材容許彎曲應(yīng)力（MPa）Wx-x軸截面抵抗矩(cm3)Wy- y軸截面抵抗矩(cm3)由以上計算可知，單側(cè)按照4根工字鋼選用，平面內(nèi)強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）平面外強度計算考慮到車輛行駛在棧橋上時，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，計算如下：由以上計算也可知，按照單邊4根工字鋼選用，平面外強度可以滿足設(shè)計要求。3）、剪應(yīng)力計算使用剪應(yīng)力強度條件公式校核最大剪應(yīng)力需先計算40a型工字鋼截面中性軸一側(cè)的面積對中心軸的靜矩每根工字鋼分擔(dān)的最大剪力為查表得 40a型工字鋼， ， 故得到棧橋縱梁最大剪應(yīng)力，并據(jù)此校核剪應(yīng)力強度max -最大剪應(yīng)力 -鋼材容許剪應(yīng)力(MPa)Q -剪力(KN)Sxmax-最大半截面面積矩(cm3)Ix -軸截面慣性矩(cm4)d -腹板厚度(mm)