隧道仰拱栈桥施工方案样本.doc

仰拱栈桥方案编制：复核：审批：中铁二十四局集团有限公司新建九景衢铁路浙江段站前I标四分部二〇一四年十二月仰拱栈桥施工方案一、工程概述随着施工进度规定，我标段各隧道即将进入仰拱部位施工，为了保证仰拱施工持续进行并且隧道开挖出渣和洞内材料运送不受仰拱开挖影响，故在仰拱开挖槽上搭设仰拱栈桥。隔跨跳跃施工，待已浇筑仰拱混凝土强度满足通车强度规定后，即强度达到设计强度100%，方可移走栈桥，到下一隧底开挖槽上，依次循环使用。二、仰拱栈桥选型按照我公司以往施工经验和现场施工实际状况，并按照尽早开挖尽快封闭成环原则，普通仰拱施工段落为6米。依照现场工字钢供应状况，并保证栈桥构造强度刚度满足整个隧道施工循环内有关车辆通行规定。每幅栈桥采用4根40a#工字钢，四根并排设立，中间两根焊在一起，两边各一根与中间型钢间距30cm。顶部用Φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10~15cm，以提高栈桥构造平面内、外强度和刚度，I40a纵向两端做成2m长坡道以便车辆通行，靠洞口一侧下部加设3m长I20a工字钢，I20a工字钢设0.8m长坡道。两幅栈桥横向间距依照车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部。I40a工字钢长度为16米，栈桥总长16.8m，净跨度按12m进行计算，设计详图见图1。图1栈桥纵向设计图图2栈桥横向设计图三、仰拱栈桥构造计算栈桥构造为两部各4根I40a工字钢并排布置作为纵梁，每两根工字钢上下翼缘板通长焊接，横向顶部用Φ22螺纹钢筋连接，保证在车轮荷载作用下纵梁可以共同受力，并且可以提高栈桥桥面横向刚度。设计荷载按出渣车40t重车，先后轮轮距为4.5m，前轴分派总荷载1/3，后轴为2/3，左右侧轮各承担1/2轴重，工字钢为整体共同承担重车荷载，工字钢自重、按1.15系数设计，动载及安全系数设计为1.1。1、力学简化梁两端均有转动及伸缩也许，故计算简图可采用简支梁（如图b）。图3栈桥受力简化图由于截面上弯矩随荷载位置变化而变化，因而在进行构造强度计算时，应使在危险截面上即最大弯矩截面上最大正应力不超过材料弯曲许用应力［σ］故需拟定荷载最不利位置，经荷载不同位置处弯矩比较在检算最大正应力时，应取P/3荷载在跨中位置（如图c）：图4栈桥最大正应力时受力图计算最大剪应力时，取荷载接近支座位置（如图d）。图5栈桥最大剪应力时受力图2、检算过程（1）栈桥构造检算1）、用静力平衡求出最大弯矩和剪力P--车辆荷载（N）Mmax—最大弯矩值（KN.m）Qmax–最大剪力值（KN）2）、依照初选构造进行力学计算：按每侧共4根工字钢进行检算查热轧普通工字钢截面特性表，得40a型工字钢。；1））平面内强度计算；σmax—工字钢最大弯曲应力（MPa）[σ]-----钢材容许弯曲应力（MPa）Wx-----x轴截面抵抗矩(cm3)Wy-----y轴截面抵抗矩(cm3)由以上计算可知，单侧按照4根工字钢选用，平面内强度可以满足工作规定，且未考虑工字钢、横向连接螺纹钢筋共同作用富余系数，平面内是偏于安全。2））平面外强度计算考虑到车辆行驶在栈桥上时，方向不一定与桥纵向平行，存在横向弯矩，按平面最大弯矩10%考虑，计算如下：由以上计算也可知，按照单边4根工字钢选用，平面外强度可以满足设计规定。3））、剪应力计算使用剪应力强度条件公式校核最大剪应力需先计算40a型工字钢截面中性轴一侧面积对中心轴静矩每根工字钢分担最大剪力为查表得40a型工字钢，，，故得到栈桥纵梁最大剪应力，并据此校核剪应力强度τmax---最大剪应力[τ]---钢材容许剪应力(MPa)Q----剪力(KN)Sxmax---最大半截面面积矩(cm3)Ix----轴截面惯性矩(cm4)d----腹板厚度(mm)剪应力满足规定，此栈桥构造可用。