16m仰拱栈桥设计方案.doc

隧道19m仰拱栈桥设计方案 1.工程概况 高兴隧道全长8955m，进口里程为DK206＋080，出口里程为DK215＋035，板式无碴轨道，贵广铁路全线52个重点工程之一，本标段的控制性重点工程。我工区承建DK206+080～DK208+385段，共2305m的施工，其中Ⅲ级围岩1300米，Ⅳ级围岩585米，Ⅴ级围岩420米。 隧道地表属剥蚀低山地貌，地形起伏较大，地表植被主要是灌木及草丛，不分山体有高大乔木和松林，进口至出口岩性以薄至中厚层粉砂质板岩为主、偶夹变余凝灰质板岩，岩层节理裂隙较发育，岩层产状变化较大，倾角10°～35°，地下水主要为地表水补给。本隧按旅客列车设计行车速度250Km/h，预留提速条件，客运专线双线隧道设计，开挖断面138.9m2～151.3m2。 2．适用范围及施工方案 2.1适用范围 适用于高兴隧道工程仰拱开挖仰拱二次衬砌、仰拱填充施工栈桥方案。 2.2施工方案 高兴隧道正线施工采用无轨运输，仰拱超前衬砌，二次衬砌施工采用一次性全幅灌注方式，一次灌注长度为12m，距开挖掌子面40～100m。为解决仰拱施工与开挖运输作业面的干扰，采用仰拱栈桥来保证仰拱施工时运输道路的畅通，各工序平行顺畅进行。 前期使用的12m仰拱栈桥，除去主桥与仰拱填充或洞渣搭接长度，以及洞渣的堆放需有足够的坡度来保证其自身稳定性（占用一定空间），使仰拱一次灌注长度不到12m，为加快施工进度，减少仰拱环向施工缝数量、相应施工缝处理麻烦及防水工程数量，且满足仰拱环向施工缝与拱墙衬砌环向施工缝在一个断面上（拱墙衬砌采用12m台车整体灌注）的要求，制作16m仰拱栈桥。 3． 仰拱栈桥设计 3.1行走车辆的情况 在衬砌前，通过仰拱栈桥的主要施工机械、车辆为小松WA380A3装载机、北方奔驰自卸汽车、上海汇众砼运输车、挖掘机等，其自重、宽度等基本参数见表1. 表1 主要施工机械车辆状况 设备名称 空载重量（t） 重载重量（t） 行走宽度（mm） 轮胎宽度（cm） 轮距净宽（mm） 小松装载机 16.36 21.36 2780 59.69 2160 北方奔驰自卸汽车 12.5 40 2500 28.32 1860 砼运输车 26 44 2498 28.32 1860 PC220挖掘机 23.1 25 2980 3.1设计荷载的确定 根据表1，以砼运输汽车重载时作为仰拱栈桥的验算荷载，其前桥重量14t，后桥重量为30t。 3.2仰拱栈桥基本构造 拟定仰拱栈桥单片宽度为1.20m，中心距离1.90m，为达到仰拱栈桥的宽度，每片梁采用3组I50工字钢通过横向连接焊接成整体，工字钢净间距为36.0cm，总宽为1.20m，栈桥主梁长度取16.0m，净跨径为14.0m，主梁两端各搭接1.0m，在主梁两端各设3.0m的引桥降坡以便于施工机械行驶，各组工字钢间用I20b工字钢作为横向连接以增加主梁整体刚度和稳定性，采用25螺纹钢筋焊接于主梁顶作为桥面，主梁底焊接16mm 1.2m×0.6m钢板将三组工字钢连为整体，纵向间距为2.0m两主梁工字钢对接时采用16mm钢板帮面焊接，焊接在工字钢腹板两侧和工字钢底部，其具体详细构造见附图。 3.3最不利荷载 当砼运输车的第一个后轮位于栈桥跨中时为最不利荷载，前轮与后轮的间距为3500mm，两个后轮的间距为1300mm，前轮P1重7t，两后轮P2、P3均重7.5t的荷载作用在单片梁上，梁的长度为12.0m。其受力简图如下： 4.受力验算 4.1单片梁的跨中最大弯矩 栈桥结构自重由三组工字钢平均分担，由表2可知，自重引起的均布荷载 表2 单片仰拱栈桥主要材料数量表 序号 材料名称 单长（m） 数量 总长（m）/面积（m2) 重量（kg） 备注 1 I50工字钢 13.0 3.0 39.0 3950.7 主桥主梁 2 I50工字钢 3.0 6.0 18.0 607.8 引桥主梁 3 I20b工字钢 0.5 16.0 8.1 251.8 主桥横向连接肋 4 I21b工字钢 0.5 4.0 2.0 62.2 引桥1、2横向连接肋 5 φ25螺纹钢 1.2 320.0 384.0 1480.8 主桥桥面 6 φ25螺纹钢 1.2 122.0 146.5 564.9 引桥桥面 7 φ20圆钢 0.3 4.0 1.2 2.96 吊装钩 8 16mm钢板 7.2 904.32 各组工字钢间的横向连接 9 16mm钢板 3.6 452.16 两工字钢对接帮面焊 10 16mm钢板 0.43 54.259 两工字钢对接帮底焊 11 M30*80螺栓 18套 9.0 两工字钢对接连接 12 合计 8340.7 则栈桥结构自重引