仰拱栈桥施工作业指导书.doc

中交第一航务工程局有限公司

东伍岭隧道
仰拱栈桥施工作业指导书

编 制 人：
审 核 人：
技术负责人：

中交一航局京沈京冀客运VI标段指挥部二工区
八月十九日

目录
1、工程概况 1
2、施工方案 1
2.1  仰拱栈桥设计 1
2.1.1行走车辆的情况 1
2.1.2荷载的拟定 2
2.1.3 宽度及每片梁的工字钢数量 2
2.1.4　仰拱栈桥长度 2
2.1.5 最不利荷载 2
2.2受力验算 2
2.2.1 单片梁的最大弯矩 2
2.2.2工字钢的安全系数 3
2.2.2工字钢的拟定 4
2.3仰拱栈桥加工 4
2.4仰拱栈桥数量拟定 4
3、施工工艺 5
3.1仰拱施工工艺流程 5
3.2 重要工序 5
3.2.1仰拱栈桥就位 6
3.2.2清底、立模及混凝土施工 6
3.2.3混凝土养护及栈桥移动 6
3.3 施工要点 7

仰拱栈桥施工作业指导书
1、工程概况
东伍岭隧道位于承德市承德县安匠乡境内，起讫里程为DIK163+380～DK174+413，全长11033m，为单洞双线隧道，隧道内线间距5.0m。最大埋深约491m。
2、施工方案
隧道正线施工采用无轨运送，仰拱超前衬砌，二衬施工采用一次全幅灌注方式，一次灌注长度12 m，距开挖掌子面40～100 m。为解决仰拱施工与开挖运送作业面的干扰，采用仰拱栈桥来保证仰拱施工时运送道路的通畅。
2.1  仰拱栈桥设计
2.1.1行走车辆的情况
在衬砌前，通过仰拱栈桥的重要施工机械、车辆为ZLC50装载机、红岩金刚自卸汽车、上海汇众砼运送车，挖掘机等，其自重、宽度等基本参数见表1。
表2.1-1 重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)
ZLC50装载机
16.36
21.36
2780
59.69
2160
红岩金刚自卸车
12.5
40
2500
28.32
1860
砼运送车
13.35
25
2498
28.32
1860
Pc220挖掘机
23.1
25
2980

2.1.2荷载的拟定
根据表2.1-1，以红岩金刚自卸汽车重载时作为仰拱栈桥的验算荷载，其前桥重量12t，后桥重量为28 t。
2.1.3 宽度及每片梁的工字钢数量
仰拱栈桥的单片宽度1.25m，中心距离2．15 m,为达成仰拱栈桥的宽度，考虑每片梁采用5组工字钢组成，工字钢的间距为15cm,总宽为1.25m。
2.1.4　仰拱栈桥长度
根据单根工字钢的长度为12m，拟定仰拱栈桥的长度为12m，计划每次捡底8m，每段的搭接长度1.5m。
2.1.5 最不利荷载
当红岩金刚自卸汽车的第一个后轮位于过轨梁中间时，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，前轮重6T,两后轮分别重7t的荷载作用在单片梁上，梁的长度为9m。其受力示意图为：

2.2受力验算
2.2.1 单片梁的最大弯矩
单片梁由5根工字钢拼成,由5根工字钢共同承受汽车荷载,则：
P1=6000x9.8=58.8KN
P2=7000x9.8=68.6KN
选取工字钢为I32a,其每延米重量为52.7kg/m,即q=0.52KN/m,其受力示意图为：

由汽车荷载产生的跨中最大弯矩为：
M汽=293.511KN.m
由工字钢自重产生的最大弯矩为：
M重=ql2/8=5.265KN.m
单片梁跨中最大弯矩为:
Mmax= M汽+ M重=293.511+5.265=298.776 KN.m

2.2.2工字钢的安全系数
根据最大弯矩得出工字钢最大应力，即：σ=Mmax／Wx，Wx为工钢截面模量，查表知单根I32a工字钢的载面模量为：Wx=692cm3 ，5根工字钢的最大应力为：
σ=Mmax／Wx=298.776x106/5x692x103=86.351MPa<215 MPa
工字钢的材料为Q235，其抗拉强度为215MPa,可知工字钢的最大应力小于其抗拉强度，安全系数为2.5，符合规定。
2.2.2工字钢的拟定
由计算可知，使用5片I32a工字钢，其安全系数2.5,满足施工规定。
2.3仰拱栈桥加工
每幅仰拱栈桥由两片梁板组成，每片梁板由5根I32a工字钢焊接而成，梁长12 m，工字钢间距15 cm，设8组中间连接，间距1.5m，每两根I32a工字钢中间用I20工字钢焊接联接成一个整体。梁板上面满焊间距为10cm的Φ22钢筋。每根工字钢间隔1.5m,采用12mm厚钢板焊接进行加劲,具体加工见图2.3-1、图2.3-2。
2.4仰拱栈桥数量拟定
　　测定混凝土的养护时间为4d能达成行车规定，仰拱施工作循环时间为2 d，每循环施工8 m，每幅仰拱栈桥月进尺40m。掌子面开挖平均月进尺100m，要仰拱施工与掌子面开挖进度相匹配，需2幅(4片)仰拱栈桥才干满足规定。

图2.3-1  仰拱栈桥梁板断面图

图2.3-2仰拱栈桥梁侧面示意图
3、施工工艺
3.1仰拱施工工艺流程
移动仰拱栈桥就位→仰拱开挖→仰拱初期支护施工→仰拱钢筋绑扎→仰拱衬砌混凝土灌注→仰拱填充混凝土灌注→混凝土养护→进入下一循环。
通过计算，需要2幅栈桥即可满足仰拱施工进度及仰拱混凝土龄期规定。亦就是说，一个工作面只需要投人一个专业班组进行2～3班作业即可隧道仰拱施工质量及工期规定。具体安排如下：
第一循环仰拱施工：第l～3天开挖及浇注l＃仰拱槽，第3～6天开挖及浇注2＃仰拱槽。在此期间，2个仰拱槽段上方的仰拱栈桥均保持通行状态，即第一循环(1～6天)期间所有仰拱槽上方栈桥不拆除。第二循环仰拱施工在第7天时，即可移动原架设于l＃仰拱槽上方的栈桥至3＃仰拱槽上方，开始3＃仰拱槽施工，其时l＃仰拱混凝土已达强度规定，车辆可通行，以此类推完毕其它仰拱的施工。仰拱施工时栈桥布置见图3.1-1。
3.2 重要工序
3.2.1仰拱栈桥就位
在仰拱栈桥就位处，先垫平至设计标高，然后采用钢丝绳将梁板自中间吊起，用挖掘机将单片梁吊起向前移动至就位处，安放平稳，然后用挖掘机由栈桥上行走进行压实。
3.2.2清底、立模及混凝土施工
仰拱栈桥就位后，进行人工钻爆开挖，控制超挖，严禁欠挖，挖机配合人工清底碴。端头采用钢模板支模，规定立模尺寸必须按测量组放线及技术交底进行。模板加固牢固，防止跑模，各支撑应避免来回车辆碰撞。各竖向、纵向模板缝应成一条直线，模板表面应平整。模板表面污物应清理干净，并满涂脱模剂。
仰拱混凝土施工应严格按施工规范进行，计量要准确。混凝土由拌合站生产，运送车运送至仰拱工作面栈桥上，向中间及两侧倾倒，通过混凝土缩槽送至仰拱模板内，边浇灌边捣固密实。

图3.1-1  仰拱栈桥施工平面图

3.2.3混凝土养护及栈桥移动
　　混凝土浇注完毕后，进行洒水养护，达成行车强度后，移动仰拱栈桥进入下一节仰拱施工。
3.3 施工要点
①仰拱栈桥就位时，要注意安设的平整及安设宽度符合设计规定，保证车辆行车安全及不同轮距的车辆均能通过仰拱栈桥。
②仰拱栈桥上部的泥水及残余混凝土应及时清除，以保持栈桥上部的清洁。
③车辆通过栈桥时限速5km／h，栈桥下面严禁人员施工，保证施工安全。
④仰拱施工时,设专人负责栈桥交通安全,以免出现安全事故。