有轨运输的栈桥.doc

浅谈隧道内有轨运输的栈桥关键词：栈桥 结构 设计 实例重庆市新歌乐山隧道位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约50m，隧道进口里程HDK2+386,出口里程HDK6+560，全长4174m，最大埋深284m。隧道出口右侧约25m为原歌乐山隧道施工时既有平导，长度为1560m，计划利用既有平导在HDK4+960及HDK5+620处设置两个横通道，作为主洞施工作业面。由于设计工期的要求及平导运输的局限性，我队采用有轨运输方式进行施工，有轨运输的效率是制约该段隧道施工进度的瓶颈，其中如何保证1#、2#洞掌子面与仰拱施工平行作业又是有轨运输的重点和难点。我队结合有轨运输，设计了有轨运输栈桥，同时已成功将此方案融入到现场施工工序当中。 我队设计的有轨运输栈桥克服了传统栈桥难装、难拆、难移动等特点，纵横梁采用栓接，装卸方便。第二、其用钢量少，整体轻便，同时良好的稳定性可保证其整体移动，就位快速。第三、纵梁的箱型结构，其足够的刚度可保证在最大跨度10m时能承受500KN的荷载正常工作。第四、该栈桥独特的结构可保证有轨车，大型设备及施工人员的顺利通行，解决了“挖机躲炮”的问题，满足现场施工的需求。一般隧道在仰拱施工时均配备栈桥，以免影响其他工序施工，尤其是掌子面出渣或后面衬砌施工。但是栈桥设计及使用必须满足现场施工需要，现就栈桥加工及使用情况如下：一、有轨运输栈桥所需要设备及材料 电焊机，钢板，45I工字钢，14b和16b槽钢和连接螺栓等。二、栈桥设计因数1、栈桥安装、移动。栈桥纵梁与横梁间采用栓接，构件洞外加工、洞内组装；栈桥纵梁两端设置吊（拉）环，人工配合挖机移动栈桥。2、栈桥耐久性：使用期18个月。3、仰拱、填充与栈桥纵梁间施工空间预留（操作空间）。加工刚性支座四个（高5cm），利用千斤顶或其他设备进行安装拆除。4、栈桥桥头备碴，顺接轨道。三、栈桥结构栈桥由工字钢组合纵梁与槽钢组合分配梁构成。设计图如下：纵梁：纵梁由2根I45b工字钢并联而成。工字钢间采用50050016mm钢板作为连接缀板，缀板间距2.3m。缀板间设置22加强连接筋，间距5cm。横梁：横梁由16b、14b槽钢对扣加工而成。四、栈桥验算1、纵梁验算力学模型：简支梁基本计算参数计算荷载：q=25.54KN/mI45b梁材性：Q235截面抗拉强度设计值 f = 205 MPa截面抗剪强度设计值 fv = 120 MPa跨度： 11M截面为： 普工245b截面Ix = 67520cm4截面Wx = 3000cm3面积矩Sx = 887100mm3腹板总厚 27 mm塑性发展系数 x = 1.05整体稳定系数 b = 0.6I45b梁中最大弯矩为：Wmax=1/8qL2=1/825.54112=386.29KN.m= Wmax/Wx=386.29KN.m /3000cm3=128.8Mpaf = 205 MPa纵梁截面抗弯强度满足要求纵梁最大挠度:Hmax=5/384qL3/EI=5/38422.54KN11m4/2.1105Mpa67520cm4=3cm挠跨比： 3/1100=1/367梁端最大剪应力max=Vmax x Sx / (Ix x Tw) =140.47103887100/6752027=6.84Mpafv = 120 MPa计算结果表明:该力学模型截面抗剪强度满足要求由 Mx / (x x Wx) 得计算得强度应力为 122.67MPa, 满足!由 Mx / (b x Wx) 得计算得稳定应力为 214.67 f = 205 MPa, 应采取稳固措施!2、横梁验算力学模型：两端固定静定梁基本计算参数计算荷载：2-N=17KN1614b梁材性：Q235截面抗拉强度设计值 f = 205 MPa截面抗剪强度设计值 fv = 120 MPa跨度： 1.94M截面为： 普工1614对扣矩形截面,16063。截面Ix = 217.4cm4截面Wx = 69.02cm3面积矩Sx = 41560mm3腹板总厚 17 mm塑性发展系数 x = 1.05整体稳定系数 b = 0.6I45b梁中最大弯矩为：Wmax=6.5KN.m= Wmax/Wx=6.5KN.m /69.02cm3=94.18Mpaf = 205 MPa纵梁截面抗弯强度满足要求纵梁最大挠度:1.6mm挠跨比： 1.6/1940=1/1213梁端最大剪应力max=Vmax x Sx / (Ix x Tw) =1710341560/217.417=17.12Mpafv = 120 MPa计算结果表明:该力学模型截面抗剪强度满足要求由 Mx / (x x Wx) 得计算得强度应力为 89.69MPa, 满足!由 Mx / (b x Wx) 得计算得稳定应力为 157MPa, 满足!五、仰拱施工工艺1、在掌子面进行开挖施工时拆除施工仰拱段轨道（不影响掌子面正常施工）。2、对仰拱进行（钻爆）开挖并出碴。3、利用挖掘机安装刚性支座就位栈桥，恢复轨道。恢复时保证轨道平顺及轨道连接顺畅。4、掌子面正常施工，仰拱进行下到工序施工（如绑扎钢筋、设置模板浇筑混凝土等）。5、对混凝土进行养护，同时进入下循环施工。六、栈桥使用的实例 新歌乐山隧道位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约50m，隧道进口里程HDK2+386,出口里程HDK6+560，全长4174m，最大埋深284m。隧道出口右侧约25m为原歌乐山隧道施工时既有平导，平导宽度为3米，长度为1560m，利用既有平导在HDK4+960及HDK5+620处设置两个横通道，作为主洞施工作业面。现场装载机无法进入洞内，根据现场平导实际情况考虑，只能配备200型挖掘机刚好能进洞施工。洞内栈桥设计为12米长，总重量近7吨，考虑挖掘机能将栈桥整体拖动，满足施工需要。栈桥拖动距离根据实际情况考虑，每次拖动距离以9米为宜，提前备好相应长度的轨道及轨枕，以保证栈桥搭接及仰拱开挖后顺坡正常搭接，栈桥搭设高度由现场值班人员确定。 从2010年5月开始进行仰拱施工，直到目前栈桥使用良好，无变形或其他扭曲现象，基本能满足最初设计及使用要求。七、施工存在不足每次栈桥拆除进行仰拱开挖，以及开挖出渣后进行栈桥搭设所需时间共5小时左右，而这个过程一般安排在掌子面进行开挖时进行。目前实际情况开挖开始到放炮结束所需时间为4小时左右，导致掌子面出渣耽误1小时左右。如果仰拱开挖安排在其他时间，机车运行较多，那其他工序更会受到影响，所以每次仰拱开挖最少会影响掌子面施工1小时左右。八、结束语现