简易仰拱栈桥.pdf

隧道仰拱栈桥设计计算（实例介绍）按照我公司以往施工经验和现场施工实际情况，并按照尽早开挖尽快封闭成环的原则，一般仰拱施工段落为6米。

根据现场工字钢的供应情况，并保证栈桥结构的强度刚度满足整个隧道施工循环内相关车辆通行的要求。

拟选择采用2根25a#工字钢上下翼缘焊接为一组，栈桥每边采用三组并排，顶部用Φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10~15cm ，以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。

纵向两端做成1m 长坡道方便车辆通行，两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部。

钢材长度为工字钢标准长度12米。

净跨度按8m 进行计算，如图a 所示：25a 工字钢小里程端图aAB大里程端12m8m 2m2m单位： m工字钢间上下翼缘板采用通长焊接，提高整体性.三、仰拱栈桥结构计算栈桥结构为两部各6根Ⅰ25a 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能够共同受力，并且能够提高栈桥桥面的横向刚度。

设计荷载按出渣车40t 重车，前后轮轮距为4.5m ，前轴分配总荷载的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、力学简化梁两端都有转动及伸缩的可能，故计算简图可采用简支梁（如图b ）。

A 图b单位：cm由于截面上的弯矩随荷载的位置变化而变化的，因此在进行结构强度计算时，应使在危险截面上即最大弯矩截面上的最大正应力不超过材料的弯曲许用应力［σ］故需确定荷载的最不利位置，经荷载不同位置处的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cA单位：cm计算最大剪应力时，取荷载靠近支座位置（如图d ）。

图d单位：cm2、检算过程 （1）栈桥结构检算1）、用静力平衡求出支座A 、B 反力及最大弯矩和剪力N p 531006.51.115.1101040⨯=⨯⨯⨯⨯=N pL p R Ac 51084.06431⨯==÷⨯= N p LL p p R Ad51005.2406.05.46131⨯==-⨯+= KNR Q m KN LR M AdAc 2max 25max 1005.21036.341084.02⨯==•⨯=⨯⨯=⨯= ( - )(+)BA剪力图弯矩图 BA(+)M=336KN.mQ=205KNP --车辆荷载（N ）RAc —图c 中A 支点反力（N ） RAd —图d 中A 支点反力（N ） Mmax —最大弯矩值（KN.m ） Qmax –最大剪力值（KN ）2）、根据初选结构进行力学计算：按每侧共6根工字钢进行检算查《路桥施工计算手册》—热轧普通工字钢截面特性表，得25a 型工字钢。

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标段指挥部二工区二〇一四年八月十九日目录1、工程概况 02、施工方案 0仰拱栈桥设计 0行走车辆的情况 0荷载的确定 (1)宽度及每片梁的工字钢数量 (1)仰拱栈桥长度 (1)最不利荷载 (1)受力验算 (1)单片梁的最大弯矩 (1)工字钢的安全系数 (2)工字钢的确定 (2)仰拱栈桥加工 (2)仰拱栈桥数量确定 (3)3、施工工艺 (3)仰拱施工工艺流程 (4)主要工序 (4)仰拱栈桥就位 (4)清底、立模及混凝土施工 (4)混凝土养护及栈桥移动 (5)施工要点 (5)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。

最大埋深约491m。

2、施工方案隧道正线施工采用无轨运输，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通畅。

仰拱栈桥设计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ZLC50装载机、红岩金刚自卸汽车、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。

表主要施工机械车辆状况Pc220挖掘机252980荷载的确定根据表，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。

宽度及每片梁的工字钢数量仰拱栈桥的单片宽度，中心距离2．15 m,为达到仰拱栈桥的宽度，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。

仰拱栈桥长度根据单根工字钢的长度为12m，确定仰拱栈桥的长度为12m，计划每次捡底8m，每段的搭接长度。

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。

长沙市浏阳河隧道一标暗挖段仰拱栈桥设计及结构强度检算中国中铁股份有限公司浏阳河隧道项目部2008年10月1、全幅封闭仰拱施工方法为了加快施工速度，确保仰拱施工质量，浏阳河隧道左右线宜采用全幅封闭仰拱施工工艺。

首先进行仰拱土方开挖，仰拱槽段土方采用松动爆破开挖，挖掘机配合修边及装碴，大型自卸汽车运输。

仰拱槽段开挖完毕后进行初支型钢拱架成环支护，型钢间距5~0.8m（同上部初支型钢拱架间距），与上部初支型钢拱架采用螺栓连接，使拱架封闭成环，纵向采用φ22钢筋牢固焊接，钢筋环向间距1.0m 。

初支型钢拱架成环支护后，即进行仰拱砼双层钢筋制安，完成后即可进行仰拱砼浇注工作，仰拱砼为C25防水砼，灌注至二衬砼设计高度后并达一定强度后，在其上接着回填C15砼至仰拱设计高度。

仰拱一次施工完毕，每一次施作长度为6m 。

由于不影响二衬施工，边墙水沟在拱墙二衬完成后进行施工，仰拱上约36cm 复合路面待隧道贯通后施工。

为了减少仰拱施工对隧道内运输线路的干扰，在前方工作不需要运输时即进行槽段土方开挖，初步完成后即在仰拱槽段上方架设两片自制简易仰拱栈桥，以备大型自卸汽车通过仰拱施工段。

由于并不干扰隧道内运输线路，在仰拱槽段上方通车的同时，可对仰拱进行一次性全幅施工（包括仰拱二衬钢筋砼施工及仰拱砼回填）。

仰拱砼施工由专业作业队施工，确保仰拱施工段距前方开挖面不超过50 m ，确保仰拱施工段距后方拱墙二衬约50m ，并与拱墙二衬平行作业，均衡向前推进。

仰拱施工总的要求是：仰拱开挖断面符合设计要求，不许欠挖；施作仰拱混凝土前应清除隧底虚碴、杂物和积水；超挖部分采用同级混凝土回填。

2、全幅封闭仰拱施工工艺为保证砼“尺寸准确，强度合格，内实外美，不渗不漏”，把二次衬砌砼以管沟盖板顶下15cm 为分界线，分边墙基础及拱墙两部分施工。

分界线以上部分用模板台车整体浇注，分界线以下部分用人工立模浇筑。

施工顺序：仰拱（有仰拱地段）超前→边墙基础→拱墙衬砌→人工立模沟槽施工。

仰拱栈桥施工作业指导书12.1 适用的范围条件本作业指导书适用于仰拱初期支护、仰拱衬砌、仰拱填充整幅施工作业。

12.2 施工设备及机具仰拱砼全部采用生产能力为100m3/h的全自动计量搅拌站拌制，6 m3砼搅拌运输车运送砼，砼输送泵泵送砼入模，为防止砼离析影响砼质量，砼进入砼输送泵前要进行二次拌和，采用插入式及附着式捣固器振捣砼。

砼达到2.5MPa强度后脱模，脱模后立即进行填充砼，砼填充砼达到5MPa后方可行人，100%强度后方可行车。

12.3 施工工艺流程施工作业总体的施工步骤：栈桥架设→隧底底板开挖及清理→架立钢拱架→仰拱喷射砼→砼养护→绑扎衬砌钢筋→立模、安设止水带→浇注衬砌砼→砼养护→中心水沟支座架设→中心水沟固定→立仰拱填充模板→仰拱填充混凝土施工→砼养护12.4 施工作业说明12.4.1栈桥施工根据隧道施工的实际情况，与开挖面的设备配置和施工进度要求相适应，仰拱衬砌及回填采用移动式仰拱栈桥方案，栈桥主梁用贝雷桁架拼装而成，桥面满铺10mm的防滑板，栈桥主梁长32m和20m两种规格,桥面有效宽为3.5m。

(1)移动步骤顶升前后液压缸，前后轮抬起，使后支脚离地，并保持桥面相对水平。

牵引车挂住前端车轮平衡梁上的铰点缓慢匀速行走（2m/min左右）。

当后端测距雷达第一个探头位于隧洞已浇筑底板边沿时，牵引车停止行走，栈桥在惯性力作用下向前行一定距离，但距离不大。

放置前后工作支撑，收回前后液压缸，安装前后端引桥(2)注意事项安装桁架顶部拉杆，以增加栈桥移动行走时的扭转刚度。

行走要缓慢。

行走时路面要相对平整，防止桥体过大振动、扭曲，而损坏结构。

如果后端混凝土强度小，出现较大车轮碾压痕迹，应铺设一小段钢板，通过倒换，使车轮落在钢板上行走。

栈桥前后支撑应尽可能放平，前端支撑和引桥应与地面岩石接触牢固，以防止载荷汽车对桥的冲击引起桥的位移。

载荷汽车上桥速度要缓慢，行驶速度也不能快，小于5km/h。

应避免在桥面上瞬间加减速。

隧道仰拱施工之仰拱栈桥结构计算书目录1．仰拱栈桥简介 (3)2．编制依据 (3)3．结构计算参数 (3)3.1、极限荷载 (3)3.2、自重 (3)4．抗弯计算 (4)5．抗剪计算 (4)6．最不利截面弯剪应力计算 (5)7．整体稳定 (6)8．疲劳计算 (6)9．焊缝计算 (7)10．总结 (7)仰拱栈桥计算书1．仰拱栈桥简介仰拱施工的同时，采用仰拱便桥保证隧道开挖、初支施工的正常进行。

仰拱栈桥净跨度11.35m，为两端简支结构，主要为满足隧道内施工车辆通行，仰拱栈桥分左右两支设置，单支由12根I25a工字钢并排，翼缘满焊接成箱型结构，宽度1.2m，表面焊接Φ8圆钢防滑，两支栈桥之间宽度1.0m，栈桥总宽度3.4m。

2．编制依据2.1《钢结构设计规范》GB50017-20032.2《鹤岗至大连高速公路小沟岭（黑吉界）至抚松段》两阶段施工图设计 2.3现场调查的工地自然条件、区域资源条件等3．结构计算参数3.1、极限荷载最大荷载为8m3混凝土运输车装载6m3混凝土时通过栈桥，8m3混凝土运输车自重14t，混凝土按2400kg/m3计算，总质量28.4t。

综合考虑慢速通过（≤5km/h）的动荷载、人行荷载、其他荷载等偶然因素影响，按最大总荷载的120%考虑极限荷载，单支极限荷载错误!未找到引用源。

，考虑混凝土搅拌运输车80%以上荷载集中在后轮，计算时按照最不利情况，以极限荷载下的点荷载作用考虑。

3.2、自重仰拱栈桥自重计算部分以净跨度计算，I25a 工字钢单位重量38.1kg/m ，单 支仰拱栈桥自重荷载错误!未找到引用源。

4．抗弯计算根据简支梁受弯结构特性，最大荷载在简支梁中心时产生最大弯矩，栈桥最大弯矩由点荷载弯矩和自重荷载弯矩两部分组成：点荷载最大弯矩错误!未找到引用源。

自重荷载最大弯矩错误!未找到引用源。

抗弯计算按照《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）中4.1.1公式M x + M y ≤ f (4.1.1) γ x W nxγy W ny式中 M x 、M y——同一截面处绕x 轴和y 轴的弯矩(对工字形截面：x 轴为强 轴，y 轴为弱轴)；W nx 、W ny ——对x 轴和y 轴的净截面模量；g x 、g y ——截面塑性发展系数；对工字形截面，g x =1.05，g y =1.20；对箱 形截面，g x =g y =1.05；f ——钢材的抗弯强度设计值。

仰拱栈桥加工技术交底
一、仰拱栈桥加工
每幅仰拱栈桥由两片梁板组成，每片梁板由4根I36b工字钢焊接而成，工字钢长度12m,工字钢间距20 cm，设8组中间连接，间距1．5 m，每两根I36b工字钢中间用I16工字钢焊接联接成一个整体。

梁板上面用￠22钢筋焊接，钢筋
间距20cmm，下面采用l5 cm宽、10 mm厚钢板将4根I36b 工字钢焊接联成一个整体。

（栈桥加工图附后）
二、仰拱栈桥数量确定
测定混凝土的养护时间为 4 d能达到行车要求，仰拱施工作业循环时间为 2 d，每循环施工9 m，每幅仰拱栈桥月进尺
54m。

掌子面开挖平均月进尺120m，要仰拱施工与掌子面开
挖进度相匹配，至少需2幅(4片)仰拱栈桥才能满足要求。

三、施工要点
1、栈桥加工严格按照技术交底施工，焊缝饱满。

2、仰拱栈桥就位时，要注意安设的平整及安设宽度符合设计
要求，保证车辆行车安全及不同轮距的车辆均能通过仰拱
栈桥。

3、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。

4、车辆通过栈桥时限速 5 km／h，栈桥下面严禁人员施工，确保施工安全。

四、单片栈桥材料数量
序号规格名称单位数量备注
1 I36b工字钢m 48 4根
2 ф22钢筋kg 135
3 I16工字钢kg 96
4 钢板㎡ 1.1 10mm厚。

PB17001407SC说明书摘要本实用新型涉及建筑设备领域，具体而言，涉及一种仰拱栈桥，旨在解决现有履带式栈桥功能单一，使用不方便的问题。

一种仰拱栈桥，其包括栈桥本体、仰拱模板、使栈桥本体沿其长度方向移动的第一移动机构和使栈桥本体沿其宽度方向移动的第二移动机构。

栈桥本体包括主桥、第一5引桥和第二引桥，第一引桥和第二引桥分别可活动地设置在主桥长度方向的两端。

仰拱模板通过连接装置与栈桥本体的主桥可活动地连接。

第一移动机构设置在栈桥本体的主桥上且第一移动机构为履带式结构，第二移动机构设置在栈桥本体的主桥上。

这样的仰拱栈桥可以方便地实现栈桥长度方向和宽度方向的移动，使用方便，能够适应不同施工环境的工作。

10摘要附图100权利要求书1.一种仰拱栈桥，其特征在于：包括栈桥本体、仰拱模板、使所述栈桥本体沿其长度方向移动的第一5移动机构和使所述栈桥本体沿其宽度方向移动的第二移动机构；所述栈桥本体包括主桥、第一引桥和第二引桥，所述第一引桥和所述第二引桥分别可活动地设置在所述主桥长度方向的两端；所述仰拱模板通过连接装置与所述栈桥本体的所述主桥可活动地连接；10所述第一移动机构设置在所述栈桥本体的所述主桥上且所述第一移动机构为履带式结构，所述第二移动机构设置在所述栈桥本体的所述主桥上。

2.根据权利要求1所述的仰拱栈桥，其特征在于：所述第一移动机构包括设置在靠近所述第一引桥的履带行走装置和设置在靠近所述第二引桥的从动行走装置。

153.根据权利要求2所述的仰拱栈桥，其特征在于：所述履带行走装置通过前支撑装置与所述栈桥本体的所述主桥连接。

4.根据权利要求3所述的仰拱栈桥，其特征在于：所述前支撑装置包括从上往下依次设置的一个基准节、至少一个可拆卸的标准节和一个调整节；20所述基准节的上端与所述栈桥本体的所述主桥连接。

5.根据权利要求1所述的仰拱栈桥，其特征在于：所述第二移动机构为两个，两个所述第二移动机构分别设置在所述主桥长度方向的两端且第二移动机构沿所述主桥的宽度方向延伸；所述第二移动机构包括移动部和支撑部，所述移动部与所述主桥可活5动地连接以沿所述主桥的宽度方向移动，所述支撑部与所述主桥可上下活动地连接。

仰拱栈桥施工方案一、工程概况1、隧道设计技术标准（1）公路等级：高速公路双向四车道标准。

（2）隧道设计速度：80公里/小时。

（3）隧道照明计算行车速度：80公里/小时。

（4）隧道建筑限界：0.75+0.5+2*3.75+0.75+0.75=10.25m（5）隧道净高：5.0m2、隧道设置本合同段共有隧道1座，为双洞分离式隧道。

表2 隧道一览表3、施工进度随着施工进度要求，我合同段各隧道即将进入仰拱部位的施工，为了保证仰拱施工连续进行并且隧道开挖出渣和洞内材料运输不受仰拱开挖的影响，采用在仰拱开挖槽上搭设仰拱栈桥，隔跨跳跃施工，待已浇筑的仰拱混凝土强度满足通车强度要求后，即强度达到设计强度的100%，方可移走栈桥，到下一隧底开挖槽上，依次循环使用。

二、仰拱栈桥的选型按照我公司以往施工经验和现场施工实际情况，并按照尽早开挖尽快封闭成环的原则，一般仰拱施工段落为6米。

并保证栈桥结构的强度刚度满足整个隧道施工循环内相关车辆通行的要求。

拟选择采用2根25a#工字钢上下翼缘焊接为一组，栈桥每边采用三组并排，顶部用Φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10～15cm ，以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。

纵向两端做成1m 长坡道方便车辆通行，两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部。

工字钢标准长度12米。

净跨度按8m 进行计算，如下图所示：图a单位： m工字钢间上下翼缘板采用通长焊接，提高整体性.三、仰拱栈桥结构计算栈桥结构为两部各6根Ⅰ25a 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能够共同受力，并且能够提高栈桥桥面的横向刚度。

设计荷载按出渣车40t 重车，前后轮轮距为4.5m ，前轴分配总荷载的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。

文章编号：1009 -4539 (2021) 01 -0097 -04设计咨询2020 -11-04国家重点研发计划项目（2〇l 8YFC08087〇5)张光明（1983—），男，河南周口人，高级工程师，硕士，主要从事机械产品设计制造、设备状态监测及故障诊断研究；E-mail:285546273@大跨度伸缩式仰拱栈桥设计及应用张光明(中铁十一局集团汉江重工有限公司湖北襄阳441006)摘要：针对隧道仰拱施工进度慢、制约隧道机械化快速施工的难题，研制开发了大跨度伸缩式仰拱栈桥，并阐述 了栈桥组成、操作流程及功能特点,.，该设备创新了隧道仰拱快速协同施工工法，形成了仰拱开挖支护、仰拱村砌、 仰拱填充施工三个作业区间，作业区间各工序流水作业、并行作业，有效加快仰拱施工进度，缩短二衬台车跟进时 间，提高隧道施工进度该设备突破了困扰隧道仰拱快速施工的重要瓶颈，缩短了隧道施工安全步距，提高了隧道 施工工效，具有很好的应用前景。

关键词：仰拱栈桥仰拱施工机械化施工安全步距中图分类号：TH122; U455.3文献标识码：AD O I ： 10. 3969/j. issn. 1009-4539.2021.01.022Design and Application of Large-span Telescopic Invert TrestleZ H A N G Guangming(C hina Railway 11t h Bureau G r o u p Hanjiang H e a v y Industry Co. l.td., Xiangyang Hubei 441006, China)Abstract ： For the slow construction of tunnel inverted arch and the restricting factors of the rapid mechanization construction i n tunnel, a large-span telescopic invert trestle was developed, and the composition, operation flow and functions of the trestle are expounded. The rapid collaborative method of tunnel invert construction has been innovated, which fomis out three operating areas for the excavating (& supporting, the lining, and the f i l l i n g of tunnel inverted arch. Due t o the streamlined procedures and the parallel operation in each operation area, the invert construction i s effectively accelerated, the follow-up time of the secondary lining trolley i s shortened, and the tunnel construction progress i s improved. For this trestle, i t breaks through the troubled bottleneck that puzzles the rapid construction of tunnel inverted arch, shortens the safe stepping distance in tunnel construction, and improves the efficiency of tunnel construction, which shows good application prospects.Key words ： invert trestle ； invert constmction ； mechanized constnution ； safe stepping distance1引言随着基础建设热潮到来，工程规模将越来越大，技术难度也越来越高。