隧道仰拱棧橋施工方案

2021-12-27 13:54:28 字數 2195 閱讀 2670

仰拱棧橋方案

編制複核

審批xx標段xx局專案部xx部

二0一0年九月

仰拱棧橋施工方案

一、工程概述

隨著施工進度要求,我標段各隧道即將進入仰拱部位的施工,為了保證仰拱施工連續進行並且隧道開挖出渣和洞內材料運輸不受仰拱開挖的影響,故在仰拱開挖槽上搭設仰拱棧橋。隔跨跳躍施工,待已澆築的仰拱混凝土強度滿足通車強度要求後,即強度達到設計強度的100%,方可移走棧橋,到下一隧底開挖槽上,依次迴圈使用。

二、仰拱棧橋的選型

按照我公司以往施工經驗和現場施工實際情況,並按照盡早開挖盡快封閉成環的原則,一般仰拱施工段落為6公尺。根據現場工字鋼的**情況,並保證棧橋結構的強度剛度滿足整個隧道施工迴圈內相關車輛通行的要求。擬選擇採用2根25a#工字鋼上下翼緣焊接為一組,棧橋每邊採用三組併排,頂部用φ22螺紋鋼筋連成整體,縱向間距10~15cm,以提高棧橋結構的平面內、外強度和剛度。

縱向兩端做成1m長坡道方便車輛通行,兩幅棧橋橫向間距根據車輪輪距布置,保證車輪壓在棧橋中部。鋼材長度為工字鋼標準長度12公尺。淨跨度按8m進行計算,如圖a所示:

單位: m

三、仰拱棧橋結構計算

棧橋結構為兩部各6根ⅰ25a工字鋼併排布置作為縱樑,每兩根工字鋼上下翼緣板通長焊接,橫向頂部用φ22螺紋鋼筋連線,保證在車輪荷載作用下縱樑能夠共同受力,並且能夠提高棧橋橋面的橫向剛度。

設計荷載按出渣車40t重車,前後輪輪距為4.5m,前軸分配總荷載的1/3,後軸為2/3,左右側輪各承擔1/2軸重,工字鋼為整體共同承擔重車荷載,工字鋼自重、按1.15係數設計,動載及安全係數設計為1.

1。1、力學簡化

梁兩端都有轉動及伸縮的可能,故計算簡圖可採用簡支梁(如圖b)。

單位:cm

由於截面上的彎矩隨荷載的位置變化而變化的,因此在進行結構強度計算時,應使在危險截面上即最大彎矩截面上的最大正應力不超過材料的彎曲許用應力[σ]故需確定荷載的最不利位置,經荷載不同位置處的彎矩比較在檢算最大正應力時,應取p/3荷載在跨中位置(如圖c):

單位:cm

計算最大剪應力時,取荷載靠近支座位置(如圖d)。

單位:cm

2、檢算過程

(1)棧橋結構檢算

1)、用靜力平衡求出支座a 、b反力及最大彎矩和剪力

p --車輛荷載(n)

rac —圖c中a支點反力(n)

rad —圖d中a支點反力(n)

mmax —最大彎矩值(

qmax –最大剪力值(kn)

2)、根據初選結構進行力學計算:

按每側共6根工字鋼進行檢算

查《路橋施工計算手冊》—熱軋普通工字鋼截面特性表,得25a型工字鋼。

; 1))平面內強度計算;

σmax—工字鋼最大彎曲應力(mpa)

[σ]-----鋼材容許彎曲應力(mpa)

wx-----x軸截面抵抗矩(cm3)

wy----- y軸截面抵抗矩(cm3)

由以上計算可知,單側按照6根工字鋼選用,平面內強度可以滿足工作要求,且未考慮工字鋼、橫向連線螺紋鋼筋共同作用的富餘係數,平面內是偏於安全的。

2))平面外強度計算

考慮到車輛行駛在棧橋上時,方向不一定與橋縱向平行,存在橫向彎矩,按平面最大彎矩的15%考慮,計算如下:

由以上計算也可知,按照單邊6根工字鋼選用,平面外強度可以滿足設計要求。

3))、剪應力計算

使用剪應力強度條件公式校核最大剪應力需先計算25a型工字鋼截面中性軸一側的面積對中心軸的靜矩

每根工字鋼分擔的最大剪力為

查表得 25a型工字鋼

, ,故得到棧橋縱樑最大剪應力,並據此校核剪應力強度

τmax ---最大剪應力

[τ] ---鋼材容許剪應力(mpa)

q ----剪力(kn)

sxmax---最大半截面面積矩(cm3)

ix ----軸截面慣性矩(cm4)

d ----腹板厚度(mm)

剪應力滿足要求,此結構安全。

4))、剛度計算:

一般簡支梁結構允許撓度

對撓度要求高的結構,

,對撓度要求小的結構,

,fmax—最大撓度值(mm)

[f]---允許撓度值(mm)

p---後軸荷載(n)

l---計算跨度(m)

e---彈性模量(mpa)

撓度大於要求較高的結構撓度允許值,但是考慮到棧橋為臨時結構物,且最大撓度值小於要求較小的結構撓度允許值,此棧橋結構可用。

隧道仰拱棧橋施工方案9公尺

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