大桥涉航施工总结 第1篇

设计计算书

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路桥华南工程有限公司

新造珠江特大桥d4合同段钢栈桥设计计算书

第一章：工程简介

一．工程概况

新造珠江特大桥为广州新洲至化龙快速路上的控制性工程，全长1980m。其中引桥长1222m，斜拉主桥长758m，珠江大桥桥跨组合为6（）m＋＋（64+140+350+140+64)m＋（248m+40）＋2（）m。主线按双向六车道，设计行车速度为80km/h；主桥桥宽31米，引桥标准桥宽米；本工程总工期30个月。

主桥为主跨为350m的双塔斜拉桥。22、23主墩以及21辅助墩为水中基础，需搭设栈桥及平台进行施工。根据工程所处地区的地质环境条件，拟采用贝雷桁架在南、北两岸搭设钢栈桥。

二．结构设计

1、施工钢栈桥

钢栈桥采用贝雷加型钢的组合结构形式，北岸钢栈桥采用3+186+152m跨径组合、南岸钢栈桥采用18+152m跨径组合。钢栈桥采用φ6308mm的钢管桩作为基础，钢管桩横桥向中心距为400cm，在钢管桩上面设置双支i32型钢作为承重梁，并设置牛腿与钢管桩进行连接。贝雷为双排单层加强，两排贝雷之间采用45花架连接。二次分配梁采用i28a型钢，i28a型钢间距为100cm。i28二次分配梁上面设置[20a型钢作为一次分配梁，中心距为23cm，形成栈桥。

二次分配梁i28a与贝雷之间采用直径为φ16mm的骑马螺栓进行连接固定。钢栈桥的两端设置φ48钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：

钢栈桥断面图（单位：m）

2、钻孔施工平台

钻孔平台采用贝雷桁架作为主承重结构，[20型钢作为一次分配结构、i28按照1m间距分布作为二次分配结构，i32型钢作为四周圈梁将荷载传递给钢管桩基础。钢管桩采用直径630mm、壁厚8mm螺旋钢管，钢管桩中心距。

二次分配梁i28a与贝雷之间采用直径为φ16mm的骑马螺栓进行连接固定。钢栈桥的两端设置φ48钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：

3、主墩码头

钻孔平台采用贝雷桁架作为主承重结构，[20型钢作为一次分配结构、i28按照1m间距分布作为二次分配结构，i32型钢作为四周圈梁将荷载传递给钢管桩基础。钢管桩采用直径630mm、壁厚8mm螺旋钢管，钢管桩中心距4m。

二次分配梁i28a与贝雷之间采用直径为φ16mm的骑马螺栓进行连接固定。钢栈桥的两端设置φ48钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：

第二章：结构设计计算各相关参数的确定

一．计算目的

为了使钢栈桥、钻孔施工平台及主墩码头在新造珠江特大桥施工的整个过程中能够安全可靠地投入运用，需对钢栈桥的各结构进行强度、刚度及稳定性等方面的计算与验算。

二．参考资料

1、设计院及相关部门提供的该项目相关技术资料

2、《公路桥涵施工技术规范》（jtj041-）——人民交通出版社

3、《钢结构设计手册》（第二版）——中国建筑工业出版社

4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（jtj025－86）

5、《结构力学》——人民交通出版社

6、《路桥施工计算手册》——人民交通出版社

7、《实用土木工程手册》——人民交通出版社

8、《公路桥涵设计通用规范》——（jtg d60－）

三．计算过程中采用的部分参数

a3钢材的允许应力：【σ】＝170mpa

a3钢材的允许剪应力：【τ】＝85mpa

a3钢材的弹性模量：e＝

16mn钢材的允许应力：【σ】＝210mpa

16mn钢材的允许剪应力：【τ】＝120mpa

16mn钢材的弹性模量：e＝

四．设计技术参数及荷载的确定

1．上述结构设计计算荷载为50t履带吊及砼罐车，50t履带吊自重约为50t，其计算工况为最重荷载在栈桥上行驶时对栈桥的影响，考虑可能出现的履带吊停留在栈桥上吊装作业时的情况，吊重按20t考虑，则考虑的冲击系数最后取77t进行计算。

2．结构自重按实际重量计入或由计算软件自动计入；

3．流水压力

因新造珠江特大桥施工图设计说明中未提供相关数据，出于安全考虑，施工区域流水设计流速300cm/s。根据《公路桥涵设计通用规范》，则流水压力为：

fw=kaγv2/2g

其中：k—为形状系数，圆形取；

a—为阻水面积，取1m长度计算，则面积为；

γ—为水的重力密度，取10kn/m3；

v—为设计水流速，；

g—为重力加速度，取；

则：水流压力fw=

即钢管桩在水中的自由段承受的水流压力。

五．结构计算工况的确定

1．主桥施工栈桥

工况一：

钢栈桥搭设施工时，50t履带吊悬吊振桩锤打桩。此时由于前面的钢管桩还在振打，50t履带吊必需停留在悬臂跨上，此工况下主要考虑悬臂时对贝雷的受力大小及钢管桩的承载力。计算荷载为履带吊的自重、振桩锤重同时考虑一定的冲击系数，最后荷载值取77t。

最大荷载组合为：恒载+活载+水流压力

工况二：

钢栈桥搭设好后，正常投入使用时，各种施工车辆在上面行驶或停留。在整个施工过程中，最大荷载有砼运输车满载时为30t左右，考虑冲击系数取33t；履带吊自重50t，吊重20t，考虑冲击系数取77t。

最大荷载组合为：恒载+活载+水流压力

2、主墩钻孔施工平台：

主墩钻孔施工平台结构搭设过程受力状态与使用过程受力状态基本一致，所以仅按照使用过程进行分析。

最大荷载有砼运输车满载时为30t左右，考虑冲击系数取33t；履带吊自重50t，吊重20t，考虑冲击系数取77t。

3、主墩码头：

主墩钻孔施工平台结构搭设过程受力状态与使用过程受力状态基本一致，所以仅按照使用过程进行分析。

最大荷载有砼运输车满载时为30t左右，考虑冲击系数取33t；履带吊自重50t，吊重20t，考虑冲击系数取77t。

经过初步分析：主桥钢栈桥、钻孔施工平台、码头均按照履带吊控制设计。

第三章：结构的设计计算及验算

一、主栈桥结构设计与验算:

1．工况一

在工况一里，主要考虑汽车吊的悬臂作用。单跨栈桥为18m，综合考虑50t履带吊的作业半径，履带吊的荷载布置为从悬臂端的桩顶开始，荷载分布为两中心距为（边到边为）的均布荷载，荷载宽度为，长度为5m。每条履带的均布荷载大小为770÷2÷5=77kn/m，履带吊在栈桥上居中布置，履带悬臂一半。其示意图如下：

一次分配梁[20的计算：

根据荷载分布情况以及履带宽度，按最不利考虑，单条履带荷载考虑由3条[20a型钢承担，其大小为77÷3=,按5跨连续梁考虑，其计算结果如下：

由上图计算结果可知，[20a承受的最大组合应力为σ=＜【σ】＝170mpa。

由上图计算结果可知，[20最大位移为f=＜【f】＝l/400=。

二次分配梁i28的计算：

根据一次分配梁[20的计算结果得知，在悬吊振桩的情况下，一次分配梁对二次分配两产生的作用力最大为，则施加在二次分配梁上的作用力按单边最外侧3个23cm等间距大小（实际要略小）的作用力计算，则二次分配梁的计算结果如下：

由上图计算结果可知，i28承受的最大组合应力为σ=＜【σ】＝170mpa。

由上图计算结果可知，i28最大位移为f=＜【f】＝l/200=5mm。

整体计算：

由于悬吊振桩锤施工时，履带吊为居中布置，栈桥的各结构都是等间距对称布置的，所以贝雷计算时可将各重量简化为均布荷载进行计算。履带吊的履带长度为5m，则贝雷悬臂部分按2片贝雷6m考虑，每片贝雷加花架按300kg考虑，则施加在贝雷上的荷载为：

贝雷：3501/3=

i28:

[20:

则施加在贝雷上的结构自重按均布荷载为，单侧双排加强贝雷的均布荷载为，施加的活载为单条履带77kn/m，贝雷的计算结果如下：

由上图计算结果可知，双排加强贝雷承受的最大组合应力为σ=＜【σ】＝210mpa。

由上图可知，双排加强贝雷最大位移为f=＜【f】＝l/400=45mm。

由上图可知，钢管桩最大反力为。

钢栈桥的整体稳定性计算：

由上图计算结果可知，钢栈桥第一阶失稳系数为。

结论：综合上述结果可知，钢栈桥在工况一荷载作用下，有足够的刚度、强度、稳定性。结构安全可靠。

2．工况二

在工况二中，计算荷载取履带吊的55t。由于在工况一中计算荷载也为55t，所以在工况二里不再进行一次分配梁和二次分配梁的单独计算，而直接进行贝雷及栈桥的整体稳定计算。

整体计算：

由工况一的计算可得知贝雷上的结构自重荷载为，单条履带活载为77kn/m（荷载长度为5m），贝雷弯矩计算时活载布置到跨中，剪力计算时布置到支点处，贝雷取一联4跨连续进行计算。计算结果如下：

由上图可知，双排加强贝雷最大组合应力为σ=＜【σ】＝210mpa。

由上图计算结果可知，双排加强贝雷最大变形挠度为f=＜18000÷400=45mm。

由上图计算结果可知，钢管桩最大反力为f=

钢栈桥的整体稳定计算：

由上图计算结果可知，钢栈桥第一阶失稳系数为。

结论：综合上述结果可知，钢栈桥在工况二荷载作用下，有足够的刚度、强度、稳定性，结构安全可靠。

二、主墩钻孔施工平台：

1、一次分配梁[20的计算：

该分配梁计算结果与主栈桥的一次分配梁计算结果一致。

2、二次分配梁i28的计算：

该分配梁计算结果与主栈桥的一次分配梁计算结果一致。

3、整体计算：

由上图可知，不加强贝雷最大组合应力为σ=＜【σ】＝273mpa。

由上图计算结果可知，不加强贝雷最大变形挠度为f=＜10000÷400=25mm。

由上图计算结果可知，钢管桩最大反力为f=

三、主墩码头计算：

1、一次分配梁[20的计算：

该分配梁计算结果与主栈桥的一次分配梁计算结果一致。

2、二次分配梁i28的计算：

该分配梁计算结果与主栈桥的一次分配梁计算结果一致。

3、整体计算：

由上图可知，双排加强贝雷最大组合应力为σ=＜【σ】＝273mpa。

由上图计算结果可知，双排加强贝雷最大变形挠度为f=＜15750÷400=。

由上图计算结果可知，钢管桩最大反力为f=

第四章：钢管桩的入土深度计算

一．主桥钢栈桥

根据第三章中各工况的计算结果，钢管桩的单桩最大承载力为工况一，考虑其它不确定的影响因素，φ6308mm钢管桩的最大单桩承载力按600kn进行计算。

根据地质勘察报告中22墩附近孔位土质力学性能，

qmc4 ：承载力取[σ]=100kpa，摩阻力取[τ]=40kpa，

层厚,层顶标高；

pz1⑦1：承载力取[σ]=350kpa，摩阻力取[τ]=75kpa，层厚3m；

pz1⑦2：承载力取[σ]=550kpa，摩阻力取[τ]=130kpa，层厚；

则单桩进入pz1⑦1土层深度为：

l0=()÷()=

根据设计给出的勘察资料，河床标高为，

桩顶标高为：+；

桩底标高为：；

单桩桩长为：l=；

综合考虑：钢管桩设计长度取18m，实际过程中可以适当调整，但施工过程必须保证单桩承载力不小于60t。

二、钻孔施工平台及主墩码头：

比较钻孔施工平台及主墩码头钢管桩反力，钢管桩长度与主桥钢栈桥确定原则一致：钢管桩设计长度取18m，实际过程中可以适当调整，但施工过程必须保证单桩承载力不小于60t。

目 录

第一章、施工简介. 1

一、工程概况. 1

二、结构设计. 1

第二章、结构设计计算各相关参数的确定. 3

一、计算目的. 3

二、参考资料. 3

三、计算过程中采用的部分参数. 4

四、设计技术参数及相关荷载的确定. 4

五、结构计算工况的确定. 5

第三章、结构设计计算及验算. 6

一、主桥钢栈桥. 6

二、钻孔施工平台. 14

三、主墩码头. 16

第四章、钢管桩的入土深度计算. 18

大桥涉航施工总结 第2篇

[关键词]全自动；栈桥式仰拱移动模架；稳定性计算；研究

[基金]：_西部交通建设科技项目管理中心（2013 315 Q03 080）

1.研究背景

从隧道施工技术的发展艰辛历程回望，我国隧道机械施工从上世纪80年代逐步兴起到至今，所形成了多种机械化施工成套技术和设备配套模式分析，超前支护的C6钻机、地质钻孔机，掌子面开挖的机械挖掘机、悬臂掘进机、铣挖机、TBM等，拱墙衬砌整体模板台车，以及各种喷锚、灌注、装卸、型材加工等机械设备配置相对成熟和完善，在功效、进度、质量、安全控制等已经取得了巨大的成果。但是隧道仰拱施工设备的研究相对较为落后，对于全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机的研究与应用方面做得较少。很多单位和项目所研制移动栈桥存在稳定性差、结构单一、灵活性不足、操作复杂、行走和定位困难、效率较低等问题，在使用过程中，对异形结构的仰拱衬砌模板、中心水沟模板定位控制难，仰拱衬砌和填充混浇、混凝土形体难以控制、浇筑时间长，无法适应各种工况和地质条件、施工质量病害多。在使用过程中始终难以保证仰拱施工安全质量、进度、行车安全、与掌子面平行作业等问题。

全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机是在类似栈桥的基础上进一步完善和优化，增加了液压自行装置、前后左右移动机构、人行道及警示标识等装置和自动功能，解决了隧道仰拱衬砌、仰拱填充、中心水沟施工质量难以控制的情况下，并确保安全步距控制和过往行车安全通行条件。

2.总体结构及功能介绍

由中交隧道局所承建的沪昆铁路客运专线贵州段CKGZTJ-3标全长，其中隧道31座/，隧道比为。在项目建设过程中，充分利用标段内隧道长、多、难、围岩类型多、地质复杂、不同工艺工况等特点为科研载体，研发全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机。该设备主要由走行机构、主桥总成、前后桥板总成、液电系统、仰拱模板（支撑定位、收模机构）、中心水沟模板等通过铰接、高强度螺栓连接为一体，用于隧道仰拱衬砌和填充施工的自行式液压栈桥式移动模架设备。该设备在隧道仰拱施工过程中，以保证车辆正常通行、仰拱衬砌、仰拱填充、中心水沟一次性衬砌施工同步进行。

表1 全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机构造主要名称和技术参数表

序号 结构名称 主要参数 序号 结构名称 主要参数

1 主桥长 19m 12 前后桥提升油缸行程 350mm

2 前（后）桥长 13 仰拱模板提升行程 500mm

3 前（后）桥坡比 15% 14 栈桥移动速度 8m/min

4 仰拱有效作业长度 0-12m 15 栈桥重量

5 主桥行车宽度 16 仰拱模板系统重 15t

6 轮组横向中心距 17 中间水沟模板重 3t

7 轮径（钢制橡胶外圈） φ400mm 18 总重量

8 垫梁横向中心距 3944mm 19 行走电机功率 6×4KW

9 整桥允许通过的最大动载荷 55t 20 整机配电功率 24KW

10 中桥有效作业空间 2m 21 动载系数

11 中桥顶升油缸行程 300mm 22 车辆通行速度 ≤12公里/小时

3.细部结构设计说明

主桥总成

主桥总成共由4组花架梁、10组桥面连接而成。花架梁采用16mm钢板拼焊工字型结构梁、工36b#、14#钢拼焊而成；考虑安装、运输等因素，梁体中心处设一处分模，由高强螺栓密布连接；桥面采用12mm花纹钢板、工36b#、14#钢、槽36b#钢拼焊而成，以1m为单元形成框架梁结构；桥面与主桥连接形式除了受剪切力方向的竖向连接，采用高强度螺栓连接形式，另外增加桥面与主桥连接处牛腿结构，形成小横担梁，采用普通六角头螺栓连接形式，进一步加强和保证此处连接的可靠性、安全性。

走行机构

共由六组主动走行机构和两组从动走行机构组成，轮组均采用高性能耐磨橡胶材料，8组走行机构采用6组驱动。其中两端四组主动走行机构主要实现整机前后自行位移，中间一组主动走行机构与主桥之间的连杆为铰接销连接，可进行垂直平面的自由折叠。另设两组从动轮组作辅助。在走行机构与主桥连杆之间同时设有旋转装置和定位装置。

前后桥板总成

前后桥板总成相对整机中心处完全对称，采用15%的坡度，使其施工重载车辆顺利通过。主要采用工20b#和槽10#钢拼焊而成，与主桥连接形式为φ60铰接销连接。理想状态下，前后桥板与主桥之间的组装间隙、错台误差均小于10mm。前后桥桥面宽，桥面两侧各设有一个起吊点；前后吊臂采用工20b#和槽10#钢拼焊而成，与花架梁采取螺栓连接形式；在前后吊臂与前后桥板起吊点的垂直位置，设置提升油缸完成前后桥板的起升与降落动作。在前后桥板的下方分别设置支撑，进一步缩短该桥板承载过程中的力臂，提高安稳性。

液电系统

整机液电系统主要由两组液电操纵台，油箱容量分别为180L，额定压力16Mpa，16个油缸包括：8个主桥升降油缸、4个前后桥板提升油缸、4个仰拱模板油缸，及若干油管组成，左右对称。电气部分主要由六组3t电动跑车装置和六组驱动电机组成，液压操纵台同时为电源控制人口，要求统一指挥，协调操纵。

仰拱模板、支撑定位、收模机构

按照隧道断面仰拱尺寸设计，外侧半径向隧道中线方向过渡至，弧长，纵向12m长，由2m×6块组成。模板沿隧道中线左右对称，采用油缸支撑、收模，双头丝杠刚性支撑。

在主桥上设置侧翼支架，单侧7组共14组，与仰拱模板之间采用双头丝杠刚性支撑。在主桥上设置悬臂梁，单侧两处共4处，可根据衬砌循环所需要的长度尺寸，自由换位与主桥连接。悬臂梁与仰拱模板之间采用3t电动跑车、双耳式提升油缸及模板通联连接为一体。轮胎采用特制大半径钢轮，就位后定位采用液压油缸行程加全站仪测量精确定位。

中心水沟模板

主要由纵梁、横担梁、平模板及支撑丝杠组成。采用主桥底部悬挂两组3t电动跑车结构形式，配套设置双头丝杠。平模板单块设计尺寸为×，纵向长度为×8组12米，左右对称。与横担梁之间采用单孔铰销连接形式。

4.稳定性分析

移动栈桥是隧道施工中架设在仰拱上方的临时便桥，主要作用是保证仰拱施工时，其他工序作业仍可有序进行（主要是大型车辆可自由通过全幅仰拱施工段），必须保证移动栈桥安全可靠。针对全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机整体结构，结合公路桥涵设计规范和路桥施工计算手册等规范，采用有限元软件ABAQUS对该移动栈桥进行结构受力分析计算。

计算参数

通过栈桥车辆荷载按50t混凝土搅拌运输车考虑，混凝土搅拌运输车重轴（后轴）单侧为4轮，单轮宽30cm，双轮横向净距10cm，单个车轮着地面积=×。两后轴间距135cm，左侧后双轮与右侧后双轮距190cm。车总宽为250cm。混凝土搅拌运输车前轴重P1=100kN，后轴重P2=400kN。荷载图示如下图：

活载横向示意图（图中尺寸cm）

设计通车能力按车辆限重50t，限速12km/h，按通过栈桥车辆为50t混凝土搅拌运输车满载时考虑，后轴按400kN计算，载重车辆技术参数如表2所示。

车辆载荷冲击动载系数为，车辆制动力按一辆重车的30%计算，车辆对支腿的横向偏移力按一辆重车的10%计算。

表2 载重车辆技术参数

总重量

（KN） 前轴重

（KN） 后轴重（KN） 轴距（m） 轮距（m） 前后轮着地宽度

及长度（m） 外形尺寸（（m）

500 100 400

计算依据

主要计算依据为： 移动栈桥布置图、 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）、公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）、路桥施工计算手册、钢结构设计规范 （GB50017-2003）。

荷载分析

移动栈桥的工况有两种：工况1 是车辆位于主桁架跨中并偏载时，主梁桁架承受的荷载。工况2是车辆位于前支腿上并偏载时，支腿所承受的荷载。验算栈桥强度时需乘以车辆运行的冲击系数，验算刚度时无需施加动载系数。

移动栈桥受到的荷载为：自身重力、载重车辆对移动栈桥的轮压荷载、制动力及车辆对支腿的横向偏移力。其中，移动栈桥的自身重力由软件自行设置，重力加速度取。采用ABAQUS 中的耦合约束命令，将移动栈桥受到前后轮压的受力区域进行耦合，然后将轮压施加在参考点上。

分析结论

采用ABAQUS 软件对施工长度19m的移动栈桥主体结构进行了静力强度校核，模型采取三维整体建模方式，杆件以梁单元处理。计算模型中没有建立载重车辆，其对移动栈桥的轮压作用以载荷的形式施加到移动栈桥结构模型上，由此计算出该移动栈桥主体结构的整体变形以及各杆件应力的分布情况。通过提取并分析计算结果得出，移动栈桥各杆件的最大Mises 应力值在杆件材料的许用应力范围之内，主梁上下弦杆的挠度最大值在规范允许挠度范围之内。由此表明设计的移动栈桥主体结构的强度、刚度和稳定性均符合规定要求，可以满足工程需要。

5.施工技术内容

全自动仰拱液压栈桥式移动模架涉及到的专业较多，主要包括有隧道仰拱施工、机电控制和液压控制系统、钢结构设计等方面，从单方面的土建工作入手有一定局限性，必须要加强机械和电器工程方面的专业人员参与，针对涉及到各专业方面进一步研究和优化，充分发挥专业优势进行互补，并培养专业人才，对栈桥操作、液电系统维修保养工作和机械故障处理、隧道工程施工工艺和实施组织、施工过程中常规问题的处理应对、关键工序控制等方面培养专业、综合性技术工人。

通过在沪昆客专贵州段3标栋梁坡隧道、报信山隧道、上寨隧道、长滩隧道工艺试验过程中，从栈桥开始组装、行走、施工工艺、拆卸等方面进一步深入研究，通过对栈桥在现场工艺试验过程中对基础数据收集、施工工艺过程控制、关键工艺工序等方面全面分析和完善总结，并从研制、混凝土施工技术、工艺工法、操作和使用技术、故障诊断及维修保养技术、长大隧道施工组织管理技术等方面进行研究。

6.结论

通过近3年的科技研究和技术攻关，充分利用沪昆贵州项目隧道长、多、难、围岩衬砌类型多、工程地质条件复杂等特点为科研载体，研究在不同地质、衬砌类型、工艺工况条件下，通过对设备设计研制、现场工艺试验研究、各部（构）件改进和方案优化、技术总结，通过在多座隧道工艺性试验和推广应用，取得了良好的成果，解决了隧道仰拱衬砌、仰拱填充、中心水沟的质量控制以及安全步距控制和过往行车安全通行等问题，进一步提高隧道仰拱施工关键配套设备和加强施工组织的管理能力，进一步确保隧道仰拱施工安全质量和安全步距、长大隧道工期控制、提高经济效益、提升施工机械化水平。

【参考文献】

[1]__.铁建设[2010]241号 高速铁路隧道工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2010.

[2]__.TB10753-2010 高速铁路隧道工程施工质量验收标准[S] .北京：中国铁道出版社，2010

[3]__.TB10621-2009 高速铁路设计规范[S] .北京：中国铁道出版社，2010.

[4]王梦恕，等.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5]_第二工程局.隧道（上）[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[6]_第二工程局.隧道（下）[M].北京：中国铁道出版社，2003.

大桥涉航施工总结 第3篇

关键词：仰拱栈桥 顶模 仰拱混凝土 仰拱填充

1 概述

隧道尤其是高速铁路隧道的仰拱混凝土浇筑施工过程中，因仰拱混凝土形状多为弧形，且混凝土坍落度较大，如果不安装顶模很难控制混凝土的外形符合设计要求。同时，为保证仰拱施工期间洞内正常通车，需要在仰拱上方架设仰拱栈桥。

我们修建的武广客运专线大瑶山隧道仰拱的半径只有15m，这样仰拱的弧形非常大，两翼比中线处的混凝土高2m左右，加之混凝土的标号多为C25或C30，坍落度比较大，施工中混凝土很难成型。为此，我们根据现场施工的实际情况设计了一种较为实用的仰拱混凝土顶模。也根据这个顶模的特点，设计了一副栈仰拱桥。下面简述仰拱顶模和栈桥的结构和使用方法。

2 仰拱顶模和栈桥

适用范围

该仰拱顶模和栈桥适用于隧道仰拱混凝土施工，尤其是仰拱半径较小，混凝土坍落度较大的隧道中使用。

仰拱顶模和栈桥的总体设计原则

仰拱顶模为整体式可伸缩结构，下部设轮子，可使用机械设备拖行。仰拱栈桥采用工30工字钢制作，上表面铺设钢板，两侧带可折叠坡道，下部设轮子，可使用机械设备拖行。

仰拱顶模的结构及制作

①主框架采用工18工字钢焊接制作，根据隧道仰拱宽度及填充的高度定主框架尺寸。②根据仰拱设计形状订做整体式钢模板，模板厚度大于5cm，模板间设置转轴，模板纵向长度为5m。③采用液压油顶升降及伸缩模板。④顶模尾端设置一对可升降行走轮。⑤顶模两端分别设置一对升降油顶，所有油顶均通过油顶控制箱控制。

仰拱栈桥的结构及制作

①仰拱栈桥共两幅，每幅四根主梁，主梁采用工30工字钢焊制，接头位置错开布置，且在工字钢腹板位置采用钢板帮焊，主梁间采用工30工字钢焊接固定且交错布置。②栈桥顶面铺设带花纹钢板，与主梁焊接牢固。③两端坡道为活动可旋转折叠结构，设置转轴。④栈桥尾端设置可升降的行走轮，两端设置支撑腿。⑤栈桥主梁长12米，不包括坡道部分。⑥仰拱栈桥摆放在左侧或右侧行车道位置。

仰拱顶模及栈桥的具体结构见图1、图2、图3、图4、图5。

图中：1—顶模主框架、2—边模油顶、3—底模油顶、4—顶模结构行走轮、5—泵送混凝土进料口、6—模板、7—仰拱中线、8—仰拱填充顶面线、9—待浇筑仰拱混凝土、10—顶模伸缩油顶控制箱、11—附着式振动器、12—顶模结构升降油顶、13—支撑丝杆、14—枕木或方木、15—栈桥坡道转轴、16—栈桥支撑腿、17—栈桥行走轮、18—栈桥主梁、19—栈桥钢板、20—栈桥坡道、21—堆码碴体、22—已浇筑仰拱填充混凝土、23—已浇筑仰拱混凝土。

3 仰拱顶模和栈桥的施工方法及工艺流程

准备工作：待已浇筑的仰拱砼达到初凝后，利用油顶收起两侧模板，再升起中间模板。清理模板并刷脱模剂。同时，将准备施工的仰拱基坑清理干净。

测量定位：根据设计测出仰拱中线及标高。待仰拱砼达到设计强度的90%时，降下行走轮，收起后支撑腿油顶，利用机械设备将模板结构前段吊起，收起前支撑腿油顶，拖动模板结构前行到待浇筑仰拱的位置，行动过程中注意模板中线对准测出的仰拱中线。铺设枕木或方木，放下前后支撑腿油顶，收起行走轮。根据测量的标高调整模板结构高度。

模板定位：根据测量结果利用模板升降油顶将中间模板下降到设计高度，固定好支撑丝杆，利用伸缩油顶就位两侧模板，固定好支撑丝杆。安装好封头模。

浇筑混凝土：连接好泵送砼管道后泵送砼。泵送砼的顺序为先从中间模板上的泵送口压入混凝土再从仰拱两侧口压入砼。采用附着式平板振动器振捣。

施作上一板填充混凝土。

栈桥移位及就位：清除下两板仰拱洞碴，用碴体堆码栈桥前端平台。待上一板回填砼达到设计强度后移动仰拱栈桥。将栈桥两端坡道翻起折叠，利用机械设备吊起栈桥后端，放下行走轮，吊起栈桥前端，拖动栈桥前行至碴体平台前，铺设枕木或方木，放下栈桥前端，使前支撑腿落在枕木之上。吊起栈桥后端，收起行动轮后放下栈桥，最后将两端坡道旋转放平。

重复2、3、4、5、6步。

4 结论

仰拱顶模及栈桥很好的解决了隧道仰拱混凝土浇筑施工过程中，因仰拱混凝土形状多为弧形，且混凝土坍落度较大，不容易成型的问题。同时，也为仰拱施工期间洞内正常通车提供了良好的条件。通过实践证明，我们在武广客运专线大瑶山隧道的仰拱施工中，仰拱顶模及栈桥的应用起到了比较好的效果，有较大的推广价值。

参考文献：