隧道简易仰拱栈桥设计
二衬仰拱栈桥的设计与受力计算
隧道施工采用无轨运输，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。
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。
1.仰拱栈桥设计（1）行走车辆的情况在衬砌前，通过仰拱栈桥的主要施工机械、车辆为小松W A380A3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。
主要施工机械车辆状况（2）荷载的确定根据表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。
（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1.25m。
（4）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1.5m。
（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.受力验算（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=58.8KNP2=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:M max= M汽+ M重=293.511+5.265=298.776 KN.m（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，服合要求。
隧道仰拱安装施工方案设计
一、工程概况本工程为某公路隧道工程，隧道全长5000m，采用双洞单线设计，左洞起止里程桩号为K0+000～K2+500，右洞起止里程桩号为K0+000～K2+500。
隧道最大埋深为80m，洞身采用三心圆拱形断面，仰拱高度为4.5m，仰拱宽度为7.5m。
二、施工方案设计1. 施工准备（1）人员准备：成立隧道仰拱安装施工班组，明确施工负责人、技术负责人、质量负责人和安全负责人。
（2）材料准备：准备仰拱模板、钢筋、混凝土、防水板、喷射混凝土等材料。
（3）设备准备：准备挖掘机、装载机、混凝土搅拌车、喷射混凝土机、钢筋加工设备等设备。
2. 施工工艺流程（1）测量放样：根据设计图纸，对隧道仰拱进行测量放样，确定仰拱中心线、边线和高程。
（2）仰拱开挖：采用松动爆破配合挖掘机进行仰拱开挖，确保开挖面平整、垂直。
（3）仰拱钢筋绑扎：按照设计要求，进行仰拱钢筋绑扎，确保钢筋间距、保护层厚度等符合规范。
（4）仰拱模板安装：将仰拱模板安装在开挖好的仰拱表面，确保模板平整、垂直。
（5）喷射混凝土施工：采用湿喷工艺进行仰拱喷射混凝土施工，确保喷射混凝土密实、平整。
（6）防水板施工：在仰拱喷射混凝土施工完成后，铺设防水板，确保防水效果。
（7）仰拱回填：在仰拱防水板施工完成后，进行仰拱回填，确保回填密实。
3. 施工质量控制（1）严格控制仰拱开挖尺寸，确保符合设计要求。
（2）严格控制钢筋绑扎质量，确保钢筋间距、保护层厚度等符合规范。
（3）严格控制喷射混凝土施工质量，确保喷射混凝土密实、平整。
（4）严格控制防水板施工质量，确保防水效果。
（5）严格控制仰拱回填质量，确保回填密实。
4. 施工安全措施（1）加强施工人员安全教育培训，提高安全意识。
（2）严格执行安全操作规程，确保施工安全。
（3）加强施工现场安全管理，确保施工现场安全。
（4）加强施工现场文明施工管理，确保施工现场整洁。
三、施工进度安排根据隧道工程实际情况，制定合理的施工进度计划，确保隧道仰拱安装施工按期完成。
隧道自行式仰拱栈桥
隧道⾃⾏式仰拱栈桥低压接地栈桥是为采⽤栈桥⼯法进⾏隧道仰拱施⼯⽽开发的施⼯机械，具有如特点：1，栈桥在前引桥下进⾏混泥⼟施⼯，配合不同的牵引桥踏板可适应台阶法及全断⾯两类开挖⽅式下的仰拱（底板）混泥⼟施⼯。
2，充分利⽤混泥⼟早期强度为栈桥⾃重及通⾏载荷提供⽀撑，配合专⽤柔性底座及⾃动⾛⾏轨道。
接地压强为3kgf/CM2(0.3MPA)，当混泥⼟达到脱模强度要求后便可通⾏栈桥及栈桥上过车。
3，采⽤液压控制，具备上、下、左、右调整功能，⾏⾛采⽤电控专⽤⼩车，整个栈桥就位⽆需⼈⼯铺轨，1⼈即可操控。
⾃动化程度及安全性⾼于⽬前已知各类栈桥。
4，通过载荷50T。
底部混泥⼟施⼯先超前⼀个⼯位进⾏半侧隧道底部开挖，清碴、扎钢筋等衬砌准备作业；架设栈桥（通过栈桥横移和前移），放下栈桥前后引桥；进⾏另⼀侧隧道底部开挖，清碴、扎钢筋等衬砌准备作业；浇注混凝⼟，同时进⾏第1步作业；在新浇注的混凝⼟强度达到脱模要求后，进⾏重复第2步作业。
如此循环进⾏作业，即可在不影响隧道开挖时进⾏底部混凝⼟衬砌。
图1（双击放⼤）栈桥横移操作引桥举升油缸收起前后引桥；操作横移油缸带动主桥和轨道横向移动；操作举升油缸，举升油缸通过⾏⾛架和轨道，⽀撑于混泥⼟⾯上，升起栈桥，栈桥通过滑轨和滑槽提起底架；操作横移油缸，使底架横向移动；操作举升油缸，降下栈桥及底架，提起⾏⾛架和轨道; 操作横移油缸，使栈桥横向移动。
如此往复，使栈桥横向移动到对侧。
栈桥前（后）移1，操作驱动电机，驱动电机通过链轮，链条牵引栈桥在轨道上移动3.5⽶；2，操作举升油缸，降下栈桥并提起⾏⾛架和轨道；3，操作驱动电机，驱动电机通过链轮，链条牵引轨道往前移动3.5⽶；4，操作举升油缸，升起栈桥并放下⾏⾛架和轨道；5，操作驱动电机，驱动电机通过链轮，链条牵引栈桥在轨道上移动3.5⽶。
如此反复从⽽带动栈桥纵向移位到下⼀⼯位，柔性底座底座与栈桥采⽤万向铰连接，栈桥重量与通过载荷均匀传递到8个底座上；每块底座再将载荷通过30个⾼弹性橡胶垫及15个垫板传递到混泥⼟上，这样即使浇注混泥⼟不够平整也能保证受⼒均匀。
单线铁路隧道自行式仰拱栈桥带模板施工工法
单线铁路隧道自行式仰拱栈桥带模板施工工法随着我国铁路工程技术高速发展以及铁路线路标准的提高，铁路线路选线中不可避免的选择隧道方式穿越复杂地形，使隧道在线路中的占比越来越大，长大隧道越来越多，施工进度成为隧道施工的关键重点工作。
施工组织中工装设备配套技术成为隧道施工进度及成本控制的决定性因素。
隧道施工中二衬仰拱施工成为施工进度控制中的关键一环，对施工进度起着关键性控制作用。
一般隧道施工中还受安全步距规定的影响。
2、工法特点2.1 施工干扰少，作业空间大，工效高。
2.2 一次浇筑长度长，矮边墙线型好，混凝土能达到内实外美的质量要求。
2.3 端部模板封堵次数少，减少施工缝用止水带等材料，减少人工费及材料费。
2.4 施工循环时间短，施工进度快。
3、适用范围适用于单线铁路隧道二衬有仰拱隧道施工，也可用于无仰拱隧道施工。
双线隧道也可作为参考。
4、工艺原理根据以前施工的短栈桥及整体仰拱模板优化衍变而来，仰拱长栈桥由主桥长度30m、前后桥、矮边墙整体模板及行走系统组成，根据走行方式不同有后驱液压中支腿滑动式和前履带行走式。
栈桥中间采用液压式支腿支撑可滑动栈桥，后端安装驱动轮前推移动栈桥。
仰拱小边墙两侧模板加工为一个整体，前端行走小车挂在栈桥的纵梁内侧（兼轨道）上，后端配置驱动轮，置于水沟槽内，前后驱动前移。
栈桥可一次前行约27m，分段进行清底绑扎仰拱钢筋，小边墙整体模板前移定位，安装封端模板，浇筑混凝土养护，拆模前移完成一个施工循环。
5、施工工艺流程和操作要点5.1 施工工艺流程仰拱及填充施工工艺流程，见图5.1。
图5.1 仰拱及填充施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1隧底清渣隧道洞身开挖按设计及规范要求需进行仰拱施工时，先采用挖掘机配合自卸汽车进行仰拱初始段隧底清渣，然后组织仰拱栈桥组装。
5.2.2栈桥行走行走时伸缩支腿支撑（四支腿结构保稳定）于仰拱基面上，前支腿收放，后端驱动轮驱动栈桥前移，栈桥主重在伸缩支腿滑动前移，栈桥前进到位后，前端受力支腿支撑在仰拱上，收缩滑动支腿完成行走。
仰拱栈桥验算
一、概况为确保隧道施工畅通，并保证掌子面与仰拱同时施工的需要，经研究决定在施工仰拱时，临时架设一副栈桥。
从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑，仰拱栈桥采用8片I40a工字钢作为主梁，4片为一组，两组工字钢间净距60cm，工字钢上横向满铺Φ22螺纹钢（间距0.05m）。
设计栈桥承载不小于40吨（不含栈桥自重，隧道施工用车中最大重量为35吨）。
二、荷载分析根据现场施工需要，栈桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q，及车辆荷载P两部分组成，其中车辆荷载为主要荷载。
如图1所示：图1为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑。
以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。
1、q值确定由资料查得I40a工字钢每米重67.598kg，Φ22螺纹钢每米铺设20根，每根长1.2m，Φ22螺纹钢每米铺设重71.52kg。
单片工字钢自重按3.419KN/m计算，即q=3.4191KN/m。
2、P值确定根据施工需要，栈桥要求能通过后轮重40吨的大型车辆，及单侧车轮压力为200KN ，单片I40a 工字钢尺寸如图2：如单侧车轮压力由4片梁同时承受，因车轮单个宽30cm ，因此必须求出车轮中心点处最大压力m ax f ，I40a 工字钢翼板宽14.2cm ，每片工字钢间横向间距为21cm ，由于上方Φ22螺纹钢铺满桥面，因此单侧车轮同时均匀的作用于4片工字钢上。
而f 按图3所示转换为直线分布，如图4：f maxmaxf fff图4由图4可得到m ax f =F/4=50KN 取50KN 。
由于栈桥设计车辆匀速通过，车辆对桥面的冲击荷载较小，故冲击荷载不考虑，P=50KN 。
三、结构强度检算由图1所示单片工字钢受力图示，已知q=3.419KN/m ，P=50KN ，工字钢计算跨径l =10m ，根据设计规范，I40a 工字钢容许弯曲应力图3F f[]w σ=175MPa ，容许剪应力[]τ=100MPa 。
浅析铁路隧道仰拱设计
浅析铁路隧道仰拱设计铁路隧道是铁路交通建设中重要的组成部分，铁路隧道的建设和运用对于铁路交通的安全、正常和快速运营起到了至关重要的作用。
铁路隧道在工程设计和建设中，存在许多关键问题需要注意，其中铁路隧道的仰拱结构设计尤为重要，本文将对铁路隧道仰拱设计进行浅析。
一、仰拱结构的定义在铁路隧道的结构设计中，仰拱结构是其中的一种常见结构类型，它是指在隧道的顶部设置一定弧度的拱形结构，在形态上上部为圆弧形，下部为直线或曲线，整个结构发挥出稳定和均衡的效果。
二、仰拱结构的优点1、具有很好的耐压性和稳定性仰拱结构的设计，将隧道顶部加以加强，在保证隧道稳定、抗压能力的同时，增加设计的寿命和安全性。
2、可适用于不同的隧道情况铁路隧道随着各种不同的地质环境、结构形式的要求而发生变化，仰拱结构的设计不仅灵活多变，而且在适应不同模式的隧道形态、尺寸和形变等要求方面表现出极高的适应能力和灵活性。
3、构建一个合理的风险评估体系仰拱结构的设计，可以通过对结构安全性进行评估，及时的发现风险和隐患，帮助隧道工程设计师更好的解决问题。
三、仰拱结构的应用1、山区铁路隧道山区铁路隧道，是指建在山间的铁路隧道，在地质条件非常复杂的环境下，仰拱结构的使用非常普遍，因为它可以适用于山中各种形态和结构条件复杂的隧道。
2、高速铁路隧道在高速铁路的建设中，由于高速铁路的速度较快，对运行的安全性有着更高的要求，在隧道的结构设计中，仰拱结构一般应用于高速铁路隧道中跨越石头、土壤等地质状况变化较大的隧道。
四、仰拱结构设计的应注意点1、设计固定几何形状与弹性特性的平衡；2、有效的保证隧道的牢固性和稳定性；3、要选择合适的建造技术与施工方法；4、要保证设计的寿命和安全性，加强风险评估体系的构建；5、对于各种各样的地质条件变化，要合理调整结构设计。
总之，铁路隧道的仰拱结构在隧道工程设计和建设中具有非常重要的地位和应用，它的应用既充分考虑了隧道工程结构安全性和稳定性要求，更具备灵活性和可靠性，有助于创造一个更加安全的铁路隧道，保证铁路运输的正常、稳定、安全运营，为人们的生产和生活带来了无限方便和便利。
隧道仰拱栈桥施工作业指导书
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。
隧道仰拱施工设计方案
一、工程概况店村，设计为高速公路双向四车道分离式，设计速度为100Km/h。
隧道建筑界限净宽为14.5m，建筑界限净高：左侧车道5.0m，右侧车道5.5m，荷载为公路Ⅰ级。
隧道基本情况如下表：1、地形地貌隧址区属构造剥蚀低山地貌，山势较陡，坡度40°～50°。
进口附近基岩裸露，坡度较陡。
出口附近植被发育，坡积层厚，坡度较陡。
RK2+730附近为最高峰，高程为397.28m。
隧道左线最大埋深在ZK2+680处，右线最大埋深在K2+730处，埋深为95米。
2、气候气象项目区地处中纬度欧亚大陆东缘，横跨太行山中段东坡和华北平原的山前地区，属于暖温带大陆性季风气候。
最冷平均气温-2.8℃，最热平均气温26.6℃。
降水集中，地区分布不均，降水量集中在7、8月份，年平均降水量为556.4毫米。
3、水文地质隧道由一道山脊下部穿过，山脊坡降较大，利于地表水的排泄。
隧道围的雨季冲沟会有暂时性流水，由于下部为强风化基岩，裂隙发育，地表为残坡积碎石及全风化基岩，可造成地表水的渗入，施工时可能会产生滴水现象。
隧道区域地下水主要为第四系松散层含水和基岩孔隙裂隙水，进口处裂隙中及出口段碎石层，由于地表坡度较缓，可能产生滴水和渗水，雨季可能形成珠串状流水。
4、地质特征断裂于隧道进口附近处（ZK2+755）通过该断裂，该断裂主要活动时代在晚第三纪晚期，中更新世有过明显活动，该断裂以北为晚更新世活动断裂。
水准测量表明（1971-1991）上盘下降速率约为0.2mm/a。
沿断裂有多次中强地震及小震群发生，最大震级为5.5级，该断层为寒武系白云岩地层的逆断层，为高倾角断层，坡走向NWW，倾向SE，断层破碎带宽度不大，断层西侧为Z1d紫色砂石，页岩地层，东侧为白去岩地层。
位于隧道进口东北向约230米处，存在一向斜，向斜倾向为295°，倾角22-25°，走向为NE20°，受向斜影响，该处岩层较为破碎。
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隧道简易仰拱栈桥设计
1. 引言
隧道是一种特殊的地下工程，一般用于连接两个地点的交通通道。
为了确保隧道的安全和可持续性，设计者需要考虑多种因素，包括结
构强度、支持系统、排水系统等。
在这篇文章中，我们将讨论隧道简
易仰拱栈桥的设计，探讨其结构特点和优势。
2. 仰拱栈桥的定义和特点
仰拱栈桥是一种常用于隧道设计中的结构形式。
它由一系列弧形拱
桥构成，拱桥之间通过承压构件相互连接，形成一个坚固的桥梁结构。
与传统的平顶隧道相比，仰拱栈桥具有以下几个显著的特点：
2.1 加强了结构的稳定性
仰拱栈桥的弧形拱桥能够承受更大的荷载，其结构力学性能比平顶
隧道更为出色。
在地质条件较差的区域，采用仰拱栈桥能够有效增强
隧道的稳定性，减少可能的地质灾害风险。
2.2 提高了通风效果
仰拱栈桥构造中的拱形空间可以促进通风气流的流动。
相比之下，
平顶隧道的通风效果较差，可能会造成积聚的有害气体和缺氧等问题。
仰拱栈桥的设计不仅能够改善隧道的通风情况，同时也可以降低空气
污染程度，提高行车和人员安全。
2.3 方便施工和维护
仰拱栈桥的构造相对简单，施工过程相对容易控制。
与平顶隧道相比，仰拱栈桥的施工时间和成本更低。
此外，维护过程中也更容易识别和修复潜在的问题，减少了维护的困难程度。
3. 隧道简易仰拱栈桥的设计原则
为了确保隧道简易仰拱栈桥的设计符合要求，我们需要遵循以下几个原则：
3.1 结构强度
隧道简易仰拱栈桥作为交通通道的一部分，其结构必须具备足够的强度和承载能力。
设计者需要充分考虑荷载、地质条件等因素，确保结构的稳定性和安全性。
3.2 支持系统
隧道简易仰拱栈桥的支持系统是保证结构稳定的关键。
通过合理的支撑和固定结构，能够有效地分担荷载并减少结构的变形。
设计者需要充分考虑不同地质条件下的支撑方案，确保支持系统的灵活性和可调性。
3.3 排水系统
隧道中的排水系统对于隧道的正常运行至关重要。
设计隧道简易仰拱栈桥时，必须考虑排水系统的布局和性能。
合理的排水系统能够有效地排除雨水、地下水等，避免积水和泥石流等问题。
4. 隧道简易仰拱栈桥的优势和应用范围
显的优势：
4.1 结构稳定性强
由于仰拱栈桥采用了弧形拱桥结构，其相对于传统平顶隧道具有更
好的结构稳定性。
在地质条件较差、地震频发的地区，隧道简易仰拱
栈桥能够更好地保持结构的完整性和稳定性。
4.2 通风效果好
隧道简易仰拱栈桥的拱形结构能够促进通风气流的流动，提供更好
的通风环境。
尤其是在长隧道和密闭环境中，仰拱栈桥能够有效降低
有害气体浓度，改善通风状况。
4.3 施工和维护方便
相较于传统的建筑形式，隧道简易仰拱栈桥的施工时间和成本更低。
其结构相对简单，施工过程也更容易控制。
在维护方面，设计者可以
更方便地检测和修复潜在问题，节省了维护成本。
隧道简易仰拱栈桥的应用范围较广，特别是在地理条件较差、地震
频发的区域更为常见。
随着隧道建设的不断推进，隧道简易仰拱栈桥
的设计和应用将得到更广泛的发展。
设计者在具体项目中需要根据地理、气候等实际情况，综合考虑各项因素，并借助现代化设计技术，
确保仰拱栈桥的结构安全和运行效果。
5. 结论
优势和应用前景。
通过加强结构稳定性、改善通风效果和便捷的施工
维护过程，隧道简易仰拱栈桥能够满足不同地区和地质条件下的需求。
随着技术的进步和设计理念的创新，隧道简易仰拱栈桥的设计思路将
不断发展，为我们创造更安全、可持续的交通环境。