液壓移動(dòng)式仰拱棧橋在隧道仰拱施工中的應(yīng)用

馬艷衛(wèi)

隨著鐵路隧道襯砌的安全性、耐久性、防水性要求越來(lái)越高，隧道仰拱要求全幅施工，不留縱向施工縫，為滿足這些要求長(zhǎng)大鐵路隧道仰拱一般采用仰拱棧橋施工，近年來(lái)隨著施工機(jī)械化的發(fā)展，移動(dòng)式仰拱棧橋?qū)?huì)取代傳統(tǒng)簡(jiǎn)易棧橋，以滿足更高的施工要求。

1 工程概況

新建渝利鐵路長(zhǎng)洪嶺隧道全長(zhǎng) 13 294m，為全線路第二長(zhǎng)隧，以Ⅲ級(jí)圍巖為主，全隧均設(shè)仰拱，其中進(jìn)口工區(qū)承擔(dān) 4 700m的施工任務(wù)。仰拱采用全幅澆筑，仰拱與填充分開(kāi)澆筑。長(zhǎng)洪嶺隧道進(jìn)口作為全線唯一一個(gè)機(jī)械化配套施工工點(diǎn)，引入移動(dòng)式仰拱棧橋進(jìn)行仰拱施工。

2 液壓移動(dòng)式仰拱棧橋參數(shù)

長(zhǎng)洪嶺隧道進(jìn)口所使用的移動(dòng)式仰拱棧橋全長(zhǎng) 38m(含前后引橋)，有效長(zhǎng)度 20m。主要機(jī)構(gòu)包括承重桁架、行走道板、引橋、行走裝置。棧橋自重 40 t，最大載重 40 t。

各組件分別運(yùn)進(jìn)隧道內(nèi)，在洞內(nèi)進(jìn)行組裝、調(diào)試。

主桁架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可兼作護(hù)欄使用，增加棧橋使用安全性能，防止車輛從兩側(cè)掉落，行走道板左右各一塊，寬 1m，為 6mm厚防滑鋼板，下部為工字鋼組成的橫縱梁。

前后引橋與主桁架之間采用鉸接，用主桁架上端兩側(cè)液壓油缸提升，需要提升或下降時(shí)將油缸與引橋連接，不提升時(shí)將油缸與引橋分離，防止行車時(shí)油缸受損。

升降支腿為 4個(gè)液壓油缸，分別位于棧橋主桁架兩端，自動(dòng)行走裝置安裝在支腿下方，由支腿負(fù)責(zé)升降，分別控制。

自動(dòng)行走裝置包括電機(jī)和行走輪，可以 360°旋轉(zhuǎn)，因此棧橋前后左右均可行走。

3 棧橋改造

3.1 前引橋縮短

原設(shè)計(jì)前引橋長(zhǎng) 10m，直接連接到仰拱基底，即前方仰拱開(kāi)挖到位且出碴完畢后棧橋才能向前行走，這樣仰拱與掌子面之間形成一段凹坑，既不利于運(yùn)輸車輛通過(guò)又不利于排水，因此對(duì)前引橋進(jìn)行優(yōu)化改造，將前引橋切割縮短，使其和后引橋長(zhǎng)度相同，棧橋前后行走系統(tǒng)在同一平面上，棧橋在仰拱出碴之前就位，最大限度的減少了對(duì)隧道內(nèi)交通的影響。

3.2 安裝梭槽

考慮到仰拱寬度較大，混凝土運(yùn)輸車在棧橋上進(jìn)行仰拱及仰拱填充澆筑時(shí)混凝土無(wú)法澆筑到仰拱兩側(cè)靠近邊墻部位，在棧橋兩側(cè)桁架上安裝數(shù)個(gè)梭槽，配合可移動(dòng)的獨(dú)立梭槽進(jìn)行混凝土澆筑。

3.3 行走道板改造

使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于左右行走道板及引橋中間有 1m寬的空隙，車輛上下棧橋轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪容易掉入空隙中，車上掉落的碎石等也容易沿著行走道板中間的空隙落到棧橋下方，威脅到棧橋下施工人員安全，因此在行走道板及引橋左右幅之間用鋼板滿鋪，并焊接牢固，使橋面成為一個(gè)整體，增強(qiáng)了安全性(見(jiàn)圖 1)。

4 施工步驟

4.1 棧橋行走

1)地面平整。

棧橋后方為已澆筑成型的混凝土路面，前方為仰拱開(kāi)挖過(guò)后回填的石碴，棧橋行走之前需將后方場(chǎng)地清理干凈，前方地面整平，將行走線路上的較大石塊清理走，用挖機(jī)將地面整平、壓實(shí)，防止棧橋移動(dòng)過(guò)程中鋼軌側(cè)翻，導(dǎo)致棧橋脫軌。

2)鋪設(shè)鋼軌。

棧橋行走使用 4根 6m長(zhǎng) P43鋼軌，4根鋼軌分別沿行走方向鋪設(shè)在 4個(gè)行走輪下，鋼軌要平穩(wěn)放置，尤其是前端鋼軌，放置于石碴上，鋪設(shè)完成后要檢查是否穩(wěn)定，必要時(shí)進(jìn)行加固。

3)提升引橋。

鋼軌鋪設(shè)就位后將棧橋兩側(cè)提升油缸與引橋連接，提升前后引橋離開(kāi)地面與主桁架齊平。

4)行走。

支撐油缸桿伸出，行走輪下降支撐到鋼軌上將棧橋升起，棧橋 4個(gè)固定支座提升，由行走輪支撐棧橋重量，將固定支座下方墊塊取出，啟動(dòng)行走電機(jī)，棧橋沿鋼軌緩慢向前移動(dòng)，棧橋移動(dòng)至鋼軌末端時(shí)停止行走，收起支撐油缸，將行走輪收起，4個(gè)固定支座下方墊塊放回，使行走輪離開(kāi)鋼軌，棧橋下降，由固定支座支撐棧橋，再將鋼軌向前挪動(dòng)，鋼軌就位后重復(fù)行走動(dòng)作，直到棧橋行走至預(yù)定位置，將棧橋放下固定。

5)放引橋。

棧橋就位后將引橋放下，拔出油缸與引橋之間的鏈接銷子，將油缸與引橋分離，油缸復(fù)位。

4.2 出碴

石碴位于仰拱棧橋下方，因此須將棧橋先橫向移動(dòng)至隧道一側(cè)，先出外露一側(cè)碴，出碴車上棧橋，停靠在方便挖掘機(jī)裝碴位置，由挖掘機(jī)將仰拱石碴挖出裝入出碴車，運(yùn)出洞外。一側(cè)碴出完后棧橋橫向移動(dòng)到出完碴一側(cè)，再出另外一側(cè)石碴。

碴出完后人工清理仰拱基底，用鐵鍬、簸箕將挖掘機(jī)挖不到的細(xì)石碴清理干凈，再用高壓水沖洗，泥漿泵將水抽出。

4.3 立模、鋼筋綁扎、管道安裝

仰拱基底清理干凈后將棧橋移動(dòng)至隧道中間位置，進(jìn)行模板安裝、鋼筋綁扎、管道安裝等工作，仰拱內(nèi)作業(yè)的同時(shí)車輛可在棧橋上自由通行，不影響洞內(nèi)交通。

由于仰拱與填充分開(kāi)澆筑，仰拱澆筑需要在兩側(cè)架立弧形模板，棧橋在仰拱中間位置，且剛度大，可作為模板支架，將鋼管固定在棧橋兩側(cè)主桁架上用來(lái)加固模板。

4.4 混凝土澆筑

仰拱混凝土澆筑先澆筑仰拱底部中間位置，待混凝土澆筑至仰拱兩側(cè)弧形模板底部且將模板底部填滿后再澆筑弧形模板內(nèi)側(cè)，使用梭槽分層緩慢澆筑，采用小型振動(dòng)棒振搗，防止爆模，澆筑完畢后安裝縱向止水帶。

仰拱填充中間設(shè)有中心水溝，仰拱填充澆筑兩側(cè)分層對(duì)稱澆筑，混凝土運(yùn)輸車在棧橋上向兩側(cè)澆筑混凝土，使用棧橋兩側(cè)固定梭槽澆筑距棧橋較遠(yuǎn)的部位。

使用梭槽可以保證混凝土自由下落高度在 2m以內(nèi)，防止混凝土離析，確保混凝土澆筑質(zhì)量。

5 液壓移動(dòng)式棧橋使用優(yōu)點(diǎn)

1)跨度大，一次澆筑長(zhǎng)度可達(dá) 20m，減少仰拱施工縫數(shù)量，有利于提高仰拱的整體性及防水性能。

2)仰拱整幅澆筑，不留縱向施工縫，提高仰拱力學(xué)性能。

3)對(duì)隧道內(nèi)交通影響較小，棧橋下作業(yè)不影響棧橋上車輛通過(guò)。

4)安全度高，液壓移動(dòng)棧橋剛度大，兩側(cè)主桁架起到護(hù)欄作用，車輛在棧橋上行駛不會(huì)危及棧橋下人員安全。

5)行走方便，有效節(jié)約施工時(shí)間，提高施工效率。

6 液壓移動(dòng)棧橋使用注意事項(xiàng)

1)一次混凝土澆筑量較大，尤其是仰拱填充澆筑，澆筑過(guò)程中影響車輛通行，應(yīng)合理安排工序時(shí)間，有快速的混凝土供應(yīng)速度，保證在最短的時(shí)間內(nèi)澆筑完畢，避免出現(xiàn)澆筑間斷。

2)一次澆筑面積較大，且棧橋下部空間狹小，填充收面工作量大，不易控制填充表面平整度，最好根據(jù)控制點(diǎn)牽線進(jìn)行收面。

3)棧橋作為機(jī)械設(shè)備要注意日常保養(yǎng)檢修，特別是液壓系統(tǒng)及行走系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

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