论文部分内容阅读
摘要：根据杭甬铁路梁场预制箱梁通过章家山隧道架设施工，重点介绍过隧道箱梁架设的施工设计、操作过程以及架设过程中的安全监控防护，为以后类似施工条件工程的施工做经验推广介绍。
关键词：过隧道；箱梁；架设
1 概述
新建铁路杭州至宁波客运专线宁波地区有章家山隧道，隧道进口有30米的桥隧衔接路基段，并有两座大桥寺前王1#大桥及寺前王2#大桥，共26孔箱梁。两座大桥桥墩较高，桥址所处地质条件较差。
2 过隧道架梁施工设计
根据施工组织设计安排，该线路的箱梁运架设备采用了河南郑州大方桥梁机械有限公司所生产的DF900D型导梁式定点起吊架桥机以及DCY900型轮胎式运梁车；客运专线箱梁的外形尺寸为：32.6m×12 m×3.15 m（不包括箱梁顶面翼缘板边缘处60cm高的接触网立柱预埋件）。过隧道架梁的施工设计，就是要在现有的路基、桥梁、隧道施工条件下，并根据现有的施工设备，保证路基、桥梁、隧道原有安全状态并确保架梁安全通过隧道，对路基、桥梁、隧道及运架设备进行局部处理或改装。设计的主要内容包括：桥梁处理、路基临时处理、隧道临时处理、运架设备改装。
2.1运架设备技术参数
（1）DF900D型架桥机技术参数
架桥机整体外形尺寸：59.3m×17.1m×13.7m。
低位过隧道时的主要技术参数：高度可降至9.1米，宽度可降至11.6米。
梁体横向微调速度0～5.0mm/s微调距离：±250mm
梁体纵向微调速度0～5.0mm/s微调距离：±250mm
架桥机适应纵坡：2%
（2）DCY900型轮胎式运梁车技术参数
运梁车正常运梁时外形尺寸：43m×6.6m×3.3m。
运梁车车速：空载平地0~10km/h；重载平地0~5km/h；满载爬坡0~2km/h；微动0.18km/h。
运梁车适应坡度：纵坡±5%；横坡±4%。
运梁车转向角：±30°
最小转弯半径：最小内回转半径：28.5m；最小中心线回转半径：23m；最小外回转半径：41m。
运梁车满载时平台高度（含支承小车）：3450±300 mm
整车外形尺寸(含驮梁小车) 满载：长×宽×高：42500×6600×3450 mm
2.2隧道临时处理
2.2.1架桥机通过隧道时，架桥机整体外形尺寸：59.3m×17.1m×13.7m，由于隧道地面至隧道顶面只有10.68m，最宽的地方为13.2m，正常情况下无法通过隧道。所以影响架桥机过隧道的主要因素为隧道空间不够，解决办法是使用运梁车低位驮运架桥机通过隧道，低位驮运后宽度为9.9m，高度为9.1m，可通过隧道。
2.2.2运梁车外形尺寸：42.5m×6.6m×3.45m；梁的外形尺寸：32.6m×12 m×3.146m，驮梁后整体外形尺寸为：43m×12m×6.594m；影响运梁车驮梁过隧道的因素主要是隧道的外形尺寸、隧道地面平整度以及进出隧道路基的坡度。为了满足运梁过隧道的外形尺寸要求，主要采取两项措施:①通过调节运梁车油缸降低运梁车整体高度，从而将整体驮梁高度由6.594m降低为6.45m，②章家山隧道半径665cm，围岩大部分为Ⅴ级，仰拱和二衬先行施工，以保证隧道安全。隧道的填充只施工40cm高（从隧道中心的仰拱顶算起），预留80cm高度不予填充，以降低架桥机和运梁车运梁过隧道的高度，此时隧道底宽度为7.08m，满足运梁车宽度要求。
2.3隧道进出口路基段处理方案
隧道进口段桥台到隧道口路基顺坡长度为30m，高差为80cm，坡度为2.67%，出隧道段路基可填筑长为30m，高差为95.2cm,坡度为3.17%。在桥台处应设置缓坡，减少设备负担。运梁车运梁要求的接地比压为0.18Mpa，过隧道由于是特殊路段，故进出隧道段均可采用级配碎石从桥台往隧道填筑30m顺坡。隧道进出口路基坡度均小于运梁车重载情况的爬坡能力，满足要求。
2.4隧道进出口桥梁及箱梁处理方案
郑州大方生产的DCY900型运梁车，其喂梁时要求运梁车前后持平，出隧道第一孔梁无法在坡道上喂梁，第一孔无法架设，需采用现浇等其它方式处理。
接触网立柱预埋基础及螺栓在梁边上，比梁面高0.5m，距离隧道内壁仅0.2cm，无法通过隧道，不能先行预埋。过隧道架设的寺前王1#、2#大桥的25孔箱梁，在预制时接触网立柱基础钢筋同步绑扎，钢立柱基础的钢螺杆过隧道后埋设，此部位的砼在通过隧道架设完成后吊模后浇筑，另外梁边的预埋钢筋与隧道壁距离太小，最小仅有4.87cm，也无法通过，需向内侧临时倾斜。
2.5过隧道架梁工况验算
2.5.1架桥机过隧道
由于架桥机过隧道需用运梁车低位驮运，低位驮运需拆除前后支腿来降低其高度和宽度，架桥机设计时已考虑低位驮运工况，通过拆卸可达到要求，拆卸后宽度为9.9m，高度为9.1m，将其放入隧道断面图后，如上图所示，在架桥机低位驮运过隧道时，架桥机最宽位置为后支腿横梁，其高度为6.097m，此处隧道宽度为12.64m米，满足9.9m的宽度通过要求，一边有1.37m的安全距离，高度为9.1m，而隧道顶面至地面为10.68m，也满足高度要求。
架桥机过隧道示意图
2.5.2运梁车运梁通过隧道
运梁车过隧道技术分析、平坡时运梁车运梁的总高度控制为6.45m，在隧道高为6.45m处隧道宽为1236.04cm,两侧各约有18.02cm的安全距离，但在进隧道口时为最危险工况，通过计算可得箱梁进隧道时驮梁高度最高，具体原理如下：
箱梁为刚性构件，运梁车虽为可调整高度的构件，但在驮梁小车附近轮组油缸不变化时驮梁小车高度不变，由于真正直接影响箱梁顶面的为驮梁小车离地面高度，故计算箱梁顶面高度可简化为一个外形尺寸为30m*12m*6.45m的整体构件出隧道爬坡，这样既可计算出进出隧道箱梁顶面最高高度。
单位：cm
简化构件出隧道简图
H为在隧道口处，整体构件距地面高度；
A为隧道口至起坡出距离；
B为运梁车已爬坡的水平距离；
C为前端点距离隧道底面水平线的垂直距离；
进隧道时从隧道口开始顺30m的坡道最有利。此时起坡点跟隧道口很近，但坡度越小运梁车进隧道越好，这种情况下出隧道运梁时最高位为6.65m，在运梁车过隧道示意图上量出两侧仅有10.29cm的间距，安全距离偏小。
3 施工安全注意事项
（1）、低位驮运前需核对架桥机及运梁车整体的外形尺寸，并重新放入隧道断面图进行模拟；
（2）、运梁车驮运架桥机过隧道时，运梁车应沿指示线行走，防止因运梁车偏位导致架桥机碰到隧道壁，走形时配置4名观测员，前后各两名，观测员与司机用对讲机联络，一发现有偏差立即指挥运梁车司机进行调整；
（3）、架桥机与隧道内壁间距设置安全距离警戒值，设为20cm，需在架桥机上设置观测员2名，前后各1名。如距离小于安全值，需立即停车进行调整，等运梁车对中后继续前行；
（4）、运梁车在离隧道进口40m时开始减速至1km/h，并开始调整运梁车走行线路，确保运梁车进隧道前已经是直行且中心线与线路中心线偏差不超过20mm。
（5）、在箱梁4个角放置探照灯便于观测。并设置使箱梁与隧道壁间距警戒值，警戒值设置为5cm。在箱梁上设置两名观测员，如安全距离小于警戒值，观测员与司机用对讲机联络，一发现有偏差立即指挥运梁车司机进行调整。
4 结论：
本方案中章家山隧道为直线短隧道，隧道进出口均有30m路基过渡段，对隧道、路基、桥梁、箱梁进行局部处理较方便，成本相对较小，与更换使用小轮胎运架设备过隧道架梁相比较，能节约成本与工期，在类似的条件下可以推广应用。
参考文献：
[1] 溫艳才;薛泽民;;900t过隧道架桥机架设20‰下坡桥的施工工艺[J];山西建筑;2008年03期.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：过隧道；箱梁；架设
1 概述
新建铁路杭州至宁波客运专线宁波地区有章家山隧道，隧道进口有30米的桥隧衔接路基段，并有两座大桥寺前王1#大桥及寺前王2#大桥，共26孔箱梁。两座大桥桥墩较高，桥址所处地质条件较差。
2 过隧道架梁施工设计
根据施工组织设计安排，该线路的箱梁运架设备采用了河南郑州大方桥梁机械有限公司所生产的DF900D型导梁式定点起吊架桥机以及DCY900型轮胎式运梁车；客运专线箱梁的外形尺寸为：32.6m×12 m×3.15 m（不包括箱梁顶面翼缘板边缘处60cm高的接触网立柱预埋件）。过隧道架梁的施工设计，就是要在现有的路基、桥梁、隧道施工条件下，并根据现有的施工设备，保证路基、桥梁、隧道原有安全状态并确保架梁安全通过隧道，对路基、桥梁、隧道及运架设备进行局部处理或改装。设计的主要内容包括：桥梁处理、路基临时处理、隧道临时处理、运架设备改装。
2.1运架设备技术参数
（1）DF900D型架桥机技术参数
架桥机整体外形尺寸：59.3m×17.1m×13.7m。
低位过隧道时的主要技术参数：高度可降至9.1米，宽度可降至11.6米。
梁体横向微调速度0～5.0mm/s微调距离：±250mm
梁体纵向微调速度0～5.0mm/s微调距离：±250mm
架桥机适应纵坡：2%
（2）DCY900型轮胎式运梁车技术参数
运梁车正常运梁时外形尺寸：43m×6.6m×3.3m。
运梁车车速：空载平地0~10km/h；重载平地0~5km/h；满载爬坡0~2km/h；微动0.18km/h。
运梁车适应坡度：纵坡±5%；横坡±4%。
运梁车转向角：±30°
最小转弯半径：最小内回转半径：28.5m；最小中心线回转半径：23m；最小外回转半径：41m。
运梁车满载时平台高度（含支承小车）：3450±300 mm
整车外形尺寸(含驮梁小车) 满载：长×宽×高：42500×6600×3450 mm
2.2隧道临时处理
2.2.1架桥机通过隧道时，架桥机整体外形尺寸：59.3m×17.1m×13.7m，由于隧道地面至隧道顶面只有10.68m，最宽的地方为13.2m，正常情况下无法通过隧道。所以影响架桥机过隧道的主要因素为隧道空间不够，解决办法是使用运梁车低位驮运架桥机通过隧道，低位驮运后宽度为9.9m，高度为9.1m，可通过隧道。
2.2.2运梁车外形尺寸：42.5m×6.6m×3.45m；梁的外形尺寸：32.6m×12 m×3.146m，驮梁后整体外形尺寸为：43m×12m×6.594m；影响运梁车驮梁过隧道的因素主要是隧道的外形尺寸、隧道地面平整度以及进出隧道路基的坡度。为了满足运梁过隧道的外形尺寸要求，主要采取两项措施:①通过调节运梁车油缸降低运梁车整体高度，从而将整体驮梁高度由6.594m降低为6.45m，②章家山隧道半径665cm，围岩大部分为Ⅴ级，仰拱和二衬先行施工，以保证隧道安全。隧道的填充只施工40cm高（从隧道中心的仰拱顶算起），预留80cm高度不予填充，以降低架桥机和运梁车运梁过隧道的高度，此时隧道底宽度为7.08m，满足运梁车宽度要求。
2.3隧道进出口路基段处理方案
隧道进口段桥台到隧道口路基顺坡长度为30m，高差为80cm，坡度为2.67%，出隧道段路基可填筑长为30m，高差为95.2cm,坡度为3.17%。在桥台处应设置缓坡，减少设备负担。运梁车运梁要求的接地比压为0.18Mpa，过隧道由于是特殊路段，故进出隧道段均可采用级配碎石从桥台往隧道填筑30m顺坡。隧道进出口路基坡度均小于运梁车重载情况的爬坡能力，满足要求。
2.4隧道进出口桥梁及箱梁处理方案
郑州大方生产的DCY900型运梁车，其喂梁时要求运梁车前后持平，出隧道第一孔梁无法在坡道上喂梁，第一孔无法架设，需采用现浇等其它方式处理。
接触网立柱预埋基础及螺栓在梁边上，比梁面高0.5m，距离隧道内壁仅0.2cm，无法通过隧道，不能先行预埋。过隧道架设的寺前王1#、2#大桥的25孔箱梁，在预制时接触网立柱基础钢筋同步绑扎，钢立柱基础的钢螺杆过隧道后埋设，此部位的砼在通过隧道架设完成后吊模后浇筑，另外梁边的预埋钢筋与隧道壁距离太小，最小仅有4.87cm，也无法通过，需向内侧临时倾斜。
2.5过隧道架梁工况验算
2.5.1架桥机过隧道
由于架桥机过隧道需用运梁车低位驮运，低位驮运需拆除前后支腿来降低其高度和宽度，架桥机设计时已考虑低位驮运工况，通过拆卸可达到要求，拆卸后宽度为9.9m，高度为9.1m，将其放入隧道断面图后，如上图所示，在架桥机低位驮运过隧道时，架桥机最宽位置为后支腿横梁，其高度为6.097m，此处隧道宽度为12.64m米，满足9.9m的宽度通过要求，一边有1.37m的安全距离，高度为9.1m，而隧道顶面至地面为10.68m，也满足高度要求。
架桥机过隧道示意图
2.5.2运梁车运梁通过隧道
运梁车过隧道技术分析、平坡时运梁车运梁的总高度控制为6.45m，在隧道高为6.45m处隧道宽为1236.04cm,两侧各约有18.02cm的安全距离，但在进隧道口时为最危险工况，通过计算可得箱梁进隧道时驮梁高度最高，具体原理如下：
箱梁为刚性构件，运梁车虽为可调整高度的构件，但在驮梁小车附近轮组油缸不变化时驮梁小车高度不变，由于真正直接影响箱梁顶面的为驮梁小车离地面高度，故计算箱梁顶面高度可简化为一个外形尺寸为30m*12m*6.45m的整体构件出隧道爬坡，这样既可计算出进出隧道箱梁顶面最高高度。
单位：cm
简化构件出隧道简图
H为在隧道口处，整体构件距地面高度；
A为隧道口至起坡出距离；
B为运梁车已爬坡的水平距离；
C为前端点距离隧道底面水平线的垂直距离；
进隧道时从隧道口开始顺30m的坡道最有利。此时起坡点跟隧道口很近，但坡度越小运梁车进隧道越好，这种情况下出隧道运梁时最高位为6.65m，在运梁车过隧道示意图上量出两侧仅有10.29cm的间距，安全距离偏小。
3 施工安全注意事项
（1）、低位驮运前需核对架桥机及运梁车整体的外形尺寸，并重新放入隧道断面图进行模拟；
（2）、运梁车驮运架桥机过隧道时，运梁车应沿指示线行走，防止因运梁车偏位导致架桥机碰到隧道壁，走形时配置4名观测员，前后各两名，观测员与司机用对讲机联络，一发现有偏差立即指挥运梁车司机进行调整；
（3）、架桥机与隧道内壁间距设置安全距离警戒值，设为20cm，需在架桥机上设置观测员2名，前后各1名。如距离小于安全值，需立即停车进行调整，等运梁车对中后继续前行；
（4）、运梁车在离隧道进口40m时开始减速至1km/h，并开始调整运梁车走行线路，确保运梁车进隧道前已经是直行且中心线与线路中心线偏差不超过20mm。
（5）、在箱梁4个角放置探照灯便于观测。并设置使箱梁与隧道壁间距警戒值，警戒值设置为5cm。在箱梁上设置两名观测员，如安全距离小于警戒值，观测员与司机用对讲机联络，一发现有偏差立即指挥运梁车司机进行调整。
4 结论：
本方案中章家山隧道为直线短隧道，隧道进出口均有30m路基过渡段，对隧道、路基、桥梁、箱梁进行局部处理较方便，成本相对较小，与更换使用小轮胎运架设备过隧道架梁相比较，能节约成本与工期，在类似的条件下可以推广应用。
参考文献：
[1] 溫艳才;薛泽民;;900t过隧道架桥机架设20‰下坡桥的施工工艺[J];山西建筑;2008年03期.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。