液压移动式仰拱栈桥在隧道仰拱施工中的应用

马艳卫

随着铁路隧道衬砌的安全性、耐久性、防水性要求越来越高，隧道仰拱要求全幅施工，不留纵向施工缝，为满足这些要求长大铁路隧道仰拱一般采用仰拱栈桥施工，近年来随着施工机械化的发展，移动式仰拱栈桥将会取代传统简易栈桥，以满足更高的施工要求。

1 工程概况

新建渝利铁路长洪岭隧道全长 13 294m，为全线路第二长隧，以Ⅲ级围岩为主，全隧均设仰拱，其中进口工区承担 4 700m的施工任务。仰拱采用全幅浇筑，仰拱与填充分开浇筑。长洪岭隧道进口作为全线唯一一个机械化配套施工工点，引入移动式仰拱栈桥进行仰拱施工。

2 液压移动式仰拱栈桥参数

长洪岭隧道进口所使用的移动式仰拱栈桥全长 38m(含前后引桥)，有效长度 20m。主要机构包括承重桁架、行走道板、引桥、行走装置。栈桥自重 40 t，最大载重 40 t。

各组件分别运进隧道内，在洞内进行组装、调试。

主桁架结构坚固，可兼作护栏使用，增加栈桥使用安全性能，防止车辆从两侧掉落，行走道板左右各一块，宽 1m，为 6mm厚防滑钢板，下部为工字钢组成的横纵梁。

前后引桥与主桁架之间采用铰接，用主桁架上端两侧液压油缸提升，需要提升或下降时将油缸与引桥连接，不提升时将油缸与引桥分离，防止行车时油缸受损。

升降支腿为 4个液压油缸，分别位于栈桥主桁架两端，自动行走装置安装在支腿下方，由支腿负责升降，分别控制。

自动行走装置包括电机和行走轮，可以 360°旋转，因此栈桥前后左右均可行走。

3 栈桥改造

3.1 前引桥缩短

原设计前引桥长 10m，直接连接到仰拱基底，即前方仰拱开挖到位且出碴完毕后栈桥才能向前行走，这样仰拱与掌子面之间形成一段凹坑，既不利于运输车辆通过又不利于排水，因此对前引桥进行优化改造，将前引桥切割缩短，使其和后引桥长度相同，栈桥前后行走系统在同一平面上，栈桥在仰拱出碴之前就位，最大限度的减少了对隧道内交通的影响。

3.2 安装梭槽

考虑到仰拱宽度较大，混凝土运输车在栈桥上进行仰拱及仰拱填充浇筑时混凝土无法浇筑到仰拱两侧靠近边墙部位，在栈桥两侧桁架上安装数个梭槽，配合可移动的独立梭槽进行混凝土浇筑。

3.3 行走道板改造

使用过程中发现由于左右行走道板及引桥中间有 1m宽的空隙，车辆上下栈桥转弯时车轮容易掉入空隙中，车上掉落的碎石等也容易沿着行走道板中间的空隙落到栈桥下方，威胁到栈桥下施工人员安全，因此在行走道板及引桥左右幅之间用钢板满铺，并焊接牢固，使桥面成为一个整体，增强了安全性(见图 1)。

4 施工步骤

4.1 栈桥行走

1)地面平整。

栈桥后方为已浇筑成型的混凝土路面，前方为仰拱开挖过后回填的石碴，栈桥行走之前需将后方场地清理干净，前方地面整平，将行走线路上的较大石块清理走，用挖机将地面整平、压实，防止栈桥移动过程中钢轨侧翻，导致栈桥脱轨。

2)铺设钢轨。

栈桥行走使用 4根 6m长 P43钢轨，4根钢轨分别沿行走方向铺设在 4个行走轮下，钢轨要平稳放置，尤其是前端钢轨，放置于石碴上，铺设完成后要检查是否稳定，必要时进行加固。

3)提升引桥。

钢轨铺设就位后将栈桥两侧提升油缸与引桥连接，提升前后引桥离开地面与主桁架齐平。

4)行走。

支撑油缸杆伸出，行走轮下降支撑到钢轨上将栈桥升起，栈桥 4个固定支座提升，由行走轮支撑栈桥重量，将固定支座下方垫块取出，启动行走电机，栈桥沿钢轨缓慢向前移动，栈桥移动至钢轨末端时停止行走，收起支撑油缸，将行走轮收起，4个固定支座下方垫块放回，使行走轮离开钢轨，栈桥下降，由固定支座支撑栈桥，再将钢轨向前挪动，钢轨就位后重复行走动作，直到栈桥行走至预定位置，将栈桥放下固定。

5)放引桥。

栈桥就位后将引桥放下，拔出油缸与引桥之间的链接销子，将油缸与引桥分离，油缸复位。

4.2 出碴

石碴位于仰拱栈桥下方，因此须将栈桥先横向移动至隧道一侧，先出外露一侧碴，出碴车上栈桥，停靠在方便挖掘机装碴位置，由挖掘机将仰拱石碴挖出装入出碴车，运出洞外。一侧碴出完后栈桥横向移动到出完碴一侧，再出另外一侧石碴。

碴出完后人工清理仰拱基底，用铁锹、簸箕将挖掘机挖不到的细石碴清理干净，再用高压水冲洗，泥浆泵将水抽出。

4.3 立模、钢筋绑扎、管道安装

仰拱基底清理干净后将栈桥移动至隧道中间位置，进行模板安装、钢筋绑扎、管道安装等工作，仰拱内作业的同时车辆可在栈桥上自由通行，不影响洞内交通。

由于仰拱与填充分开浇筑，仰拱浇筑需要在两侧架立弧形模板，栈桥在仰拱中间位置，且刚度大，可作为模板支架，将钢管固定在栈桥两侧主桁架上用来加固模板。

4.4 混凝土浇筑

仰拱混凝土浇筑先浇筑仰拱底部中间位置，待混凝土浇筑至仰拱两侧弧形模板底部且将模板底部填满后再浇筑弧形模板内侧，使用梭槽分层缓慢浇筑，采用小型振动棒振捣，防止爆模，浇筑完毕后安装纵向止水带。

仰拱填充中间设有中心水沟，仰拱填充浇筑两侧分层对称浇筑，混凝土运输车在栈桥上向两侧浇筑混凝土，使用栈桥两侧固定梭槽浇筑距栈桥较远的部位。

使用梭槽可以保证混凝土自由下落高度在 2m以内，防止混凝土离析，确保混凝土浇筑质量。

5 液压移动式栈桥使用优点

1)跨度大，一次浇筑长度可达 20m，减少仰拱施工缝数量，有利于提高仰拱的整体性及防水性能。

2)仰拱整幅浇筑，不留纵向施工缝，提高仰拱力学性能。

3)对隧道内交通影响较小，栈桥下作业不影响栈桥上车辆通过。

4)安全度高，液压移动栈桥刚度大，两侧主桁架起到护栏作用，车辆在栈桥上行驶不会危及栈桥下人员安全。

5)行走方便，有效节约施工时间，提高施工效率。

6 液压移动栈桥使用注意事项

1)一次混凝土浇筑量较大，尤其是仰拱填充浇筑，浇筑过程中影响车辆通行，应合理安排工序时间，有快速的混凝土供应速度，保证在最短的时间内浇筑完毕，避免出现浇筑间断。

2)一次浇筑面积较大，且栈桥下部空间狭小，填充收面工作量大，不易控制填充表面平整度，最好根据控制点牵线进行收面。

3)栈桥作为机械设备要注意日常保养检修，特别是液压系统及行走系统，发现问题及时处理。

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