王 華，吳太廣

（廣東省建筑設計研究院有限公司 廣州510010）

0 引言

隨著城市的發(fā)展，地下空間的利用越來越被重視，近年來國家大力推廣綜合管廊建設，為城市地下空間的利用帶來了機遇，同時也產生了一些問題。這主要表現(xiàn)為綜合管廊建設占據(jù)了部分原有道路地下空間，導致原來規(guī)劃的高架橋、地鐵等布置位置緊張。為了解決此類問題，綜合管廊與橋梁、地鐵等合建不可避免［1-4］。

梅州市某道路地下綜合管廊由于規(guī)劃綜合管廊布置在道路中央綠化帶，而該道路跨線橋也布置在道路中央，受周邊征拆的影響，綜合管廊無法繞過橋梁位置，通過多種方案比選，提出來了綜合管廊與橋梁合建方案。

1 綜合管廊與橋梁總體布置

1.1 綜合管廊布置

該道路路為舊路改造道路，道路紅線寬度50 m，道路兩側存在較密集的現(xiàn)狀建筑。綜合管廊為三艙斷面，寬12.85 m，高4.05 m，綜合管廊布置在6 m中央綠化帶及車行道下。入廊管線包含原水、污水、給水、燃氣、110 kV電力電纜、10 kV電力電纜、通信等管道，詳細布置如圖1所示。

圖1 標準段綜合管廊橫斷面Fig.1 Cross Section of Pipe Gallery in Standard Section（cm）

1.2 橋型布置

該道路跨線橋全長346 m，跨徑組合為3 m+4×30 m+（30+40+30）m+4×30 m+3 m，橋寬18 m，如圖2所示。

上部結構為預應力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁采用等高度單箱四室、弧型斷面，梁高2.0 m，采用支架現(xiàn)澆法施工。

下部結構與上部結構相呼，采用雙柱花瓶型橋墩，橋墩臺基礎采用樁基礎，樁基樁徑分別采用1.8 m及1.5 m。

2 合建節(jié)點方案

2.1 合建節(jié)點方案選擇

橋墩及樁基與管廊合建一般有以下幾種方式［5-8］：

⑴橋墩或樁基直接立于管廊頂，用管廊結構當成橋的基礎。

⑵橋墩或樁基穿越管廊頂?shù)装迮c頂板結果直接采用柔性連接，減少兩者不均勻沉降的影響。

⑶橋墩或樁基與管廊頂?shù)装宀捎脛傂赃B接，通過采用其他措施解決兩者的不均勻沉降。

結合本項目的特點，經過綜合分析，若采用第⑴種方案，由于橋墩反力太大，管廊頂?shù)装搴穸刃枰礃蛄撼信_的厚度來設置需要2 m厚，綜合斷面混凝土用量巨大，不經濟，且施工支模重量太大，施工安全和質量難控制；若采用第⑵種方案，管廊頂板與橋墩或樁基之間的柔性連接一般會采用變形縫［9］，由于變形縫適應不均勻沉降的能力有限，容易拉斷，導致綜合管廊內漏水，因此本工程推薦采用第⑶種方案。

2.2 合建段綜合管廊斷面布置

為了盡量減少穿過綜合管廊的橋墩或樁基對綜合管廊內部空間的影響，橋墩和樁基位置宜布置在綜合管廊墻身位置。另外為了保證橋臺位置不超過兩根樁穿過管廊內部，綜合管廊橫斷面布置寬度需壓縮在橋臺兩根外側樁之內。通過多種方案比較后，采用如圖3所示的原水管局部下沉方案，并通過鋼格柵蓋板將原水管上方的空間利用作為檢修車道，較好地解決了綜合管廊橫向布置寬度受限問題，最終橋臺處布置斷面如圖4所示，中間兩根樁從綜合管廊中間穿過，并同下凹側墻澆筑為一體，外側兩根樁同外側墻澆筑為一體，不占用管廊內空間。

圖3 合建段標準橫斷面Fig.3 Standard Cross Section of Joint Construction Section（mm）

圖4 橋臺處橫斷面Fig.4 Cross Section at Abutment（cm）

2.3 合建節(jié)點構造設計

橋墩或樁基穿過管廊處，為了不壓縮管廊內凈寬和管線安裝需要，合建節(jié)點綜合平面通過局部外擴，繞開橋墩或樁基，如圖5?所示，外擴角度需滿足各類入廊管線的轉彎半徑要求。

圖5 合建節(jié)點橋墩處平面及橫斷面Fig.5 Plane and Cross Section at Pier of Joint Construction Node（mm）

為了解決橋與綜合管廊之間及合建節(jié)點與標準段之間的不均勻沉降，構造上采用如下處理措施［10］：

⑴合建段在橋墩前后約10 m范圍內，除了綜合艙與橋墩共用樁基礎，其余艙室也采用小直徑樁基礎，樁基礎可有效降低橋與管廊之間的不均勻沉降，防止各艙室底板因不均勻沉降產生過大的彎矩和剪力。

⑵由于合建段橋墩前后約10 m范圍內采用樁基礎，而其余段標準段采用淺基礎，為減少不同基礎類型之間的不均勻沉降對結構受力的影響，樁基礎的橋墩段與標準段之間通過變形縫連接，降低不均勻沉降對管廊結構的影響，變形縫可保證管廊的正常使用。

另外，橋墩及樁基穿越處頂板彎矩和剪力比較集中，為避免因內力過大破壞頂板，通過局部加厚頂板滿足受力要求，合建節(jié)點橋墩處橫斷面如圖5?所示。

3 綜合管廊與橋樁合建節(jié)點內力分析

3.1 計算模型

綜合管廊與橋樁合建節(jié)點分析是本方案難點，由于合建節(jié)點受力復雜，不能采用一般綜合管廊段的平面框架模型，因此通過有限元計算軟件，建立三維梁板單元模型，綜合管廊頂板、底板、側墻、中墻均采用板單元，橋墩和樁基采用梁單元模擬，計算模型如圖6?所示。邊界條件樁底按固結考慮，管廊底板與地基之間的作用，采用只考慮受壓，不受拉的土彈簧模擬。土彈簧的剛度根據(jù)勘察資料和經驗數(shù)據(jù)綜合確定。為對比橋墩對綜合管廊受力的影響，另建對比模型，在原模型基礎上刪除橋墩、樁基及相關約束，如圖6?所示。

圖6 計算模型Fig.6 Computational Model

3.2 計算結果分析

計算考慮的主要恒載有管廊頂覆土荷載、側土壓力、水壓力荷載及橋梁傳遞荷載?？垢∮嬎闼蝗÷访鏄烁?，橋梁傳遞恒載按橋梁縱向計算反力每根柱頂7 500 kN?；钶d考慮汽車荷載對頂板及側墻的影響，橋梁傳遞活載每根柱頂按1 600 kN，另外還考慮橋梁制動荷載對管廊的不利影響，每根柱頂按330 kN。

經過比較圖7中2個模型的計算結果，綜合管廊頂板橫向彎矩分布及大小均受橋墩及樁基影響較大。無橋墩及樁基模型頂板最大負彎矩在管廊分艙的中隔墻頂部位置，最大值為-734.4 kN·m，最大正彎矩在跨中位置，最大值為416.7 kN·m；而增加了橋墩和樁基的綜合管廊頂板最大負彎矩位于橋墩位置處，最大值為1 093.7 kN·m，較無橋墩及樁基模型增大約49%，最大正彎矩仍位于跨中處，最大值為367.4 kN·m，正彎矩減小約12%，這是因為橋墩的存在，為頂板提供了支撐，減小了頂板的跨度所致。

圖7 綜合管廊頂板橫向彎矩Fig.7 Transverse Bending Moment of Roof of Utility Tunnel（k N·m）

根據(jù)表1中內力計算結果，頂板按標準段600 mm厚計算截面配筋，有橋墩模型頂板負彎矩區(qū)配筋需：1排直徑φ32@100 mm+1排直徑φ28@100 mm的鋼筋。彎矩配筋過大且因抗剪需要，頂板還需配置抗剪鋼筋，因此通過局部加厚橋墩位置頂板厚度是有必要的，通過局部加厚400 mm后，配筋可減為：1排直徑φ20@100 mm+1排直徑φ25@100 mm的鋼筋。既滿足了彎矩配筋要求，降低了配筋率，也滿足了頂板無需配置抗剪鋼筋的截面厚度要求。通過局部增加頂板厚度，既滿足了受力要求又避免了全斷面增加板厚，減少混凝土用量，降低了配筋率，節(jié)約了造價。

表1 頂板橫向負彎矩計算結果Tab.1 Calculation Results of Transverse Negative Bending Moment of Roof（k N·m）

4 結語

本文結合工程實際需求，提出橋梁與綜合管廊合建方案，通過分析比較各種合建方案的優(yōu)缺點，最終選定橋梁和管廊頂?shù)装骞探Y的合建方案，并通過合建節(jié)點全斷面采用樁基礎降低了橋與管廊之間不均勻沉降對管廊結構的影響，合建節(jié)與標準段之間則通過設置變形縫減低兩者之間不均勻沉降對管廊結構的的影響。并根據(jù)計算結果，局部加厚管廊頂板解決橋墩對管廊頂板的影響。

目前本項目跨線橋已建成通車，如圖8?所示，綜合管廊主體也已施工完成，如圖8?所示。本文提出的橋與綜合管廊合建方案，可為因用地受限等原因無法滿足綜合管廊布置空間，需要與其他建構筑合建的類似工程提供經驗參考。

圖8 綜合管廊頂跨線橋及主體施工完成Fig.8 Overpass on Top of Utility Tunnel and Main Construction Completion