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摘要：建設(shè)地下道路，可緩解地面道路交通壓力，提升地面空間品質(zhì)，起到串聯(lián)片區(qū)核心開發(fā)地塊，分散交通壓力的作用。以廈門東部體育會(huì)展新城核心區(qū)地下連通工程為背景，對(duì)地下道路設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)斷面、分叉節(jié)點(diǎn)段、三通節(jié)點(diǎn)段的不同結(jié)構(gòu)選型方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：地下道路工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型；三通節(jié)點(diǎn)

0引言

伴隨城市的高速發(fā)展，國(guó)民生活水平的不斷提高，居民出行需求急劇增加，城市道路交通在地面道路資源日益緊張的狀況下，逐漸從地面往地下發(fā)展[1]。城市地下道路系統(tǒng)可有效、合理利用地下空間，拓展城市容量，緩解城市交通資源供需矛盾，完善城市功能，促進(jìn)城市更加良性、有序的發(fā)展。以下就廈門東部體育會(huì)展新城核心區(qū)地下道路中各種形式的閉合框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究。

1工程概況

項(xiàng)目位于廈門市翔安區(qū)東部體育會(huì)展新城核心區(qū)，主要沿濱海東大道、會(huì)展一路、東界西路、東界路、濱海公園大道等道路構(gòu)建地下道路（見圖1），全長(zhǎng)約2.93km，其中主通道長(zhǎng)度約2.76km，地下車庫聯(lián)絡(luò)道長(zhǎng)度約0.17km，項(xiàng)目還建設(shè)人行地下通道49m。道路等級(jí)為城市支路，功能定位為城市地下道路兼地下車庫聯(lián)絡(luò)道，設(shè)計(jì)時(shí)速20km/h。其中東界西段為匯流主通道，通行凈空≥3.2m，設(shè)置單向三車道，通道凈寬度11.95m；濱海東大道、濱海公園大道、東界路、會(huì)展一路為分支主通道，通行凈空≥3.2m，設(shè)置單向兩車道，通道凈寬度8.7m。

2地下道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1地下道路標(biāo)準(zhǔn)斷面結(jié)構(gòu)選型

對(duì)于采用明挖法施工的地下道路標(biāo)準(zhǔn)斷面，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，可采用平頂式框架結(jié)構(gòu)、折板頂式框架結(jié)構(gòu)、帶中夾層式框架結(jié)構(gòu)、頂板采用輕型回填料換填形式等[2]。（1）平頂式框架結(jié)構(gòu)。平頂式框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工便捷、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、工期短，是中小跨徑地下結(jié)構(gòu)最常應(yīng)用的斷面形式。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨徑達(dá)到15m以上的大跨度時(shí)，結(jié)構(gòu)板厚按1/10跨徑設(shè)計(jì)已達(dá)1.5m，通過增加截面高度提高結(jié)構(gòu)承載力的邊際效應(yīng)逐步遞減，該類型結(jié)構(gòu)不再經(jīng)濟(jì)實(shí)用。（2）折板頂式框架結(jié)構(gòu)。折板頂式框架結(jié)構(gòu)是在平頂式框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，臨近側(cè)墻處頂板采用折線形式。頂板采用折板形式后，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布介于梁結(jié)構(gòu)和拱結(jié)構(gòu)之間，結(jié)構(gòu)最大彎矩有所減少的同時(shí)，受壓軸力相應(yīng)增大，按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算可有效降低截面尺寸及鋼筋數(shù)量。相比于平頂式框架結(jié)構(gòu)，該類型結(jié)構(gòu)適用于大跨度地下結(jié)構(gòu)，但需具有相對(duì)充足的結(jié)構(gòu)凈空，施工難度及工期也有所增加。（3）帶中夾層式框架結(jié)構(gòu)。帶中夾層式框架結(jié)構(gòu)即在前述兩種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增設(shè)中間夾層，通過減少結(jié)構(gòu)覆土厚度來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷面的優(yōu)化。中間夾層可根據(jù)工程特點(diǎn)預(yù)留管道橫穿孔或作為地下人行過街通道。該類斷面形式主要用于較深覆土段，需注意結(jié)構(gòu)抗浮問題，雙層結(jié)構(gòu)需分多次澆筑混凝土，工期有所增加。（4）頂板采用輕型回填料換填。泡沫混凝土、EPS塊體等輕型材料相比于常規(guī)土體回填料，其材料容重小，對(duì)于深埋段結(jié)構(gòu)可有效減輕頂板壓重，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)板厚的優(yōu)化。由于回填于地下中，該類材料需做好防水工作，并需考慮浸水后結(jié)構(gòu)容重變化，同時(shí)對(duì)材料強(qiáng)度穩(wěn)定性要求較高，避免由于長(zhǎng)期浸水帶來的填料強(qiáng)度降低所導(dǎo)致的路面不均勻沉降。該工程地下道路標(biāo)準(zhǔn)斷面凈尺寸主要為11.95m×4.6m（三車道）及8.7m×4.6m（兩車道）兩種形式，結(jié)構(gòu)頂設(shè)計(jì)覆土厚度為3.0～4.7m。結(jié)合上述分析，考慮標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)跨度及覆土厚度適中，選用常規(guī)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式，其施工簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，可較好保證工程工期及質(zhì)量。

2.2地下道路分叉節(jié)點(diǎn)段結(jié)構(gòu)選型

該工程地下道路共設(shè)有3處分叉節(jié)點(diǎn)，分叉節(jié)點(diǎn)最大跨度18.5m。分叉節(jié)點(diǎn)上方有綜合管廊斜向交叉通過，對(duì)于分叉節(jié)點(diǎn)采用折板頂式框架結(jié)構(gòu)或帶中夾層式框架結(jié)構(gòu)較難實(shí)施；該工程臨近海岸，地下水位較高，輕型填料方案需額外考慮相應(yīng)的抗浮措施，綜合造價(jià)較高；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)方案[5]整體結(jié)構(gòu)剛度大，頂、底板不出現(xiàn)裂縫，耐久性較好，因此對(duì)于分叉節(jié)點(diǎn)頂、底板采用A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)側(cè)墻采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式。分叉節(jié)點(diǎn)一（地下道路一往濱海公園大道方向）由單艙斷面漸變至雙艙斷面長(zhǎng)度約60m，結(jié)合該工程地質(zhì)特點(diǎn)共分為3個(gè)節(jié)段，各節(jié)段之間設(shè)置變形縫連接，分叉節(jié)點(diǎn)一平面圖見圖2。分叉節(jié)點(diǎn)頂、底板各設(shè)置兩排Φs15.2-12鋼束，鋼束沿道路前進(jìn)方向按0.5m間距設(shè)置，橫向于頂、底板兩端張拉，張拉完成后澆筑20cm厚封錨面（見圖3）

2.3地下道路三通節(jié)點(diǎn)段結(jié)構(gòu)選型

該工程設(shè)有多處三通節(jié)點(diǎn)，以滿足地下主通道與周邊地塊地下車庫暢聯(lián)互通，各節(jié)點(diǎn)規(guī)模相同。三通節(jié)點(diǎn)除需保證主通道左側(cè)兩車道的正常通道，還需實(shí)現(xiàn)分叉處車輛右進(jìn)右出需求，結(jié)構(gòu)開口跨度大，也是該次設(shè)計(jì)重難點(diǎn)之一。由于三通節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)跨度較大，采用平頂式框架結(jié)構(gòu)形式需采取較大的結(jié)構(gòu)板厚及較多的鋼筋使用量，并不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案。三通節(jié)點(diǎn)由于其異形的結(jié)構(gòu)形式，折板頂式框架結(jié)構(gòu)施工較為復(fù)雜，同時(shí)異形結(jié)構(gòu)使得結(jié)構(gòu)內(nèi)力流傳遞有別于單向板，不能采用分叉節(jié)點(diǎn)段的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板梁解決方案。綜上分析，該工程通過對(duì)三通節(jié)點(diǎn)頂板增設(shè)反梁結(jié)構(gòu)，于側(cè)墻相應(yīng)位置設(shè)置暗柱支撐，結(jié)構(gòu)力流傳遞形式較為明確，可有效發(fā)揮各部分構(gòu)件作用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目標(biāo)。三通節(jié)點(diǎn)主通道處凈寬11.95m，分支通道凈寬8.7m，節(jié)點(diǎn)平面見圖4所示。節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)頂板厚0.7m，設(shè)1.2m×1.6m（寬x高）下翻梁，在相同的地下空間體積情況下，下翻梁（梁頂與結(jié)構(gòu)外頂齊平）方案相比上翻梁方案，可適當(dāng)減輕頂板覆土重量，不需將梁格交叉部分孔洞分塊填實(shí)，提升施工效率。考慮行車視距需求，三通節(jié)點(diǎn)柱體均埋置于側(cè)墻內(nèi)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部未設(shè)置，柱體寬度同側(cè)墻厚度，截面尺寸采用1.2m×1.2m。考慮施工難易性及結(jié)構(gòu)受力情況，結(jié)構(gòu)底板采用平板形式，厚度1.2m。三通節(jié)點(diǎn)剖面構(gòu)造圖見圖5。

3結(jié)語

通過對(duì)該工程地下道路中不同功能形式的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)分析研究，得出以下結(jié)論：（1）對(duì)于采用明挖法施工的地下道路標(biāo)準(zhǔn)斷面，中、小跨度斷面選用平頂式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)合理；大跨度斷面可根據(jù)工程特點(diǎn)選用折板頂式框架結(jié)構(gòu)、帶中夾層式框架結(jié)構(gòu)、頂板采用輕型回填料換填形式等。（2）對(duì)于大跨度分叉節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，如因凈空受限原因無法采用折板頂式框架結(jié)構(gòu)、帶中夾層式框架結(jié)構(gòu)，或因結(jié)構(gòu)抗浮問題頂板不適合采用輕型回填料換填形式的，可考慮采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)方案。（3）地下道路三通節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)跨度較大，不適用于平頂式框架結(jié)構(gòu)；其異形的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，采用折板式結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜；采用梁板柱結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)受力明確，各構(gòu)件能有效利用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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作者：郭智 單位：廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司