地下闭合框架结构岔口段的处理.pdf

《地下闭合框架结构岔口段的处理.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基础与结构工程昌Foundation＆StructureEngineering地下闭合框架结构岔口段的处理王航(北京市市政工程设计研究总院有限公司．北京100082)摘要：地下闭合框架结构的主要受力荷载为土压力，由于其受力模式与常规桥梁不同，与隧道也不同，特别是分岔处的处理对结构的受力影响较大，因此，利用闭合框架垂直分岔的工程实例进行了不同处理方式的对比计算，以便为设计者提供参考。关键词：地下结构；闭合框架；垂直分岔；T型墙中图分类号：U412．373．1；TU323．5文献标志码：B文章编号：1009—7767(2016)03—0155—05CrotchSec

2、tionPracticeofUndergroundClosedFrameworkStructure随着城市交通压力的加大。地下空间的利用和开发，已经越来越引起城市规划者的注意。地下工程的发展空间非常广阔，目前已经在多处出现了地下多层立体交叉和单层分岔的路网结构，这种地下的立交系统从功能上完成了常规城市立交桥梁的作用，但是却没有占用寸土寸金的城市地面，优势非同一般。但是，该结构形式的出现，也给桥梁工程师提出了很大的技术挑战。因为地下立交与地上立交桥梁的受力体系完全不同，另外这种地下交通，往往埋深相对浅些，可以采用明挖施工，并且不断地有路网接lZl，车道变宽、分岔异

3、型居多，与常规的隧道工程有很大的不同。基于这种地下结构的功能需求和受力模式．设计人员多采用钢筋混凝土闭合框架结构来实现。因此。笔者结合深圳前海深港合作区地下道路工程，对地下闭合框架结构分岔的处理方式进行研究和模拟计算，以确定合理的处理方式。1工程概况该工程为多点进出的地下道路，包含主线和多条匝道。部分匝道与主线或匝道与匝道斜交分叉，并且分岔形式多样。根据分岔角度的大小，可以分为夹角较小顺向分岔和夹角较大甚至近乎直角的垂直分岔两种。顺向分岔2条线路夹角较小，结构处理相对简单；垂直分岔夹角较大。结构处理相对较难。相对来说，顺向分岔处理原则争议不大；对于垂直分岔，不同

4、工程师有不同的处理原则。笔者以前海工程第4标段Z16线A3块侧面分岔为例，针对垂直分岔的情况进行讨论。该块的设计条件为覆土厚8．5m。从净宽9．25nl的匝道分成了直行净宽6．75m和岔分匝道净宽9m的2条匝道，结构尺寸见图1。宣掣一／．宣厂一形／．第。矽迥坚-一一一L：审／，／～I汐堂[=一零三一z16道路定线譬口r————————————_———————————————L—I)施加于结构上的荷载包括”2J：永久作用，即结构自重、结构附加恒载(含顶面填土和内铺装)、侧墙土压力、侧墙水压力、混凝土收缩和徐变影响力、水浮力；可变作用，即地面车辆荷载及超载、地下道路

5、车辆荷载、风机等设备引起的动荷载、车辆引起的侧墙土压力、施工临时荷载；温度作用。2)部分设计参数【1。21为：填土重度20kN／m3，内摩擦角30o，基床系数28000kN／m3。计算分析采用MidasCivil程序建立空间板单元模型进行空间计算，基底按只受压土弹簧模拟。2016年$3搠(5一)第34蹇啼荭投木155晶基础与结构工程Foundation&StructureEnglneering2设计方案针对垂直分岔角度较大的特点，工程师对其有2种处理方案。2．1方案1考虑到分叉处应力集中，需对分岔位置的侧墙进行处理。在满足道路功能的前提下，在分岔处将两侧受力不好

6、的曲线侧墙变通为1个直线型的T型墙，避免了分岔处的应力集中，形成整体结构，从而保证了岔口与相接断面挠度的一致，极大地避免了分岔处受力不均现象的发生，见图2。针对该节段划分方案，利用MidasCivil计算程序．建立计算模型，见图3。承载能力极限状态下【31顶板的受力云图见图4、5，T型墙的受力云图见图6。慝鬃麓灞矮棼i蒸i麓麓爨戮镄黑黑豁嚣熊霎攀§罄鬻鬟≤器{薹l《。誊。蔫露蓬熬懑i；裂雾；鬻i鬻；器溪156辛荭故求2016No_3(Moy)V01．34∥审。。由上述计算结果可见，中墙前端处上、下顶底板的结构内力最大；在承载能力极限状态下．顶板在T型墙顶处的最大

7、负弯矩达到了5612kN·m．跨间的最大正弯矩均达到了2000kN·m以上．其中岔口出El处的最大弯矩达到了2187kN·m。顶板在承载能力极限状态下。中间部分的最大竖向位移为3．3cm，分岔出口处的最大竖向位移为3．6cm：T型墙的最大位移发生在分岔后的尾端，最大值为2．4cm；曲线墙的最大位移为2．4cm。最大位移均发生在进出口处。2．2方案2考虑到该闭合框架为地下结构，主要的荷载来自于填土，在填土8．5m的情况下，地面车辆荷载等代土层厚度为0．72m，相对于8．5m的填土而言．显得微不足道。另外，计算结果表明，该类型结构中墙处顶底板是负弯矩最大的部位，而且

8、是多方向控制。其原因在于