淺談地鐵車站與立交橋疊建在結構設計中需要注意的幾個問題

中鐵隧道勘測設計院有限公司 四川成都

摘要：地鐵與立交橋在城市交通方面發揮了巨大的作用，前者在道路下方，后者在道路上方，兩者疊建有時不可避免，國內外也有相關的工程實例。本文主要就地鐵與立交橋疊建可能出現的有關情況以及地鐵車站在結構設計中需要注意的幾個問題展開論述，希望對以后此類設計有所幫助。

關鍵詞：地鐵；立交橋；疊建；結構設計

近年來，我國城市的發展速度越來越快，城市人口的數量也在日益劇增，為滿足市民的出行需求，地鐵與立交橋梁在城市交通中大量出現。地鐵車站與立交橋多設置在主要的交通路口，有的地方道路寬度較小，只有將站橋疊建才能滿足工程要求，這給地鐵車站的結構設計增加了要求以及難度。

1、站橋疊建的幾種情況

城市立交橋多布置于道路的正上方，立交橋中心線與道路中心線重合，而地鐵車站考慮到客流的吸引以及出入口的布置以及車站施工時交通疏解的需要，多布置于道路的一側，車站中心線大多與道路中心線不重合，當然也有重合的情況。

1.1對中疊建

某城市地鐵車站與立交橋疊建，立交橋橋墩為雙柱形式，為柱下獨立基礎，立交橋基礎放在地鐵車站頂板之上，立交橋墩柱中心線與車站中心線重合，如圖1.1-1和圖1.1-2所示。這是站橋疊建中最常見到的形式，這種疊建方式使得車站結構布置比較對稱，傳力途徑明確，上部荷載通過車站兩根中柱傳至地基，底板受力均勻，對于控制不均勻沉降有利。立交橋橋基礎與車站頂板鋼筋不連接，接觸部位不會產生應力集中，避免結構開裂滲水。

1.2偏心疊建

某城市地鐵車站與立交橋疊建，立交橋橋墩為雙柱形式，放在地鐵車站頂板之上，立交橋墩柱中心線與車站中心線不重合，如圖1.2-1和圖1.2-2所示。

這種疊建方式不是很常見，由于該站為換乘站，換乘節點已經預留好接口，車站站位已經定死，橋梁由于需要必須設置于道路中心處，因此站橋需要偏心疊建。這種疊建方式使得車站承受立交橋傳來的偏心荷載，通過中柱及側墻傳至地基，使得底板受力不均，容易出現不均勻沉降。在車站頂板設置轉換梁作為立交橋墩基礎，鋼筋連接，橋與車站為剛性連接。這樣容易出現應力集中情況，容易在結構連接部位出現裂縫，導致車站滲水。

1.3立交橋與地鐵隧道的關系

有時，立交橋樁也會和地鐵區間出現沖突，也需要對橋梁基礎進行特殊設計以避開地鐵區間，保證兩者的結構安全，如圖1.3-1所示。

按立交橋基礎的正常設置，樁基會與地鐵隧道沖突，此時只需對橋樁基進行一些調整，避開地鐵隧道即可，比較簡單。

2、車站結構設計需要注意的幾個問題

常規的地鐵車站結構設計較為簡單，車站主要考慮水壓力、土側壓已經頂板上的覆土以及地面車輛荷載，人防、地震及施工工況等一般不是結構內力及配筋的控制工況，控制工況主要為車站正常使用階段的裂縫寬度。然而站橋疊建之后，情況則大為不同。如今，站、橋的設計存在一些共性問題：1、站、橋的建設方以及設計單位往往不是一家，所以很多東西不是一方所能決定。現如今處理此問題的方式一般是，站、橋兩家設計單位互提要求以及提供相關參數作為對方的設計輸入資料；2、由于專業的不同，站、橋設計所采用的國家及行業的規范、標準不一致；因此車站結構在設計時需要注意一下幾個問題。

2.1立交橋與地鐵車站采用何種連接方式

兩者結構脫開還是剛性連接？筆者認為，這需要結合實際工程情況進行選擇。一般地鐵車站頂板覆土在3～4m左右，若是覆土深度滿足立交橋設計相關要求，則應將兩者結構脫離開來（鋼筋不連接，混凝土不同時澆筑），這樣結構受力不會相互干擾，立交橋將地鐵車站作為剛性地基，地鐵車站承受橋梁豎向及水平力（若有），不會傳遞彎矩，不會出現因為立交橋彎矩出現裂縫。

有時，由于車站軌道埋深及相關接口限制，頂板覆土較淺，不滿足立交橋設計要求，則需將橋墩與車站剛性連接，立交橋墩與頂板鋼筋連接，混凝土整體澆注。如上所述，此連接方式存在諸多弊端，應盡量避免采取此連接方式。

2.2車站計算模型的建立及橋梁荷載的錄入

一般情況下，地鐵車站只選取典型的橫斷面，簡化為平面模型計算，但站橋疊建的話，立交橋墩沿車站縱向布置，有時橋跨不一，很難選取典型的計算斷面，這時就需要建立車站的整體模型進行計算，以便更準確計算車站結構的內力。

從圖2.2-2中可明顯看到，車站頂板在有橋墩位置內力較其他區域大

2.3應重視結構構件的設計

橋墩與車站直接連接的部位，如頂板、頂縱梁等位置應根據構件的受力分析進行加強，如頂板加厚、梁截面加大等，集中荷載較大位置應進行抗剪承載力驗算。筆者在對某一站橋疊建車站進行結構計算時，將頂縱梁單獨進行內力計算配筋。

計算結果能明顯看出，在有橋墩位置梁彎矩較大，結構構件進行了加強設計

2.4 根據地質情況，重視底板結構設計及不均勻沉降控制

橋梁傳給車站的荷載，最終會傳至地基。“對中疊建”的車站，中柱所承受的荷載較大，容易對底板造成沖切破壞，因此應對底板與中柱連接部位進行加強。“偏心疊建”的車站，由于偏載的存在，容易造成地基應力的不均勻，造成沉降的不均勻，結構容易發生開裂等，因此應著重于不均勻沉降的控制。其實不管是“對中疊建”還是“偏心疊建”的車站，都應重視結構的加強以及不均勻沉降的控制。

圖2.4-1中車站在底板下設置了較多的樁基礎，底板也進行了加厚，圖2.4-2中，僅在有橋墩一側柱下方進行了加強處理。根據筆者的三圍計算結果顯示，橋梁荷載在經過車站結構傳至地基，對地基應力有一定的影響，但是幅度不是想象中大。圖2.4-1中在底板設置大量的樁基，筆者認為無此必要，應結合模型計算結果適當加強結構即可。

綜上，我們應當重視站、橋疊建的結構設計，但也不能過于夸大橋對車站結構的影響，應當借鑒成功的工程案例并結合準確的模型理論分析來進行結構設計，這樣才能做到結構的最優。目前，我國正處在地鐵建設的高峰期，工期壓力大，設計周期短，很多時候未能做到精細化設計，大多數車站結構構件偏大，配筋偏大。特別是再遇到這種站橋疊建情況，有的則無限制的增加車站結構尺寸及配筋，不僅浪費資源，有時還影響建筑功能的使用以及通風、給排水的功能，實無必要。

由于筆者水平有限，文中難免出現些許錯誤，還請批評指正。