合肥市軌道交通站橋結(jié)合立交模式相關(guān)技術(shù)研究

胡玉超

【摘 要】本文為合肥市軌道交通車站與市政立交高架橋合建的設(shè)計(jì)方案及關(guān)鍵技術(shù)研究，文中從橋墩的布置，橋面結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式進(jìn)行了詳細(xì)分析，并重點(diǎn)通過對蕪湖路站施工工況的三維計(jì)算，給出了站橋合建的理論依據(jù)，為后期類似工程積累了工程經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】地鐵車站；市政橋梁；站橋合建

一、前言

隨著我國城市化進(jìn)程的發(fā)展，各城市的交通擁堵問題變成目前的突出矛盾，為有效解決城市居民的出行問題，各地均大力發(fā)展城市軌道交通、城市市政高架橋立交模式。力求最大限度的解決出行問題，但是由于受到地鐵線網(wǎng)布置及道路規(guī)劃條件的限制，以及既有各類建筑的布局，在市內(nèi)繁華地段，既有必要修建地鐵，又有必要修建市政高架等，地鐵與市政高架的選址則成為了一個(gè)相互影響的矛盾，如何有效的考慮地下、地面、地上的立體交通的問題？地鐵車站與市政高架橋合建則成為一種有效的手段解決了這一問題，因此站橋合建的方案設(shè)計(jì)成為一重點(diǎn)研究對象。

二、工程概況

合肥市軌道交通1號線一期工程中的蕪湖路站規(guī)劃市政高架與地鐵路由共線，為解決此問題，提出了新型的站橋合一結(jié)構(gòu)“地鐵站、高架橋同位分離組合體結(jié)構(gòu)”，實(shí)現(xiàn)市政橋梁、地面道路和城市地鐵三者和諧、高效、環(huán)保統(tǒng)一。

蕪湖路站為13m島式車站，兩層三跨結(jié)構(gòu)。覆土約3.2m～4.1m、底板埋深位于⑥1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖中，明挖法施工。車站與高架主橋同期施工，高架主橋橋墩承臺置于車站頂板上。高架主橋橋墩承臺高2.5m，車站頂板覆土按3.2m控制。高架橋主梁采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁匝道橋，橋下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土矩形墩，樁基礎(chǔ)采用鉆（沖）孔灌注樁，樁徑直徑采用1.2m、1.4m、1.8m和2.0m，按摩擦樁設(shè)計(jì)，樁尖要求進(jìn)入中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖深度不小于2倍樁徑。

三、站橋結(jié)合立交模式設(shè)計(jì)

為了盡量減少對市政道路的二次破復(fù)，最快滿足市民出行需求，設(shè)計(jì)人員經(jīng)過多方調(diào)研、分析研究，大膽創(chuàng)新，提出了明挖地鐵站與市政高架橋同期同位分離合建方案。即地鐵車站與高架橋同期開工，結(jié)構(gòu)體在車站頂板與墩柱擴(kuò)大基礎(chǔ)之間采用防水層進(jìn)行分離，受力上只傳遞豎向荷載，達(dá)到車站結(jié)構(gòu)受力更為合理的作用。首次提出一種新型的“樁、柱、墩的固結(jié)、浮放轉(zhuǎn)換體”節(jié)點(diǎn)與“地鐵站、高架橋同位分離組合體”結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)市政橋梁、地面道路和城市地鐵三者和諧、高效、環(huán)保統(tǒng)一。同時(shí)考慮到荷載較大，蕪湖路站、南一環(huán)站正對橋墩的柱采用鋼管混凝土柱（其它柱均采用鋼筋混凝土），水陽江路站正對橋墩的柱采用增加截面尺寸的措施增加其承載力，三站均在底板設(shè)置承臺及工程樁，以滿足橋梁對車站沉降的要求。

（一）站橋結(jié)合分析

下面就蕪湖路站采用三維模型對車站結(jié)構(gòu)安全及沉降作一簡單介紹。

1.計(jì)算模型

為計(jì)算蕪湖路車站結(jié)構(gòu)及其下樁基礎(chǔ)的受力變形，模型采用空間荷載-結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，考慮了橋墩基礎(chǔ)荷載作用的實(shí)際位置，同時(shí)考慮了車站結(jié)構(gòu)與樁基礎(chǔ)的相互作用，為強(qiáng)度檢驗(yàn)提供依據(jù)。

考慮到作用在地鐵車站結(jié)構(gòu)上的橋梁基礎(chǔ)在縱向作用位置不同，而且車站結(jié)構(gòu)是典型的空間結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，建立了三維計(jì)算模型。為簡便實(shí)用，只考慮主體結(jié)構(gòu)部分，忽略了附屬結(jié)構(gòu)及門洞等位置的影響。整體計(jì)算模型如圖1所示。圖中，x軸表示車站橫向，y軸表示車站縱向，z軸表示豎直方向。

各土層參數(shù)按勘察報(bào)告選取，計(jì)算時(shí)考慮最不利情況，不考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支擋作用，按結(jié)構(gòu)承受全部土壓力、水壓力和上部荷載。土壓力和水壓力根據(jù)勘察資料和設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算得到，上部橋梁基礎(chǔ)作用荷載根據(jù)給定值施加，兩側(cè)及底部邊界按彈性邊界處理，基床系數(shù)根據(jù)詳勘資料得到。

考慮的荷載包括：（a）自重；（b）橋墩基礎(chǔ)荷載；（c）廳層樓板活載；（d）底層板的車載；（e）側(cè)向土壓力；（f）水壓力。

2.結(jié)構(gòu)位移

（1）頂、底板位移

橋墩基礎(chǔ)對應(yīng)頂、底板豎向位移見下圖所示。

（2）樁頂位移

樁基礎(chǔ)豎向位移見下圖所示。

3.板的內(nèi)力

為突出重點(diǎn)，只提取了頂層板（對應(yīng)6個(gè)橋墩基礎(chǔ)）位置的內(nèi)力值，詳細(xì)結(jié)果分別見下圖。

根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果，且與采用sap84計(jì)算的二維模型比較（不再單獨(dú)列出），結(jié)構(gòu)安全及沉降滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力要求，車站與高架結(jié)合合理可行。

四、結(jié)束語

合肥市軌道交通1號線一期工程中的蕪湖路站與高架橋合建結(jié)構(gòu)受力合理，減小了后期施工對先期施工工程的影響，減小了工程的占地面積，并且有效縮短了兩期工程施工對周邊環(huán)境及地面交通的影響時(shí)間。合建工程的順利實(shí)施，為后續(xù)線路中類似工程積累了工程經(jīng)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙月. 與市政合建的地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——以廈門地鐵呂厝站為例. 交通建設(shè)，2015，（5）：449-442.

[2]蒲蘇東. 關(guān)于某地鐵車站與市政高架橋同體合建關(guān)鍵技術(shù)研究. 建筑與裝飾2017 5期：136-138.