沈陽(yáng)市長(zhǎng)青街快速路工程跨越地鐵車站橋墩承臺(tái)設(shè)計(jì)分析

郭曙光

（沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015）

0 引言

目前，城市內(nèi)高架橋、地鐵越建越多，難免出現(xiàn)高架橋、地鐵線路并行情況，高架橋承臺(tái)需采用較大跨度來(lái)跨越地鐵區(qū)間及車站。

本文以沈陽(yáng)市長(zhǎng)青街快速路工程（泉園三路至長(zhǎng)青橋北橋臺(tái)）42#承臺(tái)為工程背景，介紹了跨越地鐵車站的承臺(tái)情況，并利用有限元程序?qū)υ摮信_(tái)進(jìn)行計(jì)算分析。

1 概況

本設(shè)計(jì)段（泉園三路至長(zhǎng)青橋北橋臺(tái)）起點(diǎn)為泉園三路，終點(diǎn)為長(zhǎng)青橋北橋頭，包含第一段高架橋的泉園三路以南部分。樁號(hào)范圍為K1+278.00～K3+161.58，地面道路長(zhǎng) 1 883.58 m，高架橋長(zhǎng)1 862 m；工程還包含與二環(huán)快速路互通的立交匝道，同時(shí)結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃改造現(xiàn)狀長(zhǎng)青街苜蓿葉立交橋。

項(xiàng)目范圍內(nèi)有在建地鐵10號(hào)線與高架橋主線并行，地鐵區(qū)間與高架橋中心線位沖突，沿線共經(jīng)過(guò)2座車站和3段區(qū)間（泉文區(qū)間、文化東路站、文長(zhǎng)區(qū)間、長(zhǎng)青橋站、長(zhǎng)渾區(qū)間）。

本標(biāo)段跨越地鐵10號(hào)線車站承臺(tái)有40#、41#、42#承臺(tái)共3個(gè)。本文以42#承臺(tái)為例介紹承臺(tái)計(jì)算。

圖1 橋墩承臺(tái)與地鐵車站關(guān)系圖

承臺(tái)預(yù)應(yīng)力鋼束布置見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 承臺(tái)預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖（單位：cm）

圖3 承臺(tái)預(yù)應(yīng)力鋼束橫斷面布置（單位：cm）

2 計(jì)算條件

2.1 加載方式選取

上部結(jié)構(gòu)恒載、上部結(jié)構(gòu)活載、活載偏載、橋墩自重、地面道路車輛荷載、地面道路覆土等采用靜力加載，樁側(cè)土采用土彈簧模擬，樁基礎(chǔ)與承臺(tái)采用彈性連接中剛性連接。

2.2 計(jì)算模型

采用MIDAS CIVIL2016程序建立梁?jiǎn)卧Ｐ?，進(jìn)行空間計(jì)算分析。承臺(tái)的空間有限元模型見(jiàn)圖4。

圖4 承臺(tái)空間計(jì)算模型

2.3 設(shè)計(jì)荷載

地面土重：100 kN/m。

地面汽車車輛荷載：260 kN。

橋墩重：36.873×1.6×26=1 534 kN。

上部結(jié)構(gòu)恒載荷載：27 934 kN。

上部結(jié)構(gòu)汽車荷載：5 833 kN。

汽車橫向彎矩：（103.5+65）/2×10.5+360×1.2=1 317 kN·m；1 317×（11.75-0.5）+1 317×（11.75-0.5-3.25）=25 352 kN·m。

恒載偏載：（14 228-13 070）×5.5/2=3 185 kN·m。

風(fēng)偏載：（103.5+65）/2×13.24×7=7 808 kN·m。

2.4 預(yù)應(yīng)力鋼束布置

預(yù)應(yīng)力鋼束分3層，底層22根19束預(yù)應(yīng)力鋼束、中間層22根19束預(yù)應(yīng)力鋼束、上層22根19束預(yù)應(yīng)力鋼束；分3次張拉，第1次張拉中間鋼束和頂層鋼束一半，第2次張拉剩余頂層鋼束，第3次張拉底層鋼束。承臺(tái)預(yù)應(yīng)力鋼束布置見(jiàn)圖5。

圖5 承臺(tái)預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖

3 計(jì)算結(jié)果

正截面抗彎計(jì)算、受壓區(qū)高度驗(yàn)算、施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算均滿足規(guī)范[1]要求。

承載能力組合分為長(zhǎng)期組合、短期組合和標(biāo)準(zhǔn)組合。不同組合下，各荷載工況所取的計(jì)算系數(shù)不同。承臺(tái)單元應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖6～8。

圖6 承臺(tái)下緣最小壓應(yīng)力1.5 MPa（長(zhǎng)期組合）

圖7 承臺(tái)下緣最小壓應(yīng)力1.2 MPa（短期組合）

圖8 承臺(tái)上緣最大壓應(yīng)力12 MPa（標(biāo)準(zhǔn)組合）

4 結(jié)論

通過(guò)有限元計(jì)算分析，預(yù)應(yīng)力承臺(tái)設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。因預(yù)應(yīng)力鋼束較多，需根據(jù)施工進(jìn)度分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。同時(shí)應(yīng)在施工過(guò)程中對(duì)地鐵進(jìn)行監(jiān)控。