1、地铁基坑纵向半铺盖军用梁设计及应用分析摘要：以某地铁站工程为背景，介绍了军用梁临时路面系统在纵向半盖挖顺作法中的应用，对军用梁纵向半铺盖体系设计进行论述，确定军用梁的承载安全性，并通过对军用梁进行监测以保证军用梁安全可靠，证明在盖挖车站中使用军用梁在保证路面交通不断、降低施工风险等方面具有较好的效果。 关键词：地铁车站，纵向半盖挖，军用梁，设计 中图分类号：TU354 文献标识码： A 引言 伴随着国内城镇化的快速推进，大量人口涌入城市，交通拥堵问题成为各大、中城市进一步发展的掣肘，城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，解决城市的交通问题的出路在于优先发展
2、以轨道交通为骨干的城市公共交通系统，据调查目前全国已经有三十余个城市开展轨道交通建设，轨道交通建设已成为各地市政基础建设中的头号重点工程，如何保证在城市地铁建设过程中最低限度的减少对城市道路及周边居民的出行的影响，成为地铁设计、施工所面临的首要任务。 南宁地铁 1 号线目前已进入土建施工阶段，施工站点对既有道路的影响及交通疏解问题是设计及施工必须解决的问题，本文通过对南宁地铁 1 号线白苍岭车站的基坑半盖挖体系进行计算分析，论证军用梁钢便桥在地铁基坑铺盖体系中的应用。 1 工程概况 白苍岭站位于衡阳西路上，车站主体结构外包总长度 195.5m，车站位于衡阳西路上，本站为地下两层岛式车站，车站中
3、心里程为YSK14+255.674。车站主体结构外包总长度 195.5m，标准段外包总宽度19.2m。本站设有四个出入口，两组风亭。 现状路宽约 30 米，规划道路宽 40 米，现状为双向 4 车道、2 个非机动车道及 2 个人行道，车流量较大，道路两侧多为铁路局老旧房屋，距离道路较近。受交通疏解及施工场地影响，为解决施工期间东西向双向4 车道的通行能力，车站主体采用半盖挖顺作法施工，车站纵向半幅铺盖及车站南侧改造路面作为施工期间交通疏解道路，车站总图如下所示。 图 1：车站总平面布置图 2 铺盖体系概述 白苍岭站为东西走向，为满足交通疏解的要求，在南侧设置纵向全长 195.5m 的半铺盖系统
4、，采用六四式铁路军用梁（代号:102-1） ，在盾构井处宽 12 米，标准段宽 9 米，横向布置，两端为 2m 或 2.5m 端构架，中间用标准三角。横向每组主桁中心距 1.2m。设置 2 个车行道，每个车道宽 3.5m，桥面采用 200mm 厚预制混凝土盖板，面层铺沥青混凝土（60mm120mm） 。在基坑纵向中心，间距 4.5m 设置临时立柱桩，立柱桩基础为 800 混凝土桩，埋深 10m，上部为 2 工 45c 焊接格构柱，柱顶设置纵梁作为军用梁支座。军用梁垂直基坑布置，一端支撑于钢筋砼冠梁上，另外一端设置于临时立柱柱顶纵梁上，具体构造详见下图 2、3。 施工工序安排先围蔽衡阳西路南侧，
5、进行施工区域管线迁改，施工该处的临时中立柱桩和南侧地下连续墙，待钻孔桩施工完毕后，施工桩顶及墙顶冠梁，待混凝土结构达到设计强度后，开挖该段第一层土方，并架设军用梁，铺设临时路面。然后恢复南边军用梁铺盖工程处地面交通，倒边围蔽施工北边剩余连续墙，开挖土方（其中铺盖处为盖挖） 。 图 2：军用梁横向布置图 图 3：军用梁纵向布置图 3 结构验算 3.1 计算模型 军用梁纵向、横向均有可靠连接，可视为整体构架模型，采用荷载结构模型，荷载可简视为通过混凝土现浇路面传递给下方的每榀军便梁，可以将桥面板视为简易的多跨连续梁路面结构，则通过计算出来的支点反力视为反作用在军便梁桁架上的均布荷载，取每组桁架的一
6、榀进行计算验算军便梁各杆件的轴力值。 采用 Sap2000 软件按照连续梁模型建模，计算混凝土板，路面板可视为跨度为 1.2 米的连续梁。 3.2 军用梁均布荷载计算 （1）桥面荷载 60120 厚沥青混凝土铺装层：0.1m（平均厚度）23kN/m3=2.3kN/m2 200 厚钢筋混凝土盖板：0.2m25kN/m3=5 kN/m2 桥面恒载总和：1.2（军用梁间距）7.3=8.76kN/m。 车道荷载 根据原市政道路规划和现有的交通流量分析，该路为城市次干道，采用公路级荷载进行计算，荷载模式如下图 4 所示： 图 4：车道荷载 均布荷载标准值为 qk0.7510.5=7.875kN/m ；集
7、中荷载标准值Pk0.75180=135kN。车道宽度为 3.5 米，冲击系数取 =20/（80+9）=0.22，则： 均布荷载：0.751.210.5/3.5=2.7KN/m，集中荷载为:0.751.22180/3.5=47.06KN。 （3）荷载组合 永久荷载按照 1.2 的分项系数，可变荷载按照 1.4 的分项系数，本荷载组合仅在车站主体施工期间采用，不考虑地震作用和使用年限要求。（4）计算结果 支座反力最大值为 49.56KN。 3.3 军用梁承载力验算 9m 军便梁与车道垂直摆放的，采用半榀进行平面计算，同理荷载取半，车道宽 3.5m，共设置双车道。 （1）9m 军便梁每米重 190K
8、G，自重为 190/29.8=931N/m 根据军便梁手册，桁架的不均匀系数为 1.2，活载均布荷载效应为： 0.51.249.567.0/9=23.15kN/m。同理，12m 跨军用梁均布荷载为 17.35kN/m。 计算结果 图 5：9m 军用梁轴力图 图 6：12m 军用梁轴力图 3.4 计算结论 表 1：计算结果 内力计算结果如上表所示，在公路级车道荷载作用下，以上各杆件都满足承载力的要求。其中标准三角的中间竖杆 N3 达到了允许承载力的 87.8%，是整体承载力控制杆件。 挠度结果，9m 军用梁跨中挠度 U3 上=6.6mm，U3 下=5.9mm；12m 军用梁跨中挠度 U3 上=U
9、3 下=10.2mm，均小于 L/300，满足要求。 4 军用梁监测设计 军用梁是主要承受路面车辆荷载的构件，为确保车辆的正常通过和基坑的稳定，保证主体结构的正常施工，应对军用梁轴力进行监测，为结构设计和施工安全反馈信息，确保基坑安全。 表 2：监测布置 5 结语 （1）本站军用梁铺盖体系的运用有效解决了施工期间衡阳西路的车辆的通行问题。 （2）本站与传统的路口处跨基坑局部铺盖不同，采用国内较少用的军用梁纵向半铺盖法设计思路，倒边施做围护结构，为类似工程提供了一定的借鉴。 （3）采用军用梁是制式储备器材，安装迅速，架设便捷，吊装就位容易，可缩短临时路面体系的施工时间，但在施工中需特别注意在半盖挖工况下的施工工序转换，并加强对中立柱的保护。 参考文献 JTG_B01-2003，公路工程技术标准； 六四式铁路军用梁使用手册 （广州军区工程科研设计所） ； CJJ 11-2011，城市桥梁设计规范； 作者简介： 邵文，男，1981 年生，本科，华东交通大学，2004 年毕业后主要从事地铁及国铁站房结构设计。
