新型大跨径装配式箱型通道探析

2021-08-10 00:49丁楠殷涛杨大海安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230088
安徽建筑 2021年7期
关键词:箱型跨径经济性

丁楠,殷涛,杨大海 (安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

0 引言

安徽省内装配式钢筋混凝土通道,自2006年依托六武高速首次应用,至今已过10余年。经过持续的改进和应用,装配式通道结构在经济性、施工便利性、环境适应性方面都取得了较大发展。通道产品在全国范围内得到了业主的信赖和好评,已经在黑龙江、广东、浙江、湖北、青海等多地多个项目中得到很好的应用。目前,管型通道包含6种规格,箱型通道包含5种规格,以适用不同净空需求的公路通道。其中,最小净空尺寸为3m×2.5m,最大净空尺寸为7m×4.5m。

随着社会的发展,现有的通道尺寸已难以满足人民群众的通行需求与区域发展需求,扩大通行能力的方案主要有:

①采用桥梁方案,如采用空心板或密肋式T梁等;

②研发大跨径通道。

其中,采用桥梁方案的弊端是需要考虑桩基、桥台、墩柱、盖梁等下部结构施工;而大跨径通道,往往仅需进行简单的地基换填处理,然后现场拼接预制构件、现浇底板即可,在施工速度、经济性方面具有优势。

1 大跨径装配式通道结构介绍

新型大跨径箱型通道以市场需求为导向,以经济性为原则,宽度为10 m~13m,高度为5.5m,适用填土高度0.1m~2m,可用于高速公路、市政道路下穿通道等。

结构设计时,考虑吊装需要,对装配式通道进行纵横向分块,纵向长度为1m,横向分为四部分,其中包括:1块预制顶板+2块预制侧墙+1块现浇底板。具体施工流程如下:

①进行地基处理,并浇筑20cm C25素混凝土垫层;

图1 新型箱型通道示意图

②吊装侧墙构件;

③吊装顶板构件;

④现浇底板混凝土;

⑤回填周围土体。

考虑经济性,根据不同部位的受力需要,顶板采用C50混凝土,侧墙采用C40混凝土,底板采用C30混凝土。顶板配置预应力钢束,采用后张法,按预应力A类构件设计,每节段布置3束,分别为N1、N2、N3,间距30cm。

2 结构设计

2.1 结构计算

采用MIDAS CIVIL进行数值分析。模型总图,如图5所示。

图2 新型箱型通道标准横断面图

图3 整体现浇底板

图4 顶板预应力配置示意

图5 结构有限元模型

考虑土与结构的联合作用,分析中利用节点弹性支撑建立横向和竖向的土弹簧。弹簧的刚度依据“M”法计算,得到土的水平作用效应。其中,土的水平抗力系数的比例系数取用10MN/m。

计算中主要考虑自重、竖向土压力、侧向土压力及汽车荷载等作用。各作用均依据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)规定取值。其中汽车荷载按公路—I级进行考虑。

2.2 构件截面设计

经计算,各构件截面设计情况,见表1所示。

大跨径箱通壁厚及预应力配置情况 表1

3 经济性分析

大跨径箱型通道单价测算结果,如表2所示。

大跨径箱通道每延米单价 表2

4 结论

新型大跨径装配式箱型通道宽度为10m~13m,高度为5.5m,适用填土高度0.1m~2m,可用于高速公路、市政道路下穿通道等。目前,国内尚未对该结构进行研究。本文对大跨径装配式箱型通道进行结构设计和造价分析。研究表明,大跨径装配式箱型通道在满足结构受力的前提下,经济性合理,相比桥梁结构,可有效节省桥台、桩基等下部结构施工周期,具有较高的社会效益,更容易适应新时代工程建设需要。

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