新型大跨径装配式箱型通道探析

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。