合肥市轨道交通站桥结合立交模式相关技术研究

2018-07-18胡玉超

智富时代 2018年5期

胡玉超

【摘要】本文为合肥市轨道交通车站与市政立交高架桥合建的设计方案及关键技术研究，文中从桥墩的布置，桥面结构、结构节点形式进行了详细分析，并重点通过对芜湖路站施工工况的三维计算，给出了站桥合建的理论依据，为后期类似工程积累了工程经验。

【关键词】地铁车站；市政桥梁；站桥合建

一、前言

随着我国城市化进程的发展，各城市的交通拥堵问题变成目前的突出矛盾，为有效解决城市居民的出行问题，各地均大力发展城市轨道交通、城市市政高架桥立交模式。力求最大限度的解决出行问题，但是由于受到地铁线网布置及道路规划条件的限制，以及既有各类建筑的布局，在市内繁华地段，既有必要修建地铁，又有必要修建市政高架等，地铁与市政高架的选址则成为了一个相互影响的矛盾，如何有效的考虑地下、地面、地上的立体交通的问题？地铁车站与市政高架桥合建则成为一种有效的手段解决了这一问题，因此站桥合建的方案设计成为一重点研究对象。

二、工程概况

合肥市轨道交通1号线一期工程中的芜湖路站规划市政高架与地铁路由共线，为解决此问题，提出了新型的站桥合一结构“地铁站、高架桥同位分离组合体结构”，实现市政桥梁、地面道路和城市地铁三者和谐、高效、环保统一。

芜湖路站为13m岛式车站，两层三跨结构。覆土约3.2m～4.1m、底板埋深位于⑥1层强风化泥质砂岩中，明挖法施工。车站与高架主桥同期施工，高架主桥桥墩承台置于车站顶板上。高架主桥桥墩承台高2.5m，车站顶板覆土按3.2m控制。高架桥主梁采用现浇预应力砼连续箱梁匝道桥，桥下部结构采用钢筋混凝土矩形墩，桩基础采用钻（冲）孔灌注桩，桩径直径采用1.2m、1.4m、1.8m和2.0m，按摩擦桩设计，桩尖要求进入中风化砂質泥岩深度不小于2倍桩径。

三、站桥结合立交模式设计

为了尽量减少对市政道路的二次破复，最快满足市民出行需求，设计人员经过多方调研、分析研究，大胆创新，提出了明挖地铁站与市政高架桥同期同位分离合建方案。即地铁车站与高架桥同期开工，结构体在车站顶板与墩柱扩大基础之间采用防水层进行分离，受力上只传递竖向荷载，达到车站结构受力更为合理的作用。首次提出一种新型的“桩、柱、墩的固结、浮放转换体”节点与“地铁站、高架桥同位分离组合体”结构，实现市政桥梁、地面道路和城市地铁三者和谐、高效、环保统一。同时考虑到荷载较大，芜湖路站、南一环站正对桥墩的柱采用钢管混凝土柱（其它柱均采用钢筋混凝土），水阳江路站正对桥墩的柱采用增加截面尺寸的措施增加其承载力，三站均在底板设置承台及工程桩，以满足桥梁对车站沉降的要求。

（一）站桥结合分析

下面就芜湖路站采用三维模型对车站结构安全及沉降作一简单介绍。

1.计算模型

为计算芜湖路车站结构及其下桩基础的受力变形，模型采用空间荷载-结构模式进行内力计算，考虑了桥墩基础荷载作用的实际位置，同时考虑了车站结构与桩基础的相互作用，为强度检验提供依据。

考虑到作用在地铁车站结构上的桥梁基础在纵向作用位置不同，而且车站结构是典型的空间结构，根据设计图纸，建立了三维计算模型。为简便实用，只考虑主体结构部分，忽略了附属结构及门洞等位置的影响。整体计算模型如图1所示。图中，x轴表示车站横向，y轴表示车站纵向，z轴表示竖直方向。

各土层参数按勘察报告选取，计算时考虑最不利情况，不考虑围护结构的支挡作用，按结构承受全部土压力、水压力和上部荷载。土压力和水压力根据勘察资料和设计图纸计算得到，上部桥梁基础作用荷载根据给定值施加，两侧及底部边界按弹性边界处理，基床系数根据详勘资料得到。

考虑的荷载包括：（a）自重；（b）桥墩基础荷载；（c）厅层楼板活载；（d）底层板的车载；（e）侧向土压力；（f）水压力。

2.结构位移

（1）顶、底板位移

桥墩基础对应顶、底板竖向位移见下图所示。

（2）桩顶位移

桩基础竖向位移见下图所示。