广州地铁设计研究院有限公司 510030
摘要：综合管廊作为市政管线集约化建设的核心载体，可以保障城区交通顺畅，避免道路反复开挖，提高管线安全水平和空间使用率。对于盾构综合管廊，无柱工作井满足了盾构始发和节约工程造价的要求。本文选取某无柱工作井结构的设计方法进行讨论，并提出建议。
关键词：综合管廊；无柱工作井；结构设计
1、工程概况
广州某综合管廊工程采用盾构区间+明挖工作井的形式，先期施工段全长约3.1km，共设4座地面井，平均井间距为0.98km。本工作井为三层始发独立井，基坑呈矩形，内轮廓尺寸37.0mx14.0m，深18.5m，覆土3.0m。地层由上至下依次为<1-1>杂填土、<4-2B>淤泥质土、<4N-2>粉质黏土、<5N-2>粉质黏土、<7-3>强风化泥质粉砂岩、<8-3>中风化泥质粉砂岩。采用钻孔灌注桩+桩间旋喷止水的围护形式，并设置抗浮压顶梁。
2、工作井结构设计
2.1 结构设计方法
（1）平面框架设计
明挖主体结构横向为箱形框架结构，沿结构纵向结构断面与荷载分布无突变，底板的地基承载力均匀，因此主体框架结构的受力分析可以简化为平面问题。
平面模型的基本假定与计算方法为：支护桩与内衬墙之间设只压不拉链杆，按弹性地基上带刚域的框架计算各种工况，考虑立柱和楼板的变形，以最不利情况作为构件截面设计的依据。
计算模型中底板下设置竖向土弹簧支撑。如果弹簧反力超过地基承载力则取消相应弹簧并用最大地基反力代替。考虑水反力时，如果弹簧受拉则取消底板受拉弹簧以水反力代替。
（2）整体模型
建立三维模型，板墙连接处采用刚接，土弹簧支撑设置方法与平面框架设计相同。
2.2 结构设计荷载
顶板：土压力60kPa、地面超载35kpa；
侧墙：水压力35~183kpa、土压力17.5~91.5kpa、地面超载17.5kpa；
底板：水反力183kpa。
2.3 结构受力分析
利用Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2015软件计算平面框架并整体模型，所得结果如下：
比较图1与图2~5可以看出，平面框架作为简化模型，可以反映结构板墙弯矩的变化趋势，与整体模型在数值上较为接近，但存在如下不足：
（1）与整体模型相比，结构中部的弯矩值偏小，比较图1与图2，偏小140kN*m左右；
（2）与整体模型相比，板墙连接处弯矩值偏大；
（3）平面框架模型不能考虑孔洞周边（纵向及横向）的应力集中效应；
3、结论及建议
针对某管廊明挖工作井建立平面框架及三维模型，通过比较计算结果得到结论：
对于类似尺寸的明挖工作井，平面框架模型可以作为整体模型的简化指导设计，但需注意如下几个问题：
（1）工作井为无柱，跨度较大，平面计算对结构中部的弯矩估计不足，在结构中部需加强配筋；
（2）平面计算不能考虑孔洞周边的应力集中，针对尺寸较大、距离较近的开孔，建议单独计算。距离边墙较近处的开孔，正负弯矩值均较大，建议按双向对称配筋；
（3）平面框架模型板墙连接处弯矩偏大，实际配筋中可考虑适当折减。
参考文献
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论文作者:周思超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/10
标签：模型论文; 弯矩论文; 平面论文; 框架论文; 结构论文; 工作论文; 弹簧论文; 《基层建设》2017年第8期论文;