李伟 刘海涛
天津市市政工程设计研究院 天津市
摘要：随着城市化建设的快速发展，城市地下综合管廊建设方兴未艾。综合管廊结构计算存在较多方法，文章结合作者工程经验，总结了一种较实用的综合管廊结构计算方法，内容包括标准段结构强度计算、抗裂计算和地基承载力计算。
关键词：综合管廊；结构计算；地基承载力计算
一、问题的提出及研究意义
城市地下管道综合走廊也称“共同沟”、“共同管道”，是在城市地下建造一个集约化的隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等两种以上市政管线集中敷设在该隧道内，并设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、施工和维护。具有综合性、长效性、可维护性、高科技性、抗震防灾性、环保性、低成本性、投资多元性和营运可靠性等特点。
综合管廊结构计算存在较多方法，文章结合作者工程经验，总结了一种较实用的综合管廊结构计算方法，内容包括标准段结构强度计算、抗裂计算和地基承载力计算。
二、计算结构概述
包头市某综合管廊工程，根据不同路段管线现状和规划情况采用1~2舱断面型式，入廊管线种类包括：通信、电力、给水、中水。
本文给出双仓标准断面结构计算推荐方法。
图1 综合管廊标准断面
1、设计基本参数
钢筋混凝土容重25kN/m3，地下水以上覆土容重18kN/m3，地下水以下覆土容重10kN/m3（抗浮计算中取8kN/m3），地下水容重10kN/m3；土压力按恒载考虑，分项系数同恒载分项系数；侧向土压力按主动土压力计算。汽车荷载采用城—A，侧向压力取1/3倍竖向压力计算；主体结构：C35砼；钢筋：HRB400。
2、结构基本尺寸参数
结构尺寸：综合管廊标准段净高4m，净宽2.9+4.m；顶板、底板及侧墙厚40cm，中墙厚25cm。覆土情况：综合管廊标准段顶板覆土深度为3.0m。地下水位：设计路面标高。地质条件：管廊基底下设20cm厚C20砼垫层。荷载组合：承载能力极限状态下结构的强度验算按基本组合进行，正常使用极限状态下的应力验算、抗裂性验算按作用准永久组合进行。
三、设计荷载计算
1、地面荷载
综合管廊位于道路人行道及车行道以下，综合管廊标准段顶板覆土厚3.0m，按照《公路桥涵设计通用规范》4.3.4换算为等代压力荷载，按城A荷载中3辆车车轴的车轮分布面积计算分布荷载：平行于板的跨径方向荷载分布宽度：0.6+1.8×3+1.3×2+2×3.0×tg30°= 12.06m。垂直于板的跨径方向荷载分布宽度：0.25+1.2+2×3.0×tg30°=4.91m。换算压力荷载为：840/（12.06×4.91）=14.17kN/m2。地面堆载按规范取10 kN/m2，小于车辆荷载，故竖向活载q=14.17kN/m2。
2、水、土压力
工况一：仅考虑土压力，不考虑水压力。工况二：地下水位取设计地面标高，水土分算。
3、荷载组合
根据《城市综合管廊工程技术规范》和《混凝土结构设计规范》，综合管廊的结构安全等级为一级，裂缝控制等级为三级。以此对构件承载能力、裂缝宽度分别进行验算。本次计算荷载分项系数取值如下：
注：可变荷载考虑使用年限（100年）调整系数：1.1
四、结构计算
1、结构内力计算
采用钢筋混凝土闭合框架模型，取纵向一延米模型计算。计算模型及内力计算结果如下图所示：
剪力图F（kN）
图2工况一、二较不利工况内力计算结果
2、抗裂计算
本次计算中，结构顶板、底板按受弯构件验算，侧墙及中墙按偏心受压构件验算。准永久组合下，各构件最不利弯矩、轴力及对应裂缝宽度汇总如下：
3、地基承载能力计算
覆土重量：G1=472.5kN/m；结构自重：G=284kN/m；活载：F=123kN/m，附属设施：50kN/m，地基反力=106kPa。
四、总结
总结了一种较实用的综合管廊结构计算方法，内容包括标准段结构强度计算、抗裂计算和地基承载力计算。在设计与施工中可供参考选用。
参考文献
[1]于晨龙，张作慧.国内外城市地下综合管廊的发展历程及现状[J].建设科技，2015（17）：49-51.
[2]杨琨.浅谈城市综合管廊的设计[J].城市道桥与防洪，2013（5）：236-239.
[3]范翔.城市综合管廊工程重要节点设计探讨[J].给水排水，2016，42（1）：117-122.
论文作者:李伟,刘海涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/11
标签：荷载论文; 结构论文; 组合论文; 压力论文; 容重论文; 顶板论文; 标准论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;