天津西站主站樓托換結(jié)構(gòu)設(shè)計

□文/韓振勇 盧士鵬

□盧士鵬/天津城建集團有限公司工程總承包公司。

天津西站主站樓托換結(jié)構(gòu)設(shè)計

□文/韓振勇 盧士鵬

文章介紹了天津西站主站樓托換結(jié)構(gòu)的設(shè)計目的，對建筑允許變形進行分析，根據(jù)西站主站樓遷移特點介紹了托換結(jié)構(gòu)組成。

天津西站；托換結(jié)構(gòu)；設(shè)計

1 托換結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

1）房屋整體切割、體系轉(zhuǎn)換后能夠承受主站樓整個建筑荷載，使上部結(jié)構(gòu)完全作用在托換結(jié)構(gòu)上。

2）能夠滿足平移和頂升施工的要求。該工程需先向南平移，再向東平移，最后頂升。即托換結(jié)構(gòu)需要在3個方向上受力。

3）由于托換結(jié)構(gòu)采用雙肢夾墻設(shè)計，混凝土與建筑物磚結(jié)構(gòu)接觸面粘結(jié)力應滿足要求。

4）建筑物從老基礎(chǔ)進入新基礎(chǔ)及頂升過程中，托換結(jié)構(gòu)變形要滿足主站樓允許變形要求。

2 主站樓允許變形與托換結(jié)構(gòu)設(shè)計允許變形

2.1 主站樓允許變形

天津西站主站樓為磚石木混合結(jié)構(gòu)，在目前建筑結(jié)構(gòu)類型分類中沒有這種類型。可是從建筑的材料和受力情況上，又類似于砌體結(jié)構(gòu)。GB50007—2002《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對于砌體承重結(jié)構(gòu)應由局部傾斜值控制，相鄰墻體不均勻沉降變形不超過0.3%，確定主站樓允許的不均勻沉降變形值為9mm。

2.2 托換結(jié)構(gòu)設(shè)計變形

由于平移工程中，建筑物托換結(jié)構(gòu)的作用不只是房屋托換，還有加固房屋基礎(chǔ)的作用；往往托換結(jié)構(gòu)設(shè)計的剛度越大，平移過程中外界因素對建筑的影響越小。可是托換結(jié)構(gòu)不可能做到剛度無限大，這就給托換結(jié)構(gòu)設(shè)計限定了條件，既能滿足工程的實際需要，又要做到經(jīng)濟合理。根據(jù)主站樓允許的不均勻沉降變形值充分考慮1.8的安全系數(shù)，梁體的允許撓度變形值為5mm。明確各個工況的最不利情況。

1）建筑物切割

墻柱切割后，建筑物的結(jié)構(gòu)體系將發(fā)生改變。從原有的建筑物結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)變成托換結(jié)構(gòu)受力體系。切割過程會造成托換結(jié)構(gòu)受壓變形，產(chǎn)生沉降。施工過程要求按照對稱、間隔的原則進行切割。同時切割過程中盡量采用靜力式切割方式，避免過大震動對建筑物造成損害。

2）建筑物從老基礎(chǔ)進入新基礎(chǔ)

建筑物平移從舊址開始進入平移軌道是整個結(jié)構(gòu)不均勻沉降最大的時候。原址基礎(chǔ)經(jīng)過若干年的沉降期，其沉降已經(jīng)趨于穩(wěn)定，新做的平移基礎(chǔ)上突然增加整個建筑的全部荷載，其瞬間造成很大地基壓縮變形。

3）跨越地鐵通道

要充分考慮土體壓縮對地鐵通道的影響。

4）頂升過程中房屋允許的變形值

根據(jù)頂升點的布置形式確定頂升點的最大間距，考慮到該建筑已有百年歷史、施工過程中存在的系統(tǒng)誤差以及保證一定的安全儲備，同步控制值確定為3 mm。

5）設(shè)定托換結(jié)構(gòu)的允許變形撓度

（1）根據(jù)地質(zhì)資料確定土體的壓縮性以及基礎(chǔ)設(shè)計沉降量為10cm。考慮到該沉降一次加載且房屋只是從新址軌道上移動過去，而不是長期停在上面，按照建造期沉降的80%考慮，即設(shè)計沉降量的40%，為4cm。

（2）考慮軌道基礎(chǔ)可以抵抗的撓度變形情況。

（3）將軌道能夠抵抗的撓度變形與進入軌道的沉降量相互作用得出反算托換結(jié)構(gòu)的允許變形值。

3 托換結(jié)構(gòu)設(shè)計形式

充分考慮雙向平移以及頂升的需要，采用橫縱雙肢梁形式，按照頂升點的布置形式設(shè)置抬墻梁。見圖1。

3.1 托換結(jié)構(gòu)組成

托換結(jié)構(gòu)由上滑道及其聯(lián)系梁、抱柱梁及其聯(lián)系梁、夾墻梁及其聯(lián)系梁、樓梯抬梁、頂升系梁等組成。上托換體系直接承受移位及上部荷載，因此應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。

上滑道通過滑腳直接支承于下滑道上，用來承受夾墻梁和抱柱梁等傳來的上部荷載，與下滑梁對應。

夾墻梁是托換墻體的梁系，是磚結(jié)構(gòu)托換的關(guān)鍵。在磚結(jié)構(gòu)托換中若直線平移，一般利用主要承重墻體的夾墻梁作為上滑梁。強度等級在0.3～0.5N/mm2之間取值；

ft——拉梁混凝土的抗拉強度設(shè)計值；

bl——拉梁截面寬度；

hl——拉梁截面高度；

lb——橫向拉梁間距。

4 結(jié)語

3.2 上滑梁的計算

上滑梁承受來自于夾墻梁傳遞至上滑梁的各處荷載，上滑梁的支承點主要是托換梁下部的滑移裝置，滑移裝置再傳遞至下滑梁。上滑梁下有若干個滑移裝置，上滑梁的高度及配筋根據(jù)連續(xù)梁計算。

1）通過對托換結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在施工工程中嚴格按照設(shè)計要求施做，保證了房屋切割后，建筑物荷載安全可靠的傳遞至托換結(jié)構(gòu)上。通過對各個測點的檢測，托換結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)較大應力，結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。

2）通過托換結(jié)構(gòu)的設(shè)計實施，確保了西站主站樓整體遷移175m并頂升2.9m的順利實施。

式中：q——上滑梁承受的荷載；

hb——夾墻梁高度，宜取夾墻梁計算跨度的1/8～1/

2,高寬比宜取2～3.5；

fv——砌體與混凝土界面粘結(jié)抗剪強度；由試驗確定,無試驗資料時，可根據(jù)夾墻梁混凝土

TU746.4

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1008-3197（2011）02-03-02

2011-02-21

韓振勇/男，1965年出生，高級工程師，博士，天津城建集團有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。

□盧士鵬/天津城建集團有限公司工程總承包公司。