合肥市軌道交通站橋結合立交模式相關技術研究

胡玉超

【摘 要】本文為合肥市軌道交通車站與市政立交高架橋合建的設計方案及關鍵技術研究，文中從橋墩的布置，橋面結構、結構節點形式進行了詳細分析，并重點通過對蕪湖路站施工工況的三維計算，給出了站橋合建的理論依據，為后期類似工程積累了工程經驗。

【關鍵詞】地鐵車站；市政橋梁；站橋合建

一、前言

隨著我國城市化進程的發展，各城市的交通擁堵問題變成目前的突出矛盾，為有效解決城市居民的出行問題，各地均大力發展城市軌道交通、城市市政高架橋立交模式。力求最大限度的解決出行問題，但是由于受到地鐵線網布置及道路規劃條件的限制，以及既有各類建筑的布局，在市內繁華地段，既有必要修建地鐵，又有必要修建市政高架等，地鐵與市政高架的選址則成為了一個相互影響的矛盾，如何有效的考慮地下、地面、地上的立體交通的問題？地鐵車站與市政高架橋合建則成為一種有效的手段解決了這一問題，因此站橋合建的方案設計成為一重點研究對象。

二、工程概況

合肥市軌道交通1號線一期工程中的蕪湖路站規劃市政高架與地鐵路由共線，為解決此問題，提出了新型的站橋合一結構“地鐵站、高架橋同位分離組合體結構”，實現市政橋梁、地面道路和城市地鐵三者和諧、高效、環保統一。

蕪湖路站為13m島式車站，兩層三跨結構。覆土約3.2m～4.1m、底板埋深位于⑥1層強風化泥質砂巖中，明挖法施工。車站與高架主橋同期施工，高架主橋橋墩承臺置于車站頂板上。高架主橋橋墩承臺高2.5m，車站頂板覆土按3.2m控制。高架橋主梁采用現澆預應力砼連續箱梁匝道橋，橋下部結構采用鋼筋混凝土矩形墩，樁基礎采用鉆（沖）孔灌注樁，樁徑直徑采用1.2m、1.4m、1.8m和2.0m，按摩擦樁設計，樁尖要求進入中風化砂質泥巖深度不小于2倍樁徑。

三、站橋結合立交模式設計

為了盡量減少對市政道路的二次破復，最快滿足市民出行需求，設計人員經過多方調研、分析研究，大膽創新，提出了明挖地鐵站與市政高架橋同期同位分離合建方案。即地鐵車站與高架橋同期開工，結構體在車站頂板與墩柱擴大基礎之間采用防水層進行分離，受力上只傳遞豎向荷載，達到車站結構受力更為合理的作用。首次提出一種新型的“樁、柱、墩的固結、浮放轉換體”節點與“地鐵站、高架橋同位分離組合體”結構，實現市政橋梁、地面道路和城市地鐵三者和諧、高效、環保統一。同時考慮到荷載較大，蕪湖路站、南一環站正對橋墩的柱采用鋼管混凝土柱（其它柱均采用鋼筋混凝土），水陽江路站正對橋墩的柱采用增加截面尺寸的措施增加其承載力，三站均在底板設置承臺及工程樁，以滿足橋梁對車站沉降的要求。

（一）站橋結合分析

下面就蕪湖路站采用三維模型對車站結構安全及沉降作一簡單介紹。

1.計算模型

為計算蕪湖路車站結構及其下樁基礎的受力變形，模型采用空間荷載-結構模式進行內力計算，考慮了橋墩基礎荷載作用的實際位置，同時考慮了車站結構與樁基礎的相互作用，為強度檢驗提供依據。

考慮到作用在地鐵車站結構上的橋梁基礎在縱向作用位置不同，而且車站結構是典型的空間結構，根據設計圖紙，建立了三維計算模型。為簡便實用，只考慮主體結構部分，忽略了附屬結構及門洞等位置的影響。整體計算模型如圖1所示。圖中，x軸表示車站橫向，y軸表示車站縱向，z軸表示豎直方向。

各土層參數按勘察報告選取，計算時考慮最不利情況，不考慮圍護結構的支擋作用，按結構承受全部土壓力、水壓力和上部荷載。土壓力和水壓力根據勘察資料和設計圖紙計算得到，上部橋梁基礎作用荷載根據給定值施加，兩側及底部邊界按彈性邊界處理，基床系數根據詳勘資料得到。

考慮的荷載包括：（a）自重；（b）橋墩基礎荷載；（c）廳層樓板活載；（d）底層板的車載；（e）側向土壓力；（f）水壓力。

2.結構位移

（1）頂、底板位移

橋墩基礎對應頂、底板豎向位移見下圖所示。

（2）樁頂位移

樁基礎豎向位移見下圖所示。

3.板的內力

為突出重點，只提取了頂層板（對應6個橋墩基礎）位置的內力值，詳細結果分別見下圖。

根據模型計算結果，且與采用sap84計算的二維模型比較（不再單獨列出），結構安全及沉降滿足結構構件受力要求，車站與高架結合合理可行。

四、結束語

合肥市軌道交通1號線一期工程中的蕪湖路站與高架橋合建結構受力合理，減小了后期施工對先期施工工程的影響，減小了工程的占地面積，并且有效縮短了兩期工程施工對周邊環境及地面交通的影響時間。合建工程的順利實施，為后續線路中類似工程積累了工程經驗。

【參考文獻】

[1]趙月. 與市政合建的地鐵車站結構設計——以廈門地鐵呂厝站為例. 交通建設，2015，（5）：449-442.

[2]蒲蘇東. 關于某地鐵車站與市政高架橋同體合建關鍵技術研究. 建筑與裝飾2017 5期：136-138.