沈陽市長青街快速路工程跨越地鐵車站橋墩承臺設計分析

郭曙光

（沈陽市市政工程設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015）

0 引言

目前，城市內高架橋、地鐵越建越多，難免出現高架橋、地鐵線路并行情況，高架橋承臺需采用較大跨度來跨越地鐵區間及車站。

本文以沈陽市長青街快速路工程（泉園三路至長青橋北橋臺）42#承臺為工程背景，介紹了跨越地鐵車站的承臺情況，并利用有限元程序對該承臺進行計算分析。

1 概況

本設計段（泉園三路至長青橋北橋臺）起點為泉園三路，終點為長青橋北橋頭，包含第一段高架橋的泉園三路以南部分。樁號范圍為K1+278.00～K3+161.58，地面道路長 1 883.58 m，高架橋長1 862 m；工程還包含與二環快速路互通的立交匝道，同時結合遠期規劃改造現狀長青街苜蓿葉立交橋。

項目范圍內有在建地鐵10號線與高架橋主線并行，地鐵區間與高架橋中心線位沖突，沿線共經過2座車站和3段區間（泉文區間、文化東路站、文長區間、長青橋站、長渾區間）。

本標段跨越地鐵10號線車站承臺有40#、41#、42#承臺共3個。本文以42#承臺為例介紹承臺計算。

圖1 橋墩承臺與地鐵車站關系圖

承臺預應力鋼束布置見圖2、圖3。

圖2 承臺預應力鋼束布置圖（單位：cm）

圖3 承臺預應力鋼束橫斷面布置（單位：cm）

2 計算條件

2.1 加載方式選取

上部結構恒載、上部結構活載、活載偏載、橋墩自重、地面道路車輛荷載、地面道路覆土等采用靜力加載，樁側土采用土彈簧模擬，樁基礎與承臺采用彈性連接中剛性連接。

2.2 計算模型

采用MIDAS CIVIL2016程序建立梁單元模型，進行空間計算分析。承臺的空間有限元模型見圖4。

圖4 承臺空間計算模型

2.3 設計荷載

地面土重：100 kN/m。

地面汽車車輛荷載：260 kN。

橋墩重：36.873×1.6×26=1 534 kN。

上部結構恒載荷載：27 934 kN。

上部結構汽車荷載：5 833 kN。

汽車橫向彎矩：（103.5+65）/2×10.5+360×1.2=1 317 kN·m；1 317×（11.75-0.5）+1 317×（11.75-0.5-3.25）=25 352 kN·m。

恒載偏載：（14 228-13 070）×5.5/2=3 185 kN·m。

風偏載：（103.5+65）/2×13.24×7=7 808 kN·m。

2.4 預應力鋼束布置

預應力鋼束分3層，底層22根19束預應力鋼束、中間層22根19束預應力鋼束、上層22根19束預應力鋼束；分3次張拉，第1次張拉中間鋼束和頂層鋼束一半，第2次張拉剩余頂層鋼束，第3次張拉底層鋼束。承臺預應力鋼束布置見圖5。

圖5 承臺預應力鋼束布置圖

3 計算結果

正截面抗彎計算、受壓區高度驗算、施工階段法向壓應力驗算均滿足規范[1]要求。

承載能力組合分為長期組合、短期組合和標準組合。不同組合下，各荷載工況所取的計算系數不同。承臺單元應力計算結果見圖6～8。

圖6 承臺下緣最小壓應力1.5 MPa（長期組合）

圖7 承臺下緣最小壓應力1.2 MPa（短期組合）

圖8 承臺上緣最大壓應力12 MPa（標準組合）

4 結論

通過有限元計算分析，預應力承臺設計滿足規范要求。因預應力鋼束較多，需根據施工進度分批張拉預應力鋼束。同時應在施工過程中對地鐵進行監控。