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篇1
徠遠廣場地下通道工程位于烏魯木齊北門附近鬧市區,地道橫跨市區主干道,地面車流量比較大。本地下通道兩側為徠遠工程B1,B2座,地下為車庫,本地下通道將兩地下車庫進行連通。由于B2座與B1座室內外高差為1.7m,應此為本工最大覆土厚度為7.15m,最小覆土厚度為5.45m。
1 地道受力簡圖:選取本地道埋深最深處做計算分析
2 計算簡圖中的各種荷載計算:
2.1 汽車參數
根據汽車荷載主要技術指標,汽車-超20級的重車的參數如下:
一輛汽車總重:550kN
前軸重力:30kN
中軸重力:2×120kN
后軸重力:2×140kN
軸距:3m+1.40m+7m+1.4m
輪距:1.8m
前輪著地寬度及長度:0.3m×0.2m
中、后輪著地寬度及長度:0.6m×0.2m
車輛外形尺寸(長×寬):15m×2.5m
2.2 頂板處荷載:
土的容重 ,土內摩擦角
取中、后軸n=2,md=1.0,Pk=280kN,c1=1.2m,a1=0.20m,b1=0.6m
地道埋深最淺處為5.45m
地面堆載:
頂板覆土:
頂板自重:
則頂板處活荷載取:
2.3 側壁荷載:
土內摩擦角
則側壁為:
2.4 底板荷載:
地道自重:
上部覆土:
頂部活荷載:
地道內覆土荷載:
地道底板自重:
地道內活荷載:
則地道地板反力為:
活荷載:
恒荷載:
2.5 地道荷載簡圖為:
3 配筋計算
3.1 頂板:
支座:M=-370.6kN•m
軸力N=-285.4kN
混凝土強度等級:C40
fc = 19.11N/mm
ft = 1.71N/mm
鋼筋強度設計值 fy = 360N/mm
Es = 200000N/mm
由彎矩設計值 M 求配筋面積 As,彎矩 M = 370.2kN•m
截面尺寸 b×h = 1000*600mm ho=h-as=600-50=550mm
相對界限受壓區高度 ξb
ξb=β1 / [1 + fy / (Es * εcu)]=0.8/ [1+360/(200000*0.0033)]=0.518
受壓區高度x=ho - [ho ^ 2 - 2 * M / (α1 * fc * b)] ^ 0.5
=550-[550^2-2* 370200000/ (1*19.11 *1000)]^0.5=36mm
相對受壓區高度ξ=x/ho=36/550= 0.066 ≤ ξb = 0.518
縱向受拉鋼筋As=α1 * fc * b *x / fy=1*19.11*1000*36/360=1934mm
配筋率ρ=As/(b*ho)=1934/(1000*550) = 0.35%
最小配筋率ρmin=Max{0.20%, 0.45ft/fy}=Max{0.20%,0.21%}=0.21%
跨中:M=972.3 kN•m軸力N=-285.4kN
混凝土強度等級:
C40 fc = 19.11N/mm ft = 1.71N/mm
鋼筋強度設計值 fy = 360N/mmEs = 200000N/mm
由彎矩設計值 M 求配筋面積 As,彎矩 M = 972.3kN•m
截面尺寸 b×h = 1000*600mm
ho =h - as=600-50= 550mm
相對界限受壓區高度 ξb
ξb=β1/[1+fy/(Es*εcu)]=0.8/[1+360/ (200000*0.0033)=0.518
受壓區高度x=ho-[ho ^ 2 - 2 * M / (α1 * fc * b)] ^ 0.5
=550-[550^2-2*972 300000 /(1*19.11 *1000)]^0.5=102mm
相對受壓區高度 ξ =x / ho=102/550=0.185 ≤ ξb=0.518
縱向受拉鋼筋 As=α1 * fc * b * x / fy
= 1*19.11*1000*102/360
=5412mm
配筋率ρ=As/(b*ho)=5412/(1000*550)
= 0.98%
最小配筋率 ρmin=Max{0.20%, 0.45ft/fy}=Max{0.20%, 0.21%}=0.21%
頂板實際配筋:上部22@100 (HRB400,As=3801mm2),下部32@120 (HRB400,As=6702mm2)
3.2 側板
外側支座:M=-699.1kN•m
軸力N=-852.6kN
由彎矩設計值 M 求配筋面積 As,彎矩 M = 699.1kN•m
縱向受拉鋼筋 As=α1 * fc * b * x / fy=1*19.11*1000*51/360= 2710mm
配筋率 ρ=As/(b*ho)=2710/ (1000*550)=0.49%
側壁實際配筋:外側 22@100 (HRB400,As=3801mm2),內側22@200(HRB400,As=1901mm2)
3.3 底板
外側支座:M=362.2kN•m
軸力N=-285.4kN
由彎矩設計值 M 求配筋面積 As,彎矩 M = 362.2kN•m
縱向受拉鋼筋 As = α1 * fc * b * x / fy = 1*19.11*1000*99/360
篇2
Hu Yinxiang
Traffic planning and design institution of Anhui province Anhui Heifei
Abstract: The pedestrian overpass and underground channels are important for city. This paper analyzes and compares by crossing the street facilities from safety and cost, energy conservation and environmental protection, management of city pedestrian overpass and underground passage quality and provides the design of urban road pedestrian overpass and underground channels.
Key Words: urban road, pedestrian overpass, underground channels, choice
隨著我國城市化的發展,各城市大幅增長的人流與車流,已經與有限的城市公共交通空間產生了直接矛盾。尤其在城市道路的部分路段或交叉路口附近,行人過街難的問題日益突出。一方面,機動車為了避讓橫穿馬路的行人,不得不頻繁停車,導致行駛速度大大降低,堵車現象更加嚴重,而油耗直線上升,額外排放的汽車尾氣加重了環境污染;另一方面,行人橫穿馬路時,安全隱患較大,一旦發生交通事故,后果都相當嚴重。
以往對車流與人流單純采用交通信號燈控制的設計模式,已經不能適應城市發展的需要。要解決當前人車爭道、道路交通混亂的局面,上修人行天橋,下建地下通道,構建城市交通的立體化格局才是關鍵。人行天橋及地下通道的建設可以提高道路的通行能力,保障過路行人的安全,實現人與車立體交叉,能起到人車分流、疏暢交通、解除交通隱患的作用。但城市道路設計中如何選擇人行天橋或地下通道一直是設計人員及城市管理者的一大難題。本文將目前城市人行天橋和地下通道存在的一些問題進行了總結比較,對如何選擇人行天橋或地下通道做了一些探討。
1.現有人行天橋與地下通道存在的問題
現有人行天橋與地下通道的建設往往只考慮解決交通問題,大多沒有從城市用地功能、城市空間開發利用的總體角度進行統籌考慮,不注重與中心區、商業區、公共建筑和軌道交通站點間的相互聯系,從而導致重復建設,步行交通無法形成網絡。
很多城市交通環境日益惡化,尤其老城區人行天橋與地下通道總是需求一個,建設一個,處在忙于應付、被動建設的狀態;同時在建設時往往只重視解決當時存在的問題,考慮當時建設條件,忽視了城市規劃的發展要求,并且建設的天橋與通道出口占用了人行道,以犧牲行人步行空間來換得人行過街天橋與通道的建設,往往還會與今后道路拓寬改造存在矛盾。
在我國,自行車的保有量和使用量非常高,自行車是普通市民出行的主要交通工具之一,對于這一部分市民來說,攜帶自行車通過人行天橋是非常費力的事情,尤其是有些城市的人行過街天橋只修建了階梯而沒有修建坡道,使騎自行車者過街非常不便。
2.人行天橋與地下通道的優劣比較
2.1 安全性
地下通道一到晚上,就成了流浪人員的地盤,還經常發生偷搶事件,下夜班的市民根本不敢走。如果要請保安值班,則增加了管理成本。人行天橋不存在這些安全隱患。
2.2 節能環保方面
人行天橋不需照明,而人行天橋建于地下,又較長,需要全天進行照明,且要設置通風裝置,不利于節能環保和可持續發展的要求。另外地下通道多為陰暗潮濕,衛生臟、亂、差,可為老鼠等有害動物提供良好的棲息地。
2.3 與地下管線的干擾
城市道路地下管線密布,地下通道因在地下貫穿道路,對地下管線的影響很大,甚至需對管線進行改移,額外增加工程量。人行天橋可通過跨徑及樁基避開管線。
2.4 造價大小
人行天橋的造價較小,從目前國內建設的天橋與通道的造價來看,地下通道的造價一般為人行天橋造價的1.5~2.2倍。
2.5 施工難易度及工期
人行天橋施工簡單,上部可采用預制拼裝結構,工期較短。地下通道位于地面以下,施工相對復雜,工期也較長,且施工期間容易發生安全事故。
2.6 管理難易度
人行天橋建好后除基本的維護,不需要怎么管理。地下通道因照明、通風設施及安全隱患方面的原因,需要專門人員進行管理。一般通道都是城市管理的死角。
2.7 其它
地下通道最怕的是下暴雨,下到暴雨,就是考驗一個城市的排水系統的時候,尤其是地下通道的排水。近兩年,武漢、南京、北京等大城市都有地下通道被淹的情況發生。而人行天橋沒有這方面的缺陷。
3.適宜建設人行天橋的位置
3.1 兩條城市主要道路的十字交叉
城市主要道路的十字交叉一般車道較多,上下道口可達到8個。若設置地下通道,行人在通道內很難搞清自己要到的出口在哪,尤其是外地人,更是找不到出口。故在這種道口宜設置人行天橋。
3.2 主城區人行天橋與商業廣場的連接
在商場前修建過街人行天橋時, 還可將人行天橋與商場的二、三樓連接, 增加商場的人流量, 從而增加商場的營業額,起到促進消費和繁榮市場的作用, 同時還可以吸引該處商家對天橋進行投資, 以減輕政府市政工程投資的負擔。比如重慶市朝天門大正商場人行天橋分別與大正商場、大生商場、盛隆大廈連接。上海的徐家匯商圈、淮海路商圈也有將天橋與商場的連接。
3.3 需考慮自行車過街的地方
近年來,世界各地都在倡導“環保出行”的概念,自行車數量日漸增多,我國又是自行車大國,很多市民出行都會騎上自行車,這使過街增加了難處,這就出現了無障礙人行天橋,即上下天橋考慮設置自行車坡道,以滿足非機動車過街的需要。如合肥的一環路多采用這種天橋,天橋的坡道較長、較平緩,自行車能順利通過天橋,同時,自行車坡道也方便攜帶大件行李或手推車的行人過街。
3.4 需要利用天橋塑造城市景觀的地方
隨著時代的進步,城市空間的開發向立體化三維發展,人行天橋成為新型城市空間的重要組成部分。通過運用景觀設計手法,合理布置景觀要素,可以提高人行天橋的整體景觀效果,創造出現代、新穎、美觀、獨特的視覺效果。經過精心設計的人行天橋已經越來越多地成為城市的地標性景觀建筑。同時富于形式的天橋造型,成為美化城市輪廓線的有效手段。
另外,天橋還可作為城市夜景照明的重要手段之一,亮化的天橋景觀是城市夜空中的絢麗長虹。天橋照明以輪廓照明為主,突出線性空間的形式,通過對橋梁造型的勾畫,為城市夜色增光添彩。
3.5 對不易于管理的人行過街設施
因通道建在地下,不管白天黑夜,都需要進行照明,需要通風,并且地下通道的衛生條件也比較差,且存在安全隱患,一般都要特定的人員進行管理。人行天橋建好后除基本的維護,基本不需要怎么管理。故在不易于管理的地方建議設置人行天橋。
4.適宜建設地下通道的位置
4.1 在街道較為狹窄, 兩旁建筑密集的地方修建天橋會遮擋視野, 使街道建筑顯得更加擁擠,因而建議采用地下通道。
4.2 對景觀要求高的地方。雖然人行天橋能塑造城市景觀,但有些地段,天橋不一定與周邊環境相協調,還是應考慮設置地下通道。
4.3 在地勢較高處宜設置地下通道,部分城市地形變化較大,若在地勢較高處設置人行天橋,就會與地形不符,而顯得不協調。故在地勢較高處設地下通道就比較適宜。如重慶市委黨校東西兩院地下通道,則利用地形的高差,使通道與改建的停車場巧妙地連接在一起。
4.4 街道兩側有地下商場的位置設置地下通道與商場相連接可為商場帶來人氣,能促進商場的消費。在城市廣場附近設地下通道,可將通道與廣場的地下車庫相連接,能促進通道與地下車庫的相互利用。
5.結語
城市道路人行過街設施到底是選擇人行天橋還是地下通道,一直是城市管理者、市民和設計人員爭論的一個問題,本文根據人行天橋和地下通道的優劣比較,分別提出了適宜建設人行天橋和地下通道的位置,以期望對今后的城市道路人行過街設施的選擇有所借鑒和參考。
參考文獻:
[1] ,黃怡.《城市人行天橋與地下通道方案設計及比選》.城市道橋與防洪. 2006年11月.
[2] 許強.《關于重慶市人行天橋及人行地道修建選擇應注意的問題》.城市道橋與防洪. 2001年12月.
篇3
引言
近年來,隨著經濟建設的發展,烏魯木齊城市交通日趨發達,人行過街需求與車輛通行之間的矛盾日益突出,如何提高城市路網的通行能力、又能確保行人安全方便的過街,是一個急需解決的問題。而解決這一問題的有效方法就是修建人行天橋或者地下通道,形成立體過街,從而獲得最大程度的滿足車輛通行及人行過街雙向需求且互相影響最小的方案。人行天橋或者地下通道的建設能夠對提高車輛運行速度、實現人車分流、改善交通擁擠狀況,提高城市居民步行質量等有良好交通和社會效益。BRT快速公交的建設又是解決人行公共交通的較好的方案,然而如何將人行天橋和地下通道設計與BRT站臺設計相結合,從而充分利用好這三大解決行人通行的方案,充分體現“以人為本”的設計理念, 將是廣大設計人員在今后很長一段時間內需要重點關注的問題。
本文結合筆者參與完成的一些天橋和地下通道的設計,對設計過程中的一些問題提出個人的看法。
一、人行天橋或地下通道建設的選址
城市人行天橋大多在大型商場附近或者其它交通流量集中的地區,這樣肯定會遇到用地緊張問題,而天橋的凈空要求以及梯道落地處的地形地物決定著梯道的長度和梯道落地的位置,最終決定天橋整置【1-2】。影響天橋的樓梯設計主要有兩個方面:一個是一步臺階的高度和寬度;第二個是樓梯的寬度。根據《城市人行天橋與人行地道技術規范》(CJJ69-95)“……踏步的高寬關系按 2R+T=0.6m 的關系式計算……”梯道坡度不得大于1:2……手推自行車及童車的坡道坡度不宜大于 1:4”,以及天橋凈空大于5m的要求,天橋單個梯道的長度如果考慮人、車混行的話基本要達到 20m 以上,兩邊合起來就有 40m 以上了,由于城市中心的土地的緊張局勢很難有這么大的空間范圍。個人認為在用地緊張的地區人車混行的樓梯可以考慮適當1:3斜坡,這樣就可以使得整個梯道縮短至少5米以上,很好的解決了用地緊張的問題。在烏魯木齊南湖北路BRT7號線宏怡花園站人行橋的方案設計中由于用地限制就采用了這一坡度。人行天橋的或者地下通道的選址與BRT站臺的結合很重要,它也是解決人行過街和乘客換乘的關鍵。BRT站臺一般會設置在交叉口等行人過街需求較大的地方,通過線路換乘;盡量減小交叉口的用地。一般天橋的選址應優先考慮滿通需要和行人的便利。但是,對于城市中心區,由于周圍環境和建筑物的限制,以及地下管線等的影響,通常橋址的確定一般很難達到理想狀態,只能在結構設計和實際地形上找到折中點。
結構分析
在選擇人行天橋和地下通道結構體系時, 應對工程性質、環境特征、結構功能、造型需要、施工條件、技術力量、投資可能等因素進行綜合分析。對于在舊城區由于道路交通量通常較大,故在施工時不允許占用過多的橋下路面,也不容許施工時間太長。那么結構設計時就必須考慮方便,快捷的施工方式。一般采用預制預應力混凝土箱梁或鋼結構箱梁。由于鋼結構箱梁有重量輕,造型多,施工時間最短的優勢,目前的人行天橋設計大量采用了鋼結構箱梁。采用大跨度鋼結構還可以根據當前情況采用異型板,一般而言施工和安裝是不受限制的而且最大的優點是不會造成道路交通的中斷,而且天橋的建設周期一般都比較短。地下人行通道設計,主要考慮地下基礎情況以及出口的位置等因素。通道地基處理不僅要提高地基承載力,減少處理措施,如地下水位和考慮挖基坑防護、地下水對地表沉陷的負面影響【3~4】。因此地下人行通道設計應綜合考慮管道工程,市政公共設施和周邊環境的情況,以及項目投資和維護條件等因素,根據水文和地質數據,以結構安全為原則確定結構防水處理方案。
二、人行天橋與地道的對比分析
(一)心理作用。行人使用地下通道的思想阻力遠小于天橋。天橋高差大,上下橋比較費力,特別是老弱病殘的人更加困難;行人通過人行天橋在第一感覺上會有畏難心理,覺得攀登天橋會比較勞累。通常城市人行天橋的高差較大、梯道長度也會比較長。人行地下通道相對而言高差較小,容易行走;通道的雨篷可以遮擋炎熱的太陽,行走起來比較涼爽舒適,通道內還可以避免雷雨,先下后上給人感覺上會輕松很多【5】。
(二)氣候。天橋一般沒有遮蓋,暴露在夏季和寒冷的冬天,特別是北方的冬天,經常與冰雪凍天橋的臺階上,容易滑倒。在隧道里,夏天不熱,冬天沒有雪,無論老人和小孩都可以順利通過。
(三)經濟狀況。一般來說,人行通道高于人行天橋成本20% ~ 40%地下通道在建造過程中要考慮很多地下管線的遷移費用,以及地基處理,基坑防護等費用,而且地下通道在使用過程中需要考慮排水,照明以及使用時的維護管理等。因此很多立體過街的形式中選擇了人行天橋。
(四)景觀條件。地形相對空曠,建筑較少的地方建造人行天橋,如果天橋的造型和顏色與環境協調,可以起到點綴和美化環境,在相對狹窄的街道,兩邊的建筑密集建設橋梁將會影響視野,使街道建筑顯得更加擁擠,這種情況下修建地下通道是影響較小的方案。
(五)建設。地下通道的施工,會破壞現狀路面,中斷交通,對道路交通造成很大的影響。由于地下管線,如復雜的地質水文導致施工困難;但人行地道與架空電纜可以避免干擾。人行天橋施工可以在晚上進行,只需要2 ~ 4 h,大大的減少了對交通的影響;人行天橋對地下管網的建設影響較小,架空電纜,有時需要遷移桿或者提升電纜。
三、工程實例
(一)BRT(104團中學站)地下通道,BRT(104團中學站)附近有104團中學及西山醫院等人流量聚集的場所,行人過街的需求量比較大,此處西山路與克拉瑪依西路均為主干道,行人平面過街或者進行BRT換乘很不安全,而且行人平面過街會影響到整個道路的通行能力,因此在BRT(104團中學站)東側――即西山路與克拉瑪依西路交叉口,設置一座地下通道,既方便行人過街也可解決行人換乘BRT的問題。此處受西山高架的影響,修建人行天橋凈空不足,此處高架橋底面距離地面約8.1米,若要保證天橋凈空5米,而主橋結構為1.35米。天橋頂面距離高架橋頂面只有1.6米左右的距離不滿足人的通行。故在此處設置地下。
(二)王家梁住宅小區附近BRT(煤礦站)附近有王家梁住宅小區和自建住宅區等人流量聚集的場所為方便行人在BRT(煤礦站)進行換乘,進行了立體過街設計。此處較為開闊,附近有大型的住宅小區以及大型的公交車場,此處現狀車流量較大。為了避免地下通道施工,造成地面交通,交通相對很大的影響;為了避免地下管線和復雜的地質水文導致施工困難;這里建議建立一個人行天橋。
四、結語
總之,在實際工程設計、人行天橋或地下通道不能一概而論,而高投資的地下通道可能會受到許多不確定的因素的影響,特別是對地質條件復雜的地區,多重限制,但在當前條件特別是影響城市景觀和沒有意識的人過馬路(安全、平穩、舒適),投資較少的人行天橋就行不通了。作者認為在人行天橋、地下通道與BRT站臺結合設計時應該充分考慮到各方面因素的影響,分析其利弊,盡量在滿足人們通行需求的基礎上選擇弊端最小的設計方案。正確的理解和應用各種原則的適用性。在經濟、美觀的條件下使人行天橋或地下通道方面的功能、結構滿足他們的特定需求。
【參考文獻】
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[4] 地基處理新技術[M]. 陜西科學技術出版社
[5] 單曉芳淺談景觀人行天橋的設計「J}城市道橋與防洪,2006(5):72-74
篇4
目前已有的高密度開發區域卻因交通需求較大,而考慮布置較寬的街道,從而將城市空間割裂。通過設置地下車行通道,可置換部分地面道路空間,分流地面交通,減少地面道路的交通壓力和道路設施規模,減少地面碳排放量,降低地面機動車噪音,把更多的地面空間留給行人與非機動車,達到已有城市設計的目標。同時設計地下車行通道,可緩解地面道路交通壓力,提升地區整體交通品質根據已有規劃,在高鐵商務核心區將建成近1萬個車位,高峰小時機動車出行量較大,路網負荷較高。隨著未來高鐵商務區的開發建設,地面道路將逐步趨于飽和。同時,地下車行通道的建設可以增加區域內部的路網容量,可利用的出入口分流大部分進出地下車庫的小汽車交通,從而減少核心區內部地面道路的交通壓力,同時,地下車行通道為需進入區域地下車庫的交通提供了一條便捷的連續通道,使得駕駛者能夠根據道路運行狀況,動態的選擇合理的到發路徑。
針對無錫錫東新城商務高鐵商務區來說,從周邊相關工程的開發建設情況來看,地下車行通道的建設迫切性主要分為兩大方面:首先,從對區域重大設施的有效支撐方面,無錫高鐵車站將于2011年建設完成,為確保高鐵車站交通能夠高效疏解,地下車行通道服務高鐵車站的獨立車道需要同步建成運營,因此,地下車行通道建設時間非常緊迫。其次,從區域的整體發展方面,地下車行通道主要布置在區域規劃市政道路下方。雖然主體地下環路工程需待周邊主要地塊均建成投入使用后才能發揮其功能,完成通道設備安裝及全面投入運營的時間較為充裕,但是為確保地下車行通道上方的區域地面道路能如期完工,并避免重復開發所產生的廢棄工程以及地下道路后期建設對區域已有設施的眾多影響,地下車行通道主體土建工程應先于地面道路完成,其建設刻不容緩。綜上所述,地下車行通道作為地區市政基礎設施的一個重要組成部分,具有較強的建設迫切性,需在區域開發建設前期開展工程建設。
1 地下車行通道工程總體方案
無錫錫東高鐵商務區地下車行通道工程由一環+一弧組成,主要服務對象為小型客車,其中一環為商務核心區車行環路,主要功能定位為聯系商務核心地下二層車庫,服務區域到發交通,提高區域靜態交通出行效率,緩解商務核心區地面人車矛盾,改善商務區地面環境品質,實現低碳交通理念;一弧為高鐵樞紐連接通道,以服務高鐵車輛快速集散為主,同時聯系高鐵周邊地塊的地下車庫,服務地塊部分到發交通,兩端出入口兼顧作為商務核心區環路的進出通道,減少高鐵集散交通對商務核心區內部道路的影響。地下車行通道工程布置于高鐵商務區興吳路、和祥路(原文景路)、翠山路、丹山路四條規劃道路下方,全長約2.1 km。斷面采取單車道+集散車道的布置形式,翠山路、丹山路路段為單車道+兩側分設一條集散車道,和祥路(原文景路)路段為單車道+內側集散車道,興吳路路段為兩條單車道+內側集散車道。地下車行通道共布置5進4出9處出入口,服務商務核心區與高鐵車站配套工程的交通集散。地下車行通道全線采取逆時針單向組織。地下車行通道還布置有通風、照明、給水消防和照明供電系統,滿足通道正常運行和應急的需要(如圖1)。
2 地下車行通道設計
2.1 地下通道功能定位分析
無錫錫東高鐵商務區地下車行通道工程由一環+一弧組成,主要服務對象為小型客車,其中一環為商務核心區車行環路,主要功能定位為聯系商務核心地下二層車庫,服務區域到發交通,提高區域靜態交通出行效率,緩解商務核心區地面人車矛盾,改善商務區地面環境品質,實現低碳交通理念;一弧為高鐵樞紐連接通道,以服務高鐵車輛快速集散為主,同時聯系高鐵周邊地塊的地下車庫,服務地塊部分到發交通,兩端出入口兼顧作為商務核心區環路的進出通道,減少高鐵集散交通對商務核心區內部道路的影響。
2.2 設計技術
基于以上設計思想,本工程高鐵商務區地下車行通道總體設計以區域的地下空間概念規劃為指導,地下車行通道的功能定位為基礎,確定總體方案;同時統籌考慮地下車行通道與軌道交通、市政管線和其它地下構筑物的關系,集約化利用地下空間;堅持需要與可能相結合的原則,充分考慮工程實施的可能性、盡可能采用減少投資的措施,并在設計中注重環保與節能,以求最佳的投資效果。
高鐵商務區地下車行通道的技術標準應與道路功能定位和服務對象相符合,為今后發展留有余地;在滿足功能和安全的前提下,適用性和經濟性相結合,選擇實用適宜的標準。地下車行通道為連接地面道路與地下車庫的地下機動車集散道路。地下車行通道用于連接地面道路和車庫,地面道路設計車速為40 km/h,車庫內部限速為5 km/h,地下車行通道介于兩者之間,主線和匝道計算行車速度道與車庫銜接處計算行車速度取10 km/h。地下車行通道主要面向通勤、公務用的乘用車和小型貨車,因此車道的高度應滿足國內相關道路規范中小型車輛的使用要求,通常情況下,地下車庫內小汽車的設計通行凈空不超過2.4 m,但是為保證發生緊急情況時,消防車、急救車等可以進入,地下車道應綜合考慮消防應急等特殊車輛的通行要求。另外,由于受到上部管線的標高控制,地下車行通道設計通行凈空若繼續增大,則將加大地下道路的開挖深度,項目的工程投資也將增加。綜上所述,地下車行通道的通行限高定為3.0 m,設計通行凈空為3.2 m,可滿足消防與救援車輛通行要求。
同時針對由于高鐵商務區內部路網間隔較小,為盡可能減少地下通道出入口敞開段長度,并盡快與地面道路接順,敞開段范圍取用最大縱坡9%,滿足規范最大縱坡限制值的要求。由于服務對象主要以小型客車為主,車輛性能較好,在北京中關村地下通道的布置中,出入口縱坡采用了最大縱坡12.5%的布置,從運營效果看,也無明顯的負面影響。因此高鐵商務區地下通道敞開段縱坡取用9%是可行的,與路網間距協調也較為理想。
3 高鐵商務核心區地下車行通道規模分析
高鐵商務核心區地下車行通道規模不僅取決于聯系地下車庫規模,也與銜接道路的容量,工程的可實施性密切相關,通道容量過小,易造成通道內的交通擁堵,或者地下通道的功能受到制約;通道容量過大,會引起交通的過分集中,導致地下通道出入口銜接地面道路的擁堵。高鐵商務核心區地下車行通道的功能主要為服務地區到發交通,根據已有交通分析,各路段高峰小時流量在800~1300 pcu之間,從通行能力來看,地下車行通道應不少于2車道規模,至少有1根車道需保證連續通行。從已有地下通道開發建設經驗來看,通道斷面布置主要有3種主要形式。
(1)主線1車道+集散車道。地下車行通道主線采取1車道布置,在與地下車庫銜接出入口一側增設集散車道,兩側均設集散車道斷面結構內寬11.1 m,單側設集散車道斷面結構內寬8.1 m,此類布置形式通過標志標線組織進出車庫交通,與地塊銜接處無需單獨展寬(如圖2、3)。
(2)主線2車道+出入口展寬形式。地下通道采取主線2車道形式,與地塊銜接出入口需單側展寬1車道,則最大實施寬度達14.1 m,出入口兩側布置漸變段及加減速車道,整體展寬范圍達到90 m,此類形式總體開發規模較大,斷面變化較多,工程實施難度較大(如表1)。
根據三種斷面布置形式的各自特點,對其進行交通微觀仿真評價、工程實施評價等多方面的對比分析,見表1。從表1可以看出,主線1車道+集散車道的布置形式從工程實施條件與交通仿真評價方面均比另外兩個方案具有一定優勢,而工程建設規模僅比最小方案高不到3%,因此,建議高鐵商務核心區地下車行通道采用單車道+集散車道的布置形。
4 結語
隨著城市地下空間開發和利用的不斷發展,地下車行通道有效地聯系并整合區域地下停車資源的同時又能減少地面道路交通繞行。文章通過結合無錫錫東新城高鐵商務區地下車行通道為例,提出地下車行通道的可行性,對地下車行環路的規模、功能布局等,總結出一些特點和規律,可為同類工程提供借鑒。
篇5
(1)地下空間環境相對比較單一,由于參照物的缺失,非常容易導致人們方向感的迷失;
(2)由于空間和光照條件的局限,導致人們的視覺識別能力相對減弱;
(3)由于陽光被遮蔽,容易導致人們時間概念的模糊;
(4)由于地下網絡的復雜性和封閉感受,將會導致人們通過地下空間時產生幽閉感受等心理障礙。
由于上述原因,對于在地下空間活動的人來說,交通導向系統對空間的公共安全和使用效率的影響顯得尤為重要。
然而,現有的地下交通導向系統設計,由于對地下識別特性與識別效率的研究缺乏,導致設計和設置缺乏針對性,并不能完全適應人們在地下活動的需求。容易產生混淆自己所在位置,引起人們在地下無法有效辨識導向信息,造成地下交通空間的混亂,并隨之帶來由于地下空間的使用效率低下,地下通道方向不明確等因素而產生的公共安全隱患,尤其出現緊急情況時,缺乏有效導向系統設計的地下空間安全難以得到保障。
就此課題,筆者在2010年至2011年底的一段時間內,以實踐教學與課題教學的形式,圍繞此課題進行了持續的課程試驗與教學,期間指導學生完成了實地調研、設計實踐、試驗論證等多個設計中的重要步驟,鍛煉了學生的實踐能力和課題研究的能力。
一、地下導向系統的研究現狀
本文討論的地下導向系統是指通過傳達有效的導向信息幫助人們在地下到達目的地的信息整合設計。其功能主要是引導人們順利地在地下從事相關活動。
作為城市交通不可或缺的重要部分,國家出臺過相應的標準來規范交通導向系統的設計和設置。近年來,專門針對地下交通導向系統的設計與研究,因其關系到城市運行的效率與公共安全性等多個方面,在國內外已經成為一個新興的研究方向。一些相關領域的研究者,如日本學者Toshio ojim、Makoto Sei,德國學者Rauch Jfirgen等,從政府政策,導向系統的功能,地下導向系統的發展史、人居環境、心理學等角度探討影響地下空間導向系統的設計要素,并對地下空間設計和防災規劃的策略,地鐵站導向系統的規劃、設計等問題進行了有效的研究,而美國和加拿大早在1950年就開始關注文字的識別性在交通導向系統的中的作用,并意識到其重要性,在兩國一些地區(包括得克薩斯、賓夕法尼亞、多倫多和不列顛哥倫比亞省)在20世紀50年代晚期開發有針對性的導向系統專用字體,并于1966年、1977年和2000年了修改過的FHWA的多款字體版本用于交通導向系統,從而加強了文字信息在交通導向系統中的識別效率。德國著名的設計公司MetaDesign也從導視系統在空間中的布點和材料以及燈光的運用等方面出發,為柏林地鐵網絡設計了交通導向系統,有效地提高了柏林地鐵的使用效率和公共安全性。
雖然西方發達國家對地下空間設計的理論探索和實踐活動比較成熟,并在一些研究成果中比較多的涉及地下導向系統的理論和解決方案研究,然而,專門針對地下導向系統在地下空間安全性和使用效率方面的研究,尚未形成全面和系統的理論體系。
從系統理論的角度,目前國內還沒有專門系統地研究和探討關于地下空間導向系統方面的問題。僅有部分對城市地下空間發展動態及一般性設計原則進行簡單描述的論文文獻。此外,也有一些涉及到地下導向系統識別性,地下空間環境特征以及人在這種環境中的心理、生理特征,城市地下商業空間與市政公共空間出入口在導向系統設計方面等問題的研究文獻。一些國內中心城市也在地下交通導向系統的設計實踐中有一些嘗試。然而還是由于缺乏相應的有針對性的研究,還是存在著眾多問題,以上海地鐵為例,存在著(1)信息不明確;(2)信息放置位置不合理導致用戶無法及時看見;(3)部分圖文識別性比較差等諸多問題。
二、當前地下導向系統存在的主要問題
在地下交通網絡與地下商業空間中,一些實際因素對地下活動有著各種程度的影響,這些因素包括了空間、光照條件、行為心理,視覺心理等多個方面。
通過實地調研、用戶調查與資料研究,分析地下空間環境中由于導向不清晰所帶來的安全隱患;將安全隱患的種類及出現原因進行分類,從使用性與環境角度切入,以用戶、交通導向系統與空間環境三個要素為基礎,對現有地下導向系統存在的問題進行分析,概括如下:
1.從使用性角度而言,地下導向系統存在如下通病
(1)公共標識不完善,部分標識識別性比較弱;
(2)導向標識設置過于孤立混亂,難易形成系統的識別與導向;
(3)導向系統布點不合理,缺少整體規劃,導向標識安裝缺乏規范;
(4)圖形標識等出現錯誤規范及錯誤使用;
(5)英文標識缺乏及不規范;
(6)后期維護的缺乏與設計更新的低效和不及時;
(7)用戶的生理心理特點與導向系統各設計要素(圖文尺度、風格化方式、使用方式等)之間的關聯性缺失;
2.從環境性角度而言,地下導向系統存在如下方面通病
(1)對地下空間環境(城市大環境與地下小環境)的特殊性考慮不足,導致在交通導向系統設計的尺度與空間分部上缺乏科學性;
(2)導向系統載體(材料、工藝與形態等)的不能完全符合地下空間的特殊性。
三、關于地下導向系統研究方法的探討
對地下導向系統的研究可從信息傳遞的有效性、安全性、可用行和審美需求等理論基礎入手,進行用戶與環境調研。通過對調研數據的分析,來建立地下交通導向系統的模型體系。以該模型體系為指導依據,結合視覺傳達設計、用戶設計心理學、人機工程學、產品語意學、公共空間設計等設計理論,進一步研究地下交通導向系統設計的具體對策,筆者在指導學生完成此項研究時,存在以下幾個關鍵問題:
1.地下空間導向系統的現狀分析;主要通過用戶、導向系統和空間環境的調研獲取數據。通過實地調研,以及對地下空間導向系統設計的管理部門進行針對性訪談、地下空間用戶的行為模式跟蹤與調研訪談等途徑,建立現有地下空間導向系統的數據庫。數據庫內容包括:導向系統要素種類、功能作用、地下空間圖文識別、導向信息的載體、材料工藝、人機尺寸、使用步驟、裨益弊病等要素;同時,本著“以人為本”的設計思路,提請用戶提出針對地下導向系統的不足與缺陷,獲取相關改進設計的需求點,提出問題,及在用戶調研的基礎上探討問題解決的可能性。
2.由以上相關數據分析得出地下導向系統對地下空間用戶的使用高效性(圖文識別效率、導向信息的及時性等)、公共安全性(疏散引導作用、危險提示設置等)、行為便利性(用戶定位、搜索等行為的便利性等)、心理愉悅性(形態的美觀性、與環境的適宜性、多媒體等現代手段的領先性等)及所產生的影響;
3.分析地下空間環境的特殊性對視覺識別帶來的影響,以及產生這些影響的具體因素,這些因素應該大致包含以下方面:
(1)地下空間環境特征以及參照物的缺失,對用戶帶來方向感帶來的影響;
(2)由于陽光被遮蔽,對用戶時間概念和視覺識別能力帶來的影響;
(3)由于地下網絡的復雜性和封閉感受,對用戶心理產生的影響;
(4)地下空間的非開放性和復雜性,對公共安全性產生的影響。
4.地下空間中的人體活動形態研究,即包含用戶行為模式和行為習慣在內的行為心理學研究,以及相關的交通導向系統在布點方案對圖文識別性與信息傳達效率的影響;
5.包含形態、材料、制作工藝等設計要素在內的信息傳達載體的運用與圖文識別性與信息傳達效率的關系。
筆者指導學生對這些因素逐條進行分析研究,實踐比對,在課程實踐和課題教學過程中試完成了一套地下導向系統設計的檢驗標準。
四、關于地下導向系統設計的幾點建議
1.從地下空間的特殊性出發,充分考慮圖文識別性
文字和圖形的識別效率指的是用戶閱讀文字和圖形的速度和準確度。對圖形形式、文字的基本屬性與版面形式在識別性與信息傳達效率的優劣進行比較分析,規范地下導向系統的圖形和文字使用法則,以此指導地下空間導向系統的圖文設計,提高其識別性和識別效率。這在地下空間導向系統能否正確有效地發揮作用過程中,起到了至關重要的作用。
在前期調研和基礎研究中,我們發現圖形和文字在不同的視距和空間環境中存著在識別效率上的巨大差異。尤其是文字部分,其識別效率直接受視距影響,在導向系統的文字設計中,應該充分考慮到觀看距離的因素。
此外一些文字的其他基本屬性(字體、字距、行距等)也對導向信息的有效傳達起著重要的作用,過粗或者過細的字體都會出現識別困難的問題,影響識別的其他因素也必須被考慮,比如發光材料的光漫射現象等。
2.合理安排導向系統布點
在依賴導向系統行進的過程中,導向系統的設計者必須在地下空間中在用戶需要時及時提供導向信息,導向系統的分布和設置應該盡可能的使人感到輕松和簡化。
一般情況下,空間導向系統的布點有以下四種基本模式:
(1)連接體模式:通過某些中軸線把相關導向信息連接起來,形成導向系統;
(2)區域模式:通過區域劃分來布置導向系統;
(3)地標模式:建立某種地標式的導向信息;
(4)街道模式:通過行走路線的指示,來布置導向系統。
根據地下空間環境的特殊性和在地下空間殊的用戶需求,使用有效的布點模式,合理安排導向系統的布點,才能有效引導人們在地下活動。
3.選擇合理有效的材料與工藝
由于地下空間的環境特征和光照條件,在地下導向系統的設計與制作過程中,可以適度考慮內發光設計和使用發光材料。在選擇有機玻璃等發光的形式的時候,要注意光線漫發射產生的對文字和圖形的侵蝕作用。
4.通過地下空間用戶心理分析和行為模式分析,形成基于提高地下空間的安全性和使用效率的地下交通導向系統設計策略
通過地下空間導向系統提高地下空間的安全性和使用效率,需要結合用戶心理分析與行為模式來分析研究,從用戶的行為習慣模式入手,以導向系統的物理功能為設計基礎,使設計易于使用,有效辨識,且利于防范意外,提高公共安全性;以地下空間導向系統的心理功能為設計基礎,使設計與環境更好的結合,在滿足用戶的信息獲取去秋和用戶人群的審美性等精神需求。
參考文獻:
[1][美]大衛·吉布森編.王晨暉,周潔譯.導視手冊 公共場所的信息設計.遼寧科學技術出版社,2010.9
篇6
1 地下車庫的常規通風系統設計
地下車庫的常規通風方式為全面通風方式,即按劃分的若干個防火分區,有若干個送、排風系統。這些系統同時兼作火災時的排煙系統,即所謂的“二合一”。這種系統有以下幾個特點:
(1)常規系統為完全混合式換氣系統。完全混合式換氣系統有著先天的不足,即經一次換氣之后,其通風有效度(排氣的CO濃度與換氣前空間內CO濃度之比)不大于50%,有時甚至更低。對于該系統通風有效度不大于50%不難理解,而更低則是因為車庫層高的制約產生了氣流短路,氣體無法完全混合后就換氣,造成的通風有效度更低。通風設計人員在布置送、排風管系統時與建筑結構矛盾較大。布置送、排風口時頗被動,很難實現滿意的氣流組織。
(2)在常規的系統中還忽略了呼吸地帶CO濃度,由于CO分子量與空氣相近(空氣分子量約為29),CO從汽車排氣管中排出后,盡管會因尾氣溫度略高有一定升騰,但是其熱量相對較少,立即會平衡掉,隨后CO將按濃度梯度自由擴散,使人呼吸地帶的CO濃度高于整個空間的平均CO濃度。
(3)地下車庫的CO負荷產生并非一個連續穩定的過程。一般分別在上午和下午的某時刻出現兩個峰值,且峰谷與峰底值有很大差別,由于換氣方式的限制,使之處理尖峰負荷的能力較弱,需很長時間才能把CO負荷處理掉。
(4)常規的通風換氣系統使用CO傳感器會發現傳統方式在各區段的每個送風口和每個排風口之間CO的分布都是從送風口到排風口濃度逐步增加。CO濃度曲線沿程為鋸齒狀,使人員經過區域的CO濃度值大于整體平均值。5)常規的通風系統風量較大,送、排風風速低,風道斷面尺寸大,占用空間高度,增加建筑物地基的開挖成本、土建投資和設備投資,系統繁雜,安裝工作量大,投資高且難以變動,風管與其他管線(電纜橋架、噴淋管道等)易打架。還有風管截面尺寸大,使車庫有壓迫感,風管上積聚塵土難以清掃,運行費用較高。該問題在車庫面積較大的工程設計中尤為突出,而誘導型通風方式可以克服上述的問題。
2 誘導型通風系統的設計
2.1 誘導型通風系統的組成及原理
誘導型通風系統由送風機、多臺誘導風機機組和排煙風機組成。誘導通風系統是利用射流的誘導特性,在送風口處導入新鮮空氣,采用超薄型射流器高速噴出少量氣體來誘導、攪拌周圍的大量空氣,并帶動至特定的目標方向。這個系統是由噴嘴、高壓風機、小口徑螺旋風管所組成,對特殊環境或空間能發揮較常規通風系統更佳的效果。其理論來自空氣動力學中高速噴流的擾動特性,擾動噴流能夠有效的誘導周圍靜止的空氣,從而帶動空氣流動。噴流的中心速度由噴嘴出口點起逐漸減低,但是噴流寬度逐漸增加,所誘導周圍的空氣量也逐漸增加,垂直于中心軸,各個截面的空氣總動量不變。誘導通風系統在室內利用高速噴嘴送風,誘導周圍空氣,一方面稀釋車庫空間內CO等有害氣體,一方面帶動室內空氣沿著預定的空氣流道行進,從而確保車庫內的良好換氣。隨著噴射流程距噴嘴距離的增加,射流速度及誘導作用逐漸減小,因此到達一定射程后,必須有另一臺射流器來銜接,從而形成“氣流推拉作用”,使整個空間產生流動的速度場。
盡管進風和排風風機仍須采用,但其所需風壓遠遠小于設有分支管道的低速風道。
2.2 誘導型通風系統的性能
(1)對于誘導通風系統,通風有效度理論上可達100%。其用于通風換氣比常規系統徹底得多。只要布置好噴嘴的方向和位置就可以避免任何位置的空氣滯留,實現有效換氣。
(2)利用對噴射角度的調整可使CO隨主氣流位于地表面不通過人員區,使呼吸地帶的CO濃度下降。系統CO濃度沿程曲線為向排風口上升的曲線,但即使CO濃度在最高值處,由于高濃度區位于地表面,呼吸帶CO濃度亦低于常規通風系統,且非鋸齒狀分布,每處低于國家衛生標準。
(3)誘導通風系統具有較高的通風換氣效率,其處理尖峰負荷的能力遠優于常規通風系統。誘導通風系統處理某一尖峰負荷所需的時間通常僅為常規系統的一半。
(4)在使用誘導通風系統中,單獨設置排煙系統,風管風速可取20m/s,可大大縮小風管截面尺寸。
2.3 誘導型通風系統的優點
(1)氣流組織好,噴嘴可靈活布置和調整,增加了庫內空氣擾動,高速帶入的清新空氣與庫內空氣可以充分混合,廢氣難以停滯,更利于消除庫內污染,達到充分通風的效果。
(2)排煙系統獨立,風管截面積大幅度減小,地下車庫高度下降,一次投資總費用下降。此排煙風機日常通風時停用,可以加大其使用壽命,誘導通風系統的風機箱及風管使用金屬材料屬不燃燒體,完全符合我國的停車庫設計防火規范。
(3)誘導風機風量小,送風風機壓頭低,風機電機功率大幅下降,無管路阻力損失,運行成本大幅度下降,節省能源。
(4)設備體積小,重量輕,施工安裝簡單,周期短,成本大為降低,電源為單相220V,電路安裝簡單;采用高質無油式軸承電機,無需定期添加油,維修量很小,又采用了高效低噪聲風機、消音器和符合空氣動力學特性曲線的高速噴嘴,故地下車庫內噪聲明顯降低。
(5)誘導式通風系統簡潔美觀。
(6)每套誘導通風系統負擔面積相同,可模塊化設計,避免水力計算、風口風速核算等繁瑣工作,大大提高了設計工作效率。
2.4 誘導型通風系統的設計要點
(1)設置主干線:由于每個噴嘴所誘導的風量相同,而地下車庫的形狀各異,使得車庫中主截面各不相同。因此先設置主干線來保證應有的換氣次數,再設置輔助噴嘴對空氣進行攪拌。
(2)防止氣流短路:因為地下車庫中送回風豎井的布置須綜合考慮,所以有時送、排風口相距很近,此時需要利用噴嘴來虛擬分隔,設置流程,以防短路。
(3)設置不同的噴射角度:在布置噴嘴時應考慮到層高不同,給予噴嘴不同的下傾角度,各噴嘴間橫向、豎向的距離,以保證污染物處于地表面等。
(4)對電梯間保護:因電梯間及其前室為人員停留時間最長的區域,所以應對電梯間或其他入口特別考慮。
(5)根據劃分防煙分區的大小,風機可合用一臺亦可分別設置,無論是采用哪種方式,均應按規范設置排煙口,并由消防中心控制,有火災信號時,開啟排煙口、排煙系統上的電動風閥,關閉機房排風口處的電動風閥并切斷誘導風箱電源,關閉誘導風機。
3 結語
誘導型通風系統能夠適應不同的地下車庫建筑形式,氣流暢通無死角,整體空間內新鮮。利用物理特性導引風量,無管路阻力損失,故節省電力,運行成本低。伴隨著城市建設的高速發展,誘導型通風系統將得到更加廣泛的應用,針對其施工技術的研究探討也會不斷地開展。
篇7
今天,地下管道被廣泛應用于各種工程,如污水管、雨水管、給水管、煤氣管、電話、電力、涵管等。工程師和規劃師們也認識到地下基礎設施對現代社會是絕對必需的。確實,我們現在所有的工程都必須“先地下”、“后地上”。而作為隱蔽工程的地下管道系統必須設計得可以長期使用,一般設計壽命應當是最少50年,但是,政府在50年內一般也沒有能力來置換所有全部地下管道基礎設施,所以現在的設計應當考慮至少100年的設計壽命。那影響地下管道使用壽命的評價因素就是設計工程師的責任了。
二、影響地下管道的因素
管道材料制造商保證其產品沒有缺陷的前提下,土壓力[1]、縱向荷載、活荷載、土壤沉降、升溫荷載[1]、地震荷載、冰凍荷載、膨脹土引起的荷載、上浮、土壤承載、內部真空、施工安裝等都是影響地下管道的使用壽命的因素。而施工安裝在相應專業的設計規范和地方規程中都有詳細的規定,這里就不做闡述。而對其前面幾個因素,在實際工程中一貫被忽視,但對于整個城市管道規劃又極其重要,淺析如下:
1. 土壓力
地下管道任務確定后設計工程師往往要沿著選定管線作一次土壤調查,確定是否需要用外來土置換管道四周土壤,土壤的參數如土壤種類、土壤密度、土壤勁性(模數)[1]等設計中都是要考慮的。施壓在埋地管子上的荷載即土壓力取決于管道結構及周圍土壤的勁性,而高土壤密度將保證高土壤勁性。管子勁性與土壤勁性之比在很大程度上決定施加于管道上的荷載,放置在管道區內的土壤應能保持規定的土壤密度。此外,為消除應力集中,土壤應均勻投放,并圍繞管子夯實。
2. 縱向荷載
一般在地下管道承受豎向土荷載的同時,使管內產生軸向彎曲的還有其他外力,如縱向荷載產生軸向撓曲和彎梁作用力。其產生的主要原因有:(1)不均勻的管座支撐。不均勻墊層可能產生于地基材料不穩定,超挖引起不均勻沉降和不均勻夯實,及底部沖刷,例如土壤受侵蝕,沖入河水,或污水溝漏水等。想要減少這種作用力的影響,可以利用柔性管的優點就是有能力變形,把集中外力躲開。采用柔性接口增強了管道順應這種外力的能力,減低斷裂危險。這些優點,再加上工程優質,安裝正確,既可避免柔性管道受軸向彎曲而遭致失敗。(2)不均勻沉降,管道剛性連接于檢查井或其他結構物,發生不均勻沉降,不僅會引起很大的彎矩,也會引起剪力。當結構物和/或管子彼此相對側向移動時,這些力和彎矩就形成了。所引起的應力在數量上很難求得,只有在設計和施工時,做好對管道和結構物的基礎和墊層;做到消除不均勻沉降或使其降低到最小值。(3)地面移動。某些類土壤(大多數為膨脹土)受含水量的影響,這種土壤隨濕度變化而有季節性的上升和下降。有效的做法就是不使管子直接埋置在這種土壤中。但可能這種鄰近土壤的移動影響管線,通常情況下這種移動是小規模的,但可能大到影響管線的運作。對剛性管為了減輕這種不良影響,采用短管和柔性接口。對柔性管,管子本身的柔性即可適應這種移動。不會在結構上引起破壞。這個因素的影響下,縱向柔度和環向柔度都很重要。
3.活荷載
土壤表層上重荷載的作用,例如公路運輸、鐵路、埋管上得建筑物,常在設計中規定管上最小覆土厚度來控制 ,這樣的規定在相應的給排水、電力、燃氣的管道設計規范中都有詳細的規定。但表層荷載具有沖擊性時,例如車輪在不平整路面上的沖擊,應加上沖擊因數。對于輸氣和輸液管線,通常是采用最小覆土,必要時考慮管道加固。而近代空港設計活荷載都是很大的,在設計跑道下埋管的活荷載時,沖擊因數取1.0,原因是飛機降落時部分荷載被機翼承擔了。對停車場、停機坪等,沖擊因數必須考慮,一般要進行相關資料的調查。
4.土壤沉降
一般在堅實土壤中埋設管道,只要保證土壤沒有變形,土壤的沉降可以不必考慮。當天然土壤存在著潛在可能沉降時,埋設管線要進行分析評價,土壤的移動作用到埋管上時,或是通過土壤的彈簧作用,或直接使管子向梁一樣隨著土壤的高低而變形,考慮其應力或應變。
5.升溫荷載
一般情況下埋管內的介質和周圍土壤的溫度沒有太大差異,在這種情況下,管與土之間沒有或只有很小的膨脹和收縮,就不需要做溫度設計分析,當流體是熱或涼的情況下,管子膨脹受周圍土壤的約束時,就會產生應力,需要通過詳細的計算來考慮溫度引起的具體撓曲應力。
5.地震荷載
是指在某些危險地帶,大規模的地動伴隨著地震對管線可能起巨大破壞作用,這種危險地區原本是高活動發生帶,例如斷層帶,土壤剪切面,或是管子伸進構筑物的過渡段。還有些是地震時土壤液化及埋管上浮。一般,地下管道的破壞率基本上隨著地震烈度(地震加速度幅度)的增高而增大;但場地的影響也非常明顯。1976年唐山地震災損調查和國外其他災損資料表明,一般情況下地下管道平均破壞率在堅硬場地較小,在柔軟場地最重[2]。不均勻場地中的管道,其災損率明顯高于均勻場地。當公稱管徑為75~500mm時,加大管徑可以提高管道的抗震可靠度:當公稱管徑大于500mm時,管徑的增加不會提高管道的抗震能力。柔性接口的災損率明顯低于剛性接口;斷層對通過其埋設管道的影響巨大;管道與附屬設備或建筑物的連接部位因兩者動力特性不同,出現大量破壞。由此,大多數地埋柔性管線可經受住地震。比較柔性的管材結合柔性接頭,能適應地動而免遭破壞。經過地震波的通過(瞬間地面變形)[1]和經過地面的永久變形[1]都是影響地震中埋管是否完整的重要因素,所以工程師在地震多發帶的工程設計中,一定要利用高科技計算機對于管子和土壤的有限元模型進行分析,也要充分考慮到地動所引起的影響,從實際地震中學習知識,最終對埋管進行成本效益的決策。
6.冰凍荷載
是指當冷凍空氣持續若干小時時,淺層濕土即結出冰層或透鏡體[1]。冰凍往下延伸,又有小體積的水結冰。這種凍結使土壤干燥,因為此時水再也不能滿足土壤中的毛細作用。因此,地下水從凍層以下范圍內被毛細作用吸收到較低勢位區。這些水達到動層時也會凍結,這個過程將繼續下去,直到平衡為止。已凍結層下的冰凍所產生的壓力,是由于冰的膨脹。這項膨脹壓力會大大增加埋管上的垂直荷載。但設計人應知道,由于冰脹的延伸,荷載的增加對柔性管即不太明顯,而對于剛性管可能增加荷載。所以設計時應當考慮季節性凍土地區管道埋深和土質狀況。
7.上浮因素
是指埋管一般埋在地下水位以下,深覆土可以防止上浮,但在淺覆土情況中,可能需要用壓塊、重物等防止上浮。管上的鋼筋混凝土鋪裝可以幫助抗浮,壓板必須錨固。如填土為顆粒土且被夯實,則上浮管道必然會抬升土鍥[1]。倘若管子的上浮力超過管重及土鍥有效重時,必須用錨栓來遏止上浮。
三、結論
如今的城市管道規劃承載著百姓的生活質量,幾乎所有的地下管道都是城市正常運作的生命線,所以作為地下管道工程師在設計埋地管道時一定要注意以上諸多外界和內在的制約因素,用工程科學來設計這些管道。
篇8
1、地鐵綜合接地設計
為滿足地鐵供電、通信、信號等設備系統的工作接地及安全接地要求,防止可能發生的觸電事故,地鐵一般設置綜合接地系統。與地面工程接地系統相比,地鐵綜合接地系統要兼顧防止地鐵直流牽引供電系統產生的雜散電流向道床和地下結構泄漏。整個接地系統包括全線所有車站的共用接地裝置和區間跟隨所接地裝置等。各車站及區間跟隨所的接地裝置通過敷設在區間隧道的鍍鋅接地扁鋼及電纜的金屬鎧裝層進行連接,從而使整個地鐵線構成一套完整的綜合接地網。地鐵綜合接地設計應滿足以下功能要求:
保護運營人員及乘客安全,防止電擊。
滿足沿線因接觸導線和饋電線斷線可能搭觸到設備的安全接地要求。
滿足變電所設備工作接地與安全接地要求。
滿足各類通信、信號、計算機等弱電設備的工作接地和安全接地要求。
滿足車站其它設備工作接地和安全接地要求。
滿足接觸網系統工作接地和車輛基地防雷接地要求。
車站共用接地裝置由接地網及用來連接強弱電設備及金屬管線、架構和接地網的接地線構成。接地網由多個垂直接地體和水平連接導體構成,通過接地引出線連接到強、弱電接地母排,并通過強、弱電接地母排連接至車站系統機房接地端子箱。接地網設計要結合各車站的具體結構形式,其工頻接地電阻應不大于1Ω,跨步電壓與接觸電勢應滿足安全標準。
2、沈陽地鐵九號線首批開工段4站綜合接地設計
2.1、沈陽地鐵九號線工程概況
沈陽地鐵九號線是近期沈陽地鐵建設規劃中“兩L”線中的一條重要線路。本工程近期實施范圍為線路起點至建筑大學站,線路全長28.996km,均為地下線,共設23座車站,平均站間距約1.282km。首批開工的四個車站分別為吉力湖街站、汪河路站、曹仲站和沈蘇西路站。
2.2、首批開工段4站綜合接地系統設計中出現的問題
根據首批開工段巖土工程勘察報告,這4個車站在人工接地體設置位置的土壤電阻率見下表。
表14站土壤電阻率情況
依據上表中數據,結合車站結構形式,對4個車站接地網的接地電阻進行了核算,計算公式如下:
式中 ——任意形狀邊緣閉合接地網的接地電阻,Ω;
——等值(即等面積、等水平接地極總長度)方形接地網的接地電阻,Ω;
S——接地網的總面積,m²;
d——水平接地極的直徑或等效直徑,m;
h——水平接地極的埋設深度,m;
L0——接地網的外緣邊線總長度,m;
L——水平接地極的總長度,m;
ρ——土壤電阻率,Ω·m。
經計算,當僅采用人工接地體做車站的綜合接地裝置且不采取其他措施(如使用降阻劑)時,汪河路站、沈蘇西路站接地裝置的工頻接地電阻理論計算值分別為0.57Ω和0.9Ω,能滿足設計要求。而吉力湖街站、曹仲站綜合接地裝置的工頻接地電阻的理論計算值不滿足不大于1Ω的要求,需采取降低接地電阻措施。
2.3、降低接地電阻的措施及優缺點分析
減小接地電阻的措施主要有以下幾種,下面分別對其優缺點及適用情況進行分析:
(1)增大接地網面積
在接地網埋設深度及土壤電阻率固定的情況下,接地網的工頻接地電阻主要取決于接地網的有效面積,有效面積越大,其工頻接地電阻值就越小。在地鐵工程中,由于受地下工程結構外部條件的限制多采用外引式接地裝置,將外引式接地裝置埋設在車站結構范圍以外土壤電阻率較低的地下。此方法降低接地電阻的效果比較明顯,但對工程造價的影響較大。
(2)深打垂直接地極
地鐵車站的接地網是由水平接地極和垂直接地極組成的立體接地網。流過大地的電流在均勻電阻率的土壤中呈半球形等位面擴散,深打垂直接地極可充分利用電流在垂直方向的擴散分量,將較大的電流引入大地的深層,同時增大了接地體與土壤的有效接觸面積。
(3)換土和使用降阻劑
當接地電阻達不到要求時,可對接地網埋設區域局部換土或使用降阻劑。置換土一般采用電阻率較低的土壤,如粘土、黑土等。降阻劑常見的有化學和物理兩大類,其表面有活性劑,能夠使接地體與土壤緊密接觸,形成足夠大的電流流通面。換土和使用降阻劑對降低接地電阻的效果比較明顯,但一般來看流失都比較嚴重,時效性相對較差,且降阻劑一般對接地體都有較強的腐蝕性。地鐵為百年工程,工程建成后一般沒有條件對地下車站接地系統進行置換。
(4)利用自然接地體
目前國內的城市軌道交通工程中,有些綜合接地系統的接地網在采用人工接地體的同時也利用了自然接地體。此方法適用于土壤電阻率較大的環境中,用于減小接地網的工頻接地電阻,投資小,效果較明顯。利用自然接地體又有兩種做法,其一是將車站綜合接地裝置直接與車站主體結構鋼筋進行電氣連接,使整個車站成為一個等電位的“法拉第籠”。其二是利用結構圍護樁鋼筋,按一定的距離將結構圍護樁內的鋼筋用鍍鋅扁鋼進行焊接,連成一圈接地體,而后將車站底板下埋設的人工接地體與這圈接地體進行電氣連接。
2.4、沈陽地鐵已開通線路的綜合接地設計情況
沈陽地鐵既有一、二號線車站接地裝置設計均未采取降阻劑的措施,也未利用自然接地體,僅利用了人工接地體。接地裝置與車站結構鋼筋絕緣。
2.5、設計方案
通過上述分析,考慮九號線綜合接地設計方案盡量與既有線路方案一致,對吉力湖街站和曹仲站采用利用結構圍護樁鋼筋降低工頻接地電阻的方案,同時以深打垂直接地極的方法做為實測電阻率仍不滿足要求時的補救措施。連接結構圍護樁鋼筋的做法見圖1和圖2。
圖1 利用鍍鋅扁鋼連接圍護樁鋼筋示意圖
圖2 利用鍍鋅扁鋼連接圍護樁鋼筋剖面圖
如圖所示,連接結構圍護樁鋼筋后,相當于將車站底板下埋設的人工接地體與結構圍護樁主筋及連接主筋的扁鋼構成的接地體進行了并聯。人工接地體采用的是材質為T2紫銅的扁銅排,考慮到不同金屬材質之間的電離反應,在焊接時要求采用熱熔焊,且搭接長度不小于100mm。我們對連接結構圍護樁鋼筋后的接地網接地電阻進行了核算,計算公式如下:
式中R——接地裝置的計算電阻,Ω;
——單根鋼筋體的接地電阻,Ω;
——結構圍護樁鋼筋的總電阻,Ω;
K——鋼筋體的形狀系數;
L——單根鋼筋體的長度,m;
n——做為接地體的結構圍護樁鋼筋的根數,根;
——結構圍護樁鋼筋之間的屏蔽系數。
根據核算,吉力湖街站及曹仲站采用利用結構圍護樁鋼筋降低工頻接地電阻的方案后,綜合接地裝置工頻接地電阻分別為0.56Ω和0.57Ω,均能滿足不大于1Ω的要求。
3、結束語
沈陽地鐵九號線工程吉力湖街站和曹仲站最終采用利用結構圍護樁鋼筋降低接地電阻的設計方案。對后續設計的車站,在設計綜合接地方案前應對綜合接地裝置的接地電阻進行核算,若不能滿足不大于1Ω要求,則也應進一步考慮采用其他措施。
綜合接地系統是城市軌道交通長期、安全、可靠運行的重要保障。因各地的地質條件差異很大,故選擇接地裝置的設計方案應因地制宜,以滿足功能要求為前提,適當考慮工程實施的可行性和經濟因素。
參考文獻
[1] 《地鐵設計規范》GB 50157-2003 北京:中國計劃出版社,2003
[2] 《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008 北京:中國建筑工業出版社,2008
篇9
隨著城市中、小型汽車數量迅速增長,地下汽車庫以其面積大、節約建筑用地、管理集中等優勢而越來越受到業主的青睞。如何改善地下汽車庫的空氣品質,防止和減少火災危害,并有效降低工程成本,是進行通風與排煙設計的基本出發點。
1 誘導通風系統概述
1.1 傳統通風方式的弊端
傳統通風方式風管復雜龐大,不僅占用有效空間,還大大增加了土建投資和安裝費用,而且難以避免風管與其他管線的交叉問題。在地下車庫的設計中一般按室內空間上、下兩部分設置,容易產生CO滯留的現象。誘導通風系統的出現有效解決了上述這些問題。
1.2 誘導通風系統的基本原理
當空氣從直徑D0的噴口以速度V0射入一個不受周圍界面表面限制的空間內擴散時,形成自由射流。誘導通風系統的噴嘴射出的氣流可視為等溫自由射流,由于射流邊界與周圍介質間的紊流動量交換,周圍空氣不斷被卷入,射流范圍不斷擴大,射流斷面的速度場從射流中心開始逐漸向邊界衰減,并沿射程不斷減小,同時流量沿射程方向不斷增加,射流直徑不斷增大,而各斷面總動量保持不變。
設噴口處風量為Q0,空氣流動速度為V0,距噴口X處與噴口平行的斷面上風量為QX,空氣流動速度為VX,根據動量守恒定律:
M0=MX (1)
M0=Q0V0ρ(2)
MX=QXVXρ (3)
Q0V0=QXVX(4)
式中M―空氣動量,kg•m/s2;Q―風量,m3/s;V―風速,m/s;ρ―空氣密度,kg /m3
雖然理論上噴流的寬度會一直增至無限大,誘導風量也會增至無限大,各點速度將減至無限小,但現實環境中有許多非理想條件,如建筑物中有梁、柱等障礙物和來自各方向的其它自然氣流,所以在噴流的中心速度衰減至某一速度時必須有另一噴嘴來接力,從而形成“氣流推拉作用”,使整個空間產生流動的速度場。
誘導通風系統包括送風風機、多臺誘導風機和排風風機,其中誘導風機由超薄箱體、低噪音前向多翼離心風機、可任意調節方向的噴嘴三部分組成。
1.3 誘導通風系統的特點
1.3.1 節省空間,減少土建投資
一般誘導風機箱體僅250mm高,在梁間布置,直接吊掛于樓板下,可降低地下汽車庫設計層高約400mm,減少地下工程開挖費用和混凝土澆筑費用,使室內空間開闊,布局簡潔美觀。
1.3.2 施工簡單,減少安裝費用
誘導風機體積小,重量輕,無需接管;安裝形式多樣,縱吊、橫吊、壁掛式均可;單相220V電源,配線簡易。
1.3.3 管理方便,節省運行費用
由于無管路阻力損失,送、排風風機所需風壓低,使風機電機功率大幅下降。誘導風機采用高效低噪音風機、消聲箱和符合空氣動力學特性曲線的高速噴嘴,噪音較低,所用的高品質無油式軸承電機無需定期添加油,維修量很小。
1.3.4 通風效果好
誘導通風系統能夠有效擾動周圍空氣,不易產生死角。當出現有害物滯留時,可隨時方便地調整噴嘴方向,以適應不同的建筑形式。
2 工程實例
2.1 工程概況
某單元樓建筑地下一層長74.5m,寬29m,地下一層建筑面積約2170m2,高3.15~3.6m,梁下凈高2.45~2.9m,平時作為小型車輛停車庫,可停放42輛小型車,戰時作為二等人員掩蔽所。
2.2 系統設計
由于該車庫層高較低,加上水電管線,若采用傳統通風系統勢必會使室內凈空高度低于2.2m,根本無法滿足《汽車庫建筑設計規范》的最小凈高要求,而且滿布管道和橋架的頂棚會使整個車庫顯得擁擠壓抑,因此平時通風設計采用誘導通風系統。該車庫為滿足平戰結合的要求,按人防防護單元通過隔墻和頂棚下突出不小于0.5m的梁分成2個防煙分區。考慮到每個防煙分區面積不大,在每個防煙分區內設置1個排風排煙合用系統即可。排風與排煙風機合二為一,選用雙速離心風機箱,可節約設備的初投資,還可根據汽車出入頻率切換高速和低速檔位進行調節,以節省運行費用。
平時排煙防火閥開啟,排風通過誘導風機高速噴出氣流帶動周圍空氣,使大量新鮮空氣與室內空氣混合稀釋后,沿預設方向運動至排風口,由排風機排出室外。防煙分區1和防煙分區2有直接通向室外的疏散出口,依靠車道自然進風。
2.3 風量計算
地下汽車庫的通風量按稀釋廢氣量計算,排煙量按換氣次數不小于6次/h計算。設計采用6次/h排風(煙)量,詳見表1。
2.4 風機選型
排風(煙)風機采用雙速離心風機箱,保證280℃時能連續工作30min,確定誘導風機的數量可參考表2,并根據具體情況進行計算。
本工程PY-1、PY-2系統均屬第3種類型,故誘導風機的數量為:1 000m2/ 200m2=5臺,再按兩個噴嘴前后間距保持在17m以內的原則布置,PY-1系統設6臺,PY-2系統設5臺。
各風機規格如下:
排風(煙)風機:選用2臺風量為20500/10500m3/h的雙速前向多翼離心風機,轉速為800/550rpm,風壓為480/240Pa,功率5.5/4.5kw,噪聲為70/62dBA;
誘導風機:選用11臺風量為680~780m3/h的前向多翼離心風機,功率0.1kw,噪聲為52dBA。
2.5 氣流組織
誘導通風系統的布置按送、排風風機的位置、停車方向等來組織氣流行程。誘導風機回風口與障礙物的間距不小于600mm,噴嘴出風口向下15°前無障礙物。風機吊裝高度以允許最低高度為宜,一般取箱體底部與梁底或管線底部相平。
排煙口與該防煙分區最遠點水平距離不超過30m,距疏散出口水平距離大于1.5m,使疏散方向與煙氣和有害物濃度降低的方向保持一致,以利于迅速排除車庫內的廢氣和煙氣。 室內風口均采用普通百葉風口,室外風口均采用防水百葉風口。
3 結論
3.1 在傳統方式布置有困難的場合,不妨采用誘導式系統解決可能出現的矛盾。
3.2 誘導通風系統排風口處的CO濃度真實地代表了車庫內CO的最高濃度,在此設置CO濃度傳感器控制送、排風風機的風量及誘導風機的啟停,可進一步節省電力,降低運行費用。
3.3 需要指出的是,誘導風機的電機因長期運轉,應具有高溫自動保護裝置,噴嘴應阻燃、耐腐蝕、防脫落,以避免由于個別誘導風機發生故障破壞整個氣流的連續性,影響換氣效果。
綜上所述,只要合理劃分系統和布置誘導風機,誘導通風系統完全能夠滿足地下汽車庫的使用要求,是一種經濟可行的通風方式。
參考文獻:
[1]《GB 50067-97汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》北京:中國計劃出版社,1997
[2]《 JGJ 100-98汽車庫建筑設計規范》北京:中國計劃出版社,1998
篇10
LBS系統的基本原理是:當移動用戶需要信息服務或監控管理中心需要對某移動終端進行移動監控時,首先移動終端通過內嵌的定位設備如GPS獲得終端本身當前的空間位置數據,并實時地通過無線網絡把數據上傳到中心;中心GIS服務器根據終端的地理位置、服務要求進行空間分析;然后將分析結果以文本或地圖的形式下傳到移動終端。
因此,LBS技術是新信息技術和通訊技術(NCITS)相互融合和相互滲透的結果,其中包括了GIS技術、移動通訊技術和Internet技術等。
1 LBS下導航電子地圖設計原則
本文認為LBS移動終端導航地圖設計應采取以下幾條認知設計原則。
(1)人們通過路段名字和路段節點描述路線:通過系列轉向節點描述路線從一路段到另一路段,路線描述的重點是每一路段的進出節點和轉向(左或右)。地圖中路段的名字有助于移動用戶將地圖與現實世界相聯系,轉向方向決定移動用戶在節點處行為。因此,節點信息是路線導航中的重要認知信息。(2)路標是進行空間位置判斷的重要元素:移動用戶利用交叉路口路標和路線沿途路標可確認自己行走的路線是否準確,這大大有助于用戶導航。較大路標如水體和路線的整體形狀能幫助導航者將路線與現實周圍環境相聯系。同樣,路段距離也有助于用戶判斷自己的行程,所以在導航服務地圖中可標注路段長度。(3)認知心理學的研究表明,閱讀地圖是獲取心象地圖、實現空間認知的重要手段。不同使用目的用戶對同一幅地圖可產生內容不同的心象地圖,而心象地圖又包含諸多地理變形,心象地圖包含的內容和變形完全取決于用戶用圖目的。(4)移動用戶的導航認知心理不僅想了解整體路線經過的所有路段和節點,而且還需準確的路線引導策略。
2 導航地圖服務系統設計
LBS應用服務類型很多,如查找地物、查詢地物信息、物品追蹤等。本節研究LBS導航服務地圖的系統設計。
2.1 系統設計目標
本導航地圖服務系統的設計目標是“滿足導航用戶空間認知需求”,并以“一次請求,多次反饋”模式提供道路導航認知信息。即基于空間導航認知需要,導航地圖服務系統不僅向用戶提供整個路線的概觀簡圖,而且同時傳輸路線中的認知難點區域,如環島、高架橋等周圍的細部地圖傳輸給用戶,使移動用戶在不同時刻可以選擇不同的地圖界面來獲取當前所需的道路信息。如假定“國貿橋”行走地段是一認知難點,則系統會提供給用戶的該區域的詳細地圖。
路線概觀簡圖只包含對用戶導航目的有重要認知價值的地理信息,這種經綜合制作成的簡化概觀地圖不僅圖幅尺寸少,符合移動終端的小屏幕特點而且能滿足用戶在導航初始階段對路線整體信息的認知需求。
本系統采用B/S模式,地理數據以ArcGIS形式存儲在后臺服務器數據庫中,并且數據庫中的地名和路段都有相應的等級劃分。客戶端通過輸入起點和終點地名對,向服務器請求導航服務。服務器計算從出發地到目的地的最佳路徑,以簡化圖的形式表現整個道路信息,同時將線路中的認知難點發送給用戶,這樣既減輕了用戶的認知負擔,也滿足了用戶的任務需求及網絡和硬件條件。該系統有幾大部分組成,見圖1。完整的服務請求流程為。
(1)根據導航用戶輸入的出發地A和目的地B地名對,路徑查詢部分在道路網絡數據庫中,根據每一路段的方向和權值找出從A到B的最佳路徑LAB。(2)根據得到的最佳路徑LAB,地標搜索部分在數據庫中提取路線LAB經過的所有地名地標集M{Ml,……,Mn}和節點集{a1,,,,, an},并依據地名等級數據庫查找出地標集M中各地標的認知等級。(3)道路簡化部分根據本文所提出的認知簡化原則進行地圖簡化,形成從出發地A到目的地B的路線認知簡化圖,地圖內容只包含簡化路線和沿途路線地標信息。(4)為保證移動用戶在較小視野范圍內最大限度得到有關路線導航信息,計算機制圖部分需對地圖組成元素進行地圖布局形成簡化路線地圖。(5)最后,系統將地圖制作成圖片并以網頁形式向用戶。同時傳輸路線中認知難點區域的細部地圖。
2.2 系統流程
2.2.1 最佳路徑計算
最佳路徑算法非本文的研究重點,因此,最佳路徑的計算采用后臺服務器平臺ArcGIS自帶的最佳路徑算法,查詢起點A到終點B的最佳路徑LAB。
2.2.2 路線簡化
路線簡化包含幾小部分,如圖2所示。倘若按照常規簡化原則簡化路線長度,即路段具有統一比例尺,那么路線中的短路段在地圖中就會變得很小,既不利于地圖標注,也不利于用戶對路線的整體認識和了解。在本文提出的“有效認知”簡化原則下,為使組成路線的所有路段在一定的視野范圍內都清晰可見,需要對路段長度進行不等比例尺的簡化,即對長距離路段進行長度壓縮,而對短距離路段進行放大,見圖2(c)。這樣形成的路線簡化圖(c)既能滿足用戶對導航的認知需求,同時也符合移動終端的屏幕限制,使用戶在小視野范圍內最大限度掌握整體路線情況。
另外,簡化過程要刪除路線中對導航認知沒有較大意義的形狀細節,保留路線中有重要認知價值的節點,并且盡可能將兩重要節點間的路段簡化成直線段,如圖2(b)是刪除了原始道路形狀細節的簡化直線圖。
2.2.3 地標搜索
地標搜索根據計算出的最佳路徑LAB檢索路線經過的地名地標和地標等級,如圖3,并找出距離出發點A和目的地B最近的最高等級地標ai,bi,向用戶提供Aai間的詳細路線圖和biB間的詳細路線圖。
Aai間和biB間這兩區域的詳細地圖對用戶導航認知很關鍵,因為對于城市地名而言,由于不同地名在交通網絡、歷史事件以及旅游價值等多方面重要性不同,導致人們對不同等級的地名有不同的熟知度,所以人們對不同等級的地標位置和周圍環境有不同的認知度和熟悉度。例如,居民不可能熟悉所居城市的任何角落,尤其是對像北京、上海這樣的大都市更是如此,外出辦事打出租車,常常是司機也不熟悉所去單位的具置。下面舉幾個例子來說明問題。
(1)大部分人對北京“先農壇體育場”不熟悉,但說到在“天壇公園”附近,可能有大部分人(60%)因知道“天壇公園”位置而明白“先農壇體育場”的大致方位;若“天壇公園”的等級還低,那么說“先農壇體育場”在“前門”正南2公里處,相信有絕大部分人(88%)因知道“前門”位置而明白“先農壇體育場”的大致方位。
(2)同樣,“中國評劇大劇院”“木擇園”“永定門”,人們熟悉“永定門”或“木揮園”的具體走法,從而知道“中國評劇大劇院”的位置。
(3)再如,“中國測繪科學研究院”“永定路口”“五棵松”等等,這樣的例子在生活中比比皆是。
綜上所述,人們對某地名行走路線的熟知度隨著地名等級的下降而降低,所以需對地圖中的地名進行等級劃分,確認路線中用戶的認知難點。對地理信息服務系統而言,不僅要給用戶整個路線概觀簡圖,而且要將用戶的認知難點進行細化表達,充分考慮數據資源和硬件資源的有效利用。
2.2.4 計算機制圖
為符合人們的用圖習慣,地圖布局將路線起點設置在屏幕底端,并且路線走向沿著移動終端的長端。因為對于這樣的地圖,用戶使用起來不需要經過思維旋轉,就可將地圖中的地理空間關系對應于人們頭腦中的心像地圖,因此,這種地圖布局使用起來更加方便,多數導航應用系統采用的是這種地圖布局形式。傳統的“上北下南左西右東”的地圖布局適合于規劃,而走向朝上的地圖布局由于符合人們的認知使用習慣而更加適合于應用。
2.2.5 地圖
地圖根據用戶需求,將繪制出的簡化地圖和修飾信息以網頁形式傳送給移動用戶,形成一個最終的網頁地圖,見圖4。
3 結語
本文主要講述系統的設計目標和預期成果,介紹系統流程與構成,分析系統中的組成部分以及每一部分的實現功能。
參考文獻
篇11
Key words: Open excavation underpass;Waterproof design;construction main points of waterproof
中圖分類號: TU99 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
隨著我國經濟的發展,城市交通愈加繁忙,有效組織人流與車流的通行是每個城市交通管理部門必須重視解決的課題。地下過街通道能有效的把人流與車流分開,增加城市道路的通行能力,確保行人過街安全,且對市容影響小。基于地下過街通道的以上優點,近年來,設置地下過街通道已經成為城市道路人流集中地段行人過街的主要選擇。
工程概況
盛京大街3號地下過街通道,位于盛京大街―蒲田南一路丁字路口南側,盛京大街道路全寬為94米。本通道下穿盛京大街,主通道凈寬7.0 m,凈高3.65 m,過街通道長100.7m,主通道截面形式為單口矩形框架結構;通道在盛京大街兩側各設置2個出入口,出入口凈寬4.5m,,全通道共4個出入口。主體結構為現澆鋼筋混凝土結構,采用明挖順筑法施工,基坑采用放坡開挖。盛京大街3號地下過街通道平面布置見圖1。
圖1盛京大街3號地下過街通道平面圖
結構防水設計
2.1場地水文地質
勘察期間在鉆孔內測得地下水穩定水位埋深為2.0~4.5m,地下水初見水位埋深3.2~4.3。其主要補給為大氣降水和區域徑流。地下水隨季節變化,年變幅為1.0~2.0m。根據巖土工程勘察報告,設計抗浮水位按照水位標高70.000考慮。地下過街通道主通道板頂標高為70.000。
2.2 結構防水設計原則及標準
(1)結構防水設計遵循“以防為主、防排結合、剛柔相濟、多道防線、綜合治理”的原則。
(2)確立鋼筋混凝土結構自防水體系,即以結構自防水為根本,采取措施控制結構混凝土裂縫的開展,增加混凝土的密實性、抗滲性、抗裂性、防腐蝕性和耐久性等性能;以變形縫、施工縫(包括后澆帶)等接縫防水為重點,同時在結構迎土面設置柔性全包防水層。
(3)結構采用“結構自防水+附加全包柔性防水層”的防水方案,滿足一級防水標準,通道結構不允許出現滲水部位,結構表面不得有濕漬。
2.3結構防水材料
結構自防水采用C30鋼筋混凝土,抗滲等級P8。
全包柔性防水層:底板和側墻采用預鋪式冷自粘防水卷材,頂板采用聚氨酯涂膜防水層。地下過街主通道防水橫斷面圖見圖2。
圖2地下過街主通道防水橫斷面圖
2.4重點部位防水設計
重點部位主要指變形縫和施工縫等特殊位置,這些部位是結構自防水的薄弱位置,也是地下水滲入結構內部的首選部位,重點部位防水設計關系到整個結構防水成敗,必須給予重視。
盛京大街3號地下過街通道變形縫防水設計:側墻和底板采用35cm寬鋼邊橡膠止水帶+32cm寬的背貼式止水帶進行防水處理。同時在側墻結構內表面預留凹槽,設置不銹鋼板接水盒。由于明挖頂板無法設置背貼式止水帶,采用結構外側變形縫內嵌縫密封的方法與側墻背貼式止水帶進行過渡連接形成封閉防水,同時在結構內表面變形縫兩側預留凹槽,設置不銹鋼板接水盒。頂板、底板及側墻的變形縫防水節點圖見圖3。
圖3頂板、底板及側墻變形縫防水節點圖
盛京大街3號地下過街通道施工縫防水設計:迎水面結構施工縫部位均采用單條止水膠(專指遇水膨脹止水膠)并預埋注漿管的方法進行防水處理。遇水膨脹止水膠應具有一定的緩脹性能,屬不定型產品,擠出后固化成型,成型后的寬度為20mm,高度為10mm,高寬誤差均不大于-2mm,采用專用注膠器均勻擠出粘結在施工縫表面。注漿管采用專用扣件固定在施工縫表面結構中線上,注漿管應與施工縫表面密貼設置,任何部位不得出現空鼓,固定間距20~25cm,沿施工縫通長設置。注漿管采用搭接法進行連接,有效搭接長度不小于2cm(即出漿段的有效搭接長度)。頂板、底板及側墻的施工縫防水節點圖見圖4。
圖4 頂板、底板及側墻施工縫防水節點圖
結構防水施工要點
3.1聚氨酯涂膜防水層施工要點
(1)基層處理要求
1)頂板結構混凝土澆筑完畢后,用木抹子反復收水壓實(采用鋼抹子壓光時,會造成基層表面過于光滑,降低涂膜與基層之間的粘結強度),使基層表面平整,其平整度用2m靠尺進行檢查,直尺與基層的間隙不超過5mm,且只允許平緩變化。
2)基層表面的氣孔、凹凸不平、蜂窩、縫隙、起砂等,應修補處理,基面必須干凈、無浮漿、無水珠、不滲水;當基層上出現大于0.3mm的裂縫時,應騎縫各10cm涂刷1mm厚的聚氨酯涂膜防水加強層,然后設置聚酯布增強層,最后涂刷防水層。
3)所有陰角部位均應采用5×5cm的1:2.5水泥砂漿進行倒角處理。
(2)防水層施工順序及方法
1)基層處理完畢并經過驗收合格后,先在陰、陽角和施工縫等特殊部位涂刷防水涂膜加強層,加強層厚1mm,涂刷完防水涂膜加強層后,立即在加強層涂膜表面粘貼聚酯布增強層。嚴禁涂膜防水加強層表面干燥后再鋪設聚酯布增強層。加強層施工完畢后開始進行大面的涂膜防水層施工,防水層采用多道(一般3~5道)涂刷,上下兩道涂層涂刷方向應互相垂直。當涂膜實干后,才可進行下道涂膜施工。
2)聚氨酯涂膜防水層施工完畢并經過驗收合格后,應及時施做防水層的保護層,平面保護層采用7cm厚的細石混凝土,在澆筑細石混凝土前,需在防水層上覆蓋一層350號的紙胎油氈隔離層。立面防水層(如反梁的立面)采用厚度不小于6mm的聚乙烯泡沫塑料板進行保護。
3.2預鋪式自粘防水卷材施工要點
(1)基層處理要求
1)所有鋪設防水層的基層表面均應堅實、干凈、平整。平整度應滿足:D/L≤1/20,其中D為相鄰兩凸面間的最大深度,L為相鄰兩凸面間的最小距離。并不得有疏松、起砂、積水和明水流。
2)底板采用墊層混凝土自找平,局部不滿足鋪設要求的部位采用1:2.5的水泥砂漿進行找平處理。
3)側墻保護墻結構表面采用水泥砂漿進行找平。
4)所有陰陽角部位均采用1:2.5水泥砂漿倒角,陰角可做成5cm×5cm的倒角。陽角可采用水泥砂漿圓順處理,R≥30mm。
(2)防水層施工工藝
1)首先在達到設計要求的陰、陽角部位鋪設加強層卷材,加強層卷材寬度為50cm。防水層采用單面粘預鋪式卷材,靠近底板墊層及圍護墻面一側為非粘結面(PE面),與結構外表面密貼面為有隔離膜面(粘貼面)。
2)側墻防水層采用機械固定法固定于圍護墻表面,固定點距卷材邊緣2cm處,釘距不大于50cm。釘長不得小于27mm,且配合墊片將防水層牢固地固定在基層表面,墊片直徑不小于2cm,厚度不小于1.0mm;底板除陰陽角等特殊部位需要機械固定外,大面防水層可直接搭接;頂板采用專用底涂粘結。
3)相鄰兩幅卷材搭接寬度10cm。將釘孔部位覆蓋住。要求上幅壓下幅進行搭接。
4)底板防水層鋪設完畢,在綁扎鋼筋前,除掉卷材的隔離膜,及時施做細石混凝土保護層。側墻防水層應采取臨時保護措施確保防水層不受破壞。
5)防水層破損部位應采用同材質材料進行修補,補丁滿粘在破損部位,補丁四周距破損邊緣的最小距離不小于10cm。
6)卷材末端及切口處搭接,應使用專用膠帶封口。混凝土應在防水層安裝結束后40天內澆搗完成。
3.3止水帶的施工要點
1)止水帶固定在結構鋼筋上的間距不得大于40cm,固定應牢固、可靠,不得出現扭曲、變形等現象。
2)底板和頂板變形縫部位的止水帶應采用盆式安裝,保證振搗時產生的氣泡能夠順利排出,使止水帶部位的混凝土與止水帶之間咬合密實不透水。
3)止水帶部位的混凝土應進行充分的振搗,保證變形縫部位的混凝土充分密實,這是止水帶發揮止水作用的關鍵,應切實做好。振搗時嚴禁振搗棒觸及止水帶。采用鋼邊橡膠止水帶的變形縫兩側各350mm范圍內混凝土結構的厚度不應小于300mm,否則需要在此部位采用與結構同標號混凝土加厚處理。
4)鋼邊橡膠止水帶的現場接頭均應采用熱硫化法對接。
5)止水帶縱向軸線與變形縫中線應對齊,偏差不得大于30mm,止水帶與變形縫表面應垂直布置,誤差不得大于15度,止水帶任意一側混凝土的厚度不得小于15cm。
結束語
(1)沈陽盛京大街3號地下過街通道于2011年建成,防水設計良好,通道結構未出現滲水部位,表面無濕漬。
(2)通過對盛京大街3號地下過街通道防水設計主要思想及防水施工要點的闡述,希望對其他類似地下明挖過街通道的防水設計有參考意義。
參考文獻
[1]賀少輝主編《地下工程》,清華大學出版社,北京交通大學出版社,2006年。
[2]規范《地下工程防水技術規范》(GB50108-2008)
[3]規范《水工混凝土結構設計規范》(SL/T191-96)
篇12
一、工程概況
深圳市城市軌道交通7號線皇崗村站位于益田路與金田路之間的福民路段,車站主體沿呈東西走向,西接石廈站,東接福民站。本站為地下三層島式車站,本車站采用地下連續墻和鋼管支撐作為圍護結構,采用明挖順筑法施工。主體圍護結構地下連續墻設計墻厚1000mm,成槽深度約為23.69m~30.27m。連續墻分幅采用4m和6m標準槽段長度,分別有“—”、“L”、“Z”多種形式,總共104幅,其中,“L”型槽段4幅,“Z”型槽段7幅,“一”字型槽段93幅。
二、鋼筋籠型式
鋼筋籠型式依據地連墻型式進行加工制作,鋼筋籠型式分為“—”、“L”、“Z”三種型式。根據地連墻槽段的施工順序,鋼筋籠分雙雌、雌雄、雙雄三種鋼筋籠樣式。雙雌段鋼筋籠為兩側均布置工字鋼;雌雄段鋼筋籠為一側布置工字鋼,根據工字鋼布置方向又分為左雌右雄、左雄右雌兩種樣式;雙雄段鋼筋籠為兩側均未布置工字鋼。
三、施工流程
深圳地鐵7號線皇崗村站地連墻鋼筋加工按照設計圖紙和施工規范要求制作,鋼筋籠加工制作按以下順序:先鋪設分布筋,再鋪設縱向主筋,并焊接牢固,焊接底層保護墊塊,然后焊接中間桁架,再焊接上層縱向主筋、中間聯結筋和面層分布筋,然后焊接鎖邊筋(封口筋)、吊筋,最后焊接預埋件(同時焊接中間預埋件定位水平筋)及保護墊塊。鋼筋籠制作施工流程詳見圖3-1.
圖3-1大型鋼筋籠加工制作流程圖
四、鋼筋籠加工制作
1、鋼筋籠加工制作平臺
為確保鋼筋籠加工制作精度,現場需要設計鋼筋籠加工制作平臺,保證足夠的剛度和強度,并采取防雨、排水措施。鋼筋籠加工平臺的大小根據鋼筋籠尺寸大小而定,皇崗村站鋼筋籠加工平臺具體搭設方法如下:先建平臺底座,采用C20混凝土現澆,頂面抹平。其上固定160型號工字鋼,工字鋼之間采用ø32螺紋鋼拉結穩固,在角鋼豎直邊緣上按鋼筋籠主筋間距焊上小“V”字鋼筋或在角鋼邊上割出豁口,用作下層的鋼筋支架,保證鋼筋籠主筋間距符合設計要求,上層筋支架則利用縱向桁架筋,輔以提前預制增設輔助卡具確保主筋間距。鋼筋籠加工平臺示意圖如圖4-1所示。
圖4-1 鋼筋籠加工平臺示意圖
2、鋼筋籠加工制作
鋼筋籠加工前,應根據設計配筋圖,編制鋼筋下料表,按表下料。鋼筋下料應遵循材料節約和滿足設計要求并重的原則。鋼筋籠桁架筋和拉筋應在專用模具上加工,保證每片桁架平直,高度一致,拉筋長度一致,鋼筋籠定位塊采用5mm厚扁鋼彎制而成;鋼筋籠工字鋼提前預制。接頭工字鋼與水平筋雙面焊接,焊接長度≧5d。焊接點數與工字鋼和水平筋交叉點數一致。工字鋼與鋼筋籠外側連接0.5~1mm厚鐵皮,鐵皮寬度50cm,長度與鋼筋籠一致。
鋼筋籠加工制作:先放置下層水平筋,并依次與下層主筋焊接,放置下層定位塊。完畢后焊接桁架筋和上層主筋。最后放置上層定位塊、預埋件;加工制作過程中應注意鋼筋籠靠基坑內側和靠基坑外側,一般靠基坑外側作為下層筋,以方便內側預埋件安裝;鋼筋籠的豎向主筋采用直螺紋套筒連接、擠壓套筒連接,不采用搭接連接;豎向主筋與水平筋之間間隔點焊,間隔點焊數為總交叉點數的50%,鋼筋桁架與鋼筋籠交點全部點焊;縱向鋼筋的底端距槽底面距離按照設計要求50cm,鋼筋籠下端50cm內按1:10收攏,以防吊放鋼筋籠時擦傷槽壁,造成坍塌。
鋼筋籠加工時,預留導管下設位置,在未預留導管的籠內,為了保證鋼筋籠下設穩定性,可增設“X”型拉筋。對“L”型、“Z”型異形鋼筋籠,在其內側縱向每隔2米加2道水平斜拉筋,入槽時割除。
3、鋼筋籠加固
考慮到鋼筋籠起吊時的剛度和強度,對鋼筋籠進行加固。
3.1骨架筋加固
鋼筋籠內的縱向桁架根據鋼筋籠尺寸一般設置4榀,其余不規則槽段按1.2~1.5m間距視具體形式布置(“L”、“Z”型),橫向桁架根據需要按1榀/5m布置。如圖4-3所示。
圖4-3 縱向桁架示意圖
3.2 剪刀撐加固
剪刀撐設置采用φ28鋼筋,與水平面60°角設置,布置在迎土面、背土面兩側,通長布置,如圖4-4所示。
圖4-4 剪刀撐加固示意圖
3.3、吊點加固
在吊點位置處,在幅寬方向上下各增加一根φ28的鋼筋與縱向鋼筋焊接,作為吊點加固。
圖4-5 吊點加固示意圖
4、異型鋼筋籠
深圳市城市軌道交通7號線皇崗村站地連墻異型槽段11幅,根據異型槽段的施工順序、槽段的具體尺寸按照施工圖紙進行異型槽段鋼筋籠加工制作。“L”型槽段4幅, “L”型槽段鋼筋籠采取整體焊接,整體安裝、整體起吊下設。“Z”型槽段7幅,其中N4、S4鋼筋籠骨架高度較大(3.6m),分成整體兩個“L”型鋼筋籠焊接安裝; N26、N32、N48、S27、S33鋼筋籠骨架高度較小(2.3~2.5m),采用整體焊接、整體安裝。
異型槽段可根據施工現場情況合理安排施工順序,在確保鋼筋籠加工制作方便、起吊下設安全的情況下加工制作為雙雄、雌雄及雙雌段鋼筋籠。
五、鋼筋籠吊裝
1、吊裝驗算
(1)設備選用
皇崗村站地下連續墻鋼筋籠標準槽段外型尺寸最大為6.1*0.92*32.1m(寬度*厚度*長度),最重為33.94t(S4)。當鋼筋籠完全由主吊吊起時,起重垂直高度H=起吊后鋼筋籠垂直離地距離(考慮0.5m)+鋼筋籠長度(32.1)+扁擔梁下鋼絲繩到鋼筋籠頂距離(3.0m)+扁擔梁高度(3.0m)+扁擔梁上鋼絲繩垂直高度(2.0m)+吊鉤底到扒桿頂距離(考慮4.0m)=44.6m。
皇崗村站鋼筋籠起吊采用八點法起吊,兩臺履帶吊車一次性整體起吊入槽。主吊采用150T履帶吊車、副吊采用80T履帶吊車,首先需對所選起吊設備進行驗算。
由150噸履帶起重機主要技術參數表(如圖5-1)查得主臂變幅仰角為-3°~82°,現考慮仰角取α=78°。首先確定主吊機垂直高度,鋼筋籠起吊后至少離地0.5m,考慮鋼筋籠吊起后防止鋼筋籠旋轉碰撞主吊臂架,AB距離大于鋼筋籠一半寬度3m,取AB=3.5m,詳見起吊示意圖5-2。根據履帶起重機起吊示意圖,則:
AC=AB·tan78°=16.5m
CF=16.5+32.1+0.5=49.1m
圖5-1 150T履帶吊車主要技術參數表
圖5-2鋼筋籠起吊示意圖圖 圖5-3 150t履帶吊車外形尺寸圖
由150T履帶吊車外形尺寸圖(圖5-3所示)查得主臂軸離地2.942m,即:
OE=GF=2.942m
CG=CF-GF=46.158m
最后得出: OC=CG/sin78°=47.2m
工作半徑OG=CG/tan78°=9.8m
由履帶吊性能參數表(如圖5-4)查得,起重機主臂L可接49m,工作半徑10m。由履帶吊性能參數表可知,150t履帶起重機接49m主臂,工作半徑10m時,最大起重量為59t×0.8=47.2>(34+2.5)=36.5t,滿足吊裝要求。(鋼筋籠重34t,索具重2.5t,起吊荷載按額定起重量的80%考慮)
圖5-4150t履帶吊車起重性能參數
副吊最大受力出現在鋼筋籠起吊到60°角時,最大受力為鋼筋籠重量及工索具重量的60%,即Q=(34+2.5)*60%=21.9T根據80t履帶吊車起重性能表可查80t履帶吊車接30m主臂可滿足吊裝要求。
(2)吊點驗算
準確計算鋼筋籠吊點是大型鋼筋籠起吊的關健步驟。以皇崗村站大型鋼筋籠N8為例,N8鋼筋籠長度30.35m,寬度6.0m。首先計算平幅縱向吊點,如圖5-5平幅縱向吊點示意圖:
圖5-5平幅縱向吊點示意圖
+M=-M
其中:+M=(1/2)qL1²;-M=(1/8) qL2²-(1/2)qL1²(q為均布荷載,M為彎矩)
故:L2=2L1,2L1+3L2=H(H為鋼筋籠高)
計算得:L1=0.095H,L2=0.269H
以N8鋼筋籠計算,可知L1=2.88m,L2=8.16m。可知,選擇B、C、D、E點時鋼筋籠起吊彎矩最小。實際吊裝過程中B、C中心是主吊位置,AB距離影響吊裝鋼筋籠。根據技術數據和實際吊裝經驗,在主吊段,B點可向A點移動,移動距離為B點至工字鋼頂間距h,確保重心位置不變,起吊安全,同時C點向D點移動相同距離h,則BC=L1+ 2h=8.16+2*1.88=11.92m,再結合實際施工便利,BC段長11m(AC段12m),CD段取5m,在副吊段DE=10m,其他各點位置也做適度的調整,EF段取3.35m。在起吊過程中,B、C為主吊位置,D、E為副吊位置。鋼筋籠縱向吊點布置如圖5-6所示。
其次計算橫向吊點,根據彎矩平衡定律(如圖5-7 平幅橫向副吊吊點示意圖),正負彎矩相等時所受彎矩變形最小的原理,計算如下
+M=-M
+M=(1/2)qL1²;-M=(1/8) qL2²-(1/2)qL1²(q為均布荷載,M為彎矩)
故:L2=2L1,2L1+L2=L(L為鋼筋籠寬),可得L1=0.207L,L2=0.586L,可知橫向吊點按左右0.207L位置為宜,N8鋼筋籠橫向吊點L1=1.2m,根據N8鋼筋籠布置4片桁架,為起吊安全,吊點布置在桁架上,桁架間距為1.2m。
圖5-6鋼筋籠縱向吊點布置圖
圖5-7平幅橫副附吊吊點示意圖
異型幅槽段鋼筋籠除設置縱向起吊桁架、水平桁架和吊點之外,另要增設斜撐桿進行加固,以防鋼筋籠在空中翻轉角度時以生變形。以雙雄段“L”型鋼筋籠為例(圖5-8 “L”鋼筋籠加固筋布置示意圖),以水平籠邊作為X軸, 轉角頂點作為原點,建立X—Y坐標系,假設兩翼鋼筋籠的厚度分別為D和H,對異型幅橫截面求形心:
在形心分別對兩條直角邊做垂線則為吊點位置。根據實際吊裝情況對吊點位置做適當調整。若為雌雄段或雙雌段鋼筋籠則應同時考慮鋼筋籠的重心。合理設置鋼筋籠吊點,保證起吊平穩安全。
圖5-8 “L”鋼筋籠加固筋布置示意圖
2、吊裝工藝
皇崗村站地下連續墻大型鋼筋籠吊裝施工工藝見圖5-9:
圖5-9地下連續大型墻筋籠吊裝施工工藝圖
鋼筋籠吊裝方法
鋼筋籠吊放采用雙機抬吊,空中回直。起吊時必須使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合,保證起吊平衡。如圖5-10“一”字型鋼筋籠吊裝示意圖:
圖5-10 “一”字型鋼筋籠吊裝示意圖
對于異型鋼筋籠(“L”型、“Z”型)除設置縱、橫向起吊桁架和吊點之外,另要增設斜拉鋼筋進行加固,以防鋼筋籠在空中翻轉角度時發生變形。斜撐筋的間隔距離為3000mm一檔,在下設過程中進行割除。如圖5-11 L型鋼筋籠吊裝剖面圖:
5-11L型鋼筋籠吊裝剖面圖
Z字型鋼筋籠可劃分為兩個L型鋼筋籠吊裝,如圖5-12“Z”型鋼筋籠吊裝布置圖:
圖5-12“Z”型鋼筋籠吊裝布置圖
4、吊裝安全
為確保起吊安全,在鋼筋籠加工制作完成后,先對鋼筋籠吊裝安全的部位進行質量檢查:鋼筋籠指定的導管位置處不得布梅花筋、支撐筋等,應確保導管位置的空間,臨時布設的加強筋應在鋼筋籠下設時預以切除;主吊環位置處兩根主筋與分布筋交叉處應雙面焊接;由吊環位置起,前九道分布筋與主筋應雙面焊接,分布筋封口處應滿焊;吊點位置上下三根分布筋與主筋交叉位置應雙面焊接,封口筋應滿焊;非吊點位置處的分布筋封口處應確保焊縫長度不低于搭接長度50%;確保焊點已按要求焊接,防止在起吊過程中發生因缺焊、漏焊而導致鋼筋脫落。
鋼筋籠吊裝前,由安全員與吊裝組人員對吊具進行安全可靠性檢查,檢查吊具的鋼絲繩磨損度是否有斷絲現象,卸扣是否變形與滑牙,起吊設備的運轉調試是否正常以及設備的吊鉤與鋼絲繩是否完好,如檢查不合格應作報廢處理并立即更換相應吊具,檢查籠子內有無雜物,避免起吊高空墜落造成人身傷害以確保起吊安全。
六、鋼筋籠下設
正式下設鋼筋籠前,應先下設試籠,試籠能夠正常下設,才能正式下放鋼筋籠。鋼筋籠的起吊采用2臺履帶吊(一臺50T、一臺150T)一次性整體起吊入槽。起吊方法為雙吊八點起吊法。
起吊下設步驟分為六步:
第一步:指揮主、副兩吊機轉移到起吊位置,主吊置于第一根水平筋位置,吊機中心與鋼筋籠中心相距10m。副吊置于籠底以上3m處,吊機中心與鋼筋籠中心相距8m,起重工分別安裝吊點的卸扣后。檢查兩吊機鋼絲繩的安裝情況及受力重心后,開始同時平吊,緩緩將鋼筋籠抬離鋼筋籠平臺。
第二步:鋼筋籠抬離鋼筋平臺后,主吊起鉤,根據鋼筋籠尾部距地面距離,隨時指揮輔機配合起鉤。主吊和副吊繼續提升,提升過程中根據現場司索工人員信號,保證副吊鋼筋籠一端不會碰地,當鋼筋籠提成到一定高度后,副吊停止提升動作。
第三步:鋼筋籠立起過程中副吊機順轉至合適位置,讓鋼筋籠垂直于地面,見圖6-1。
第四步:鋼筋籠直立后,指揮起重工卸除鋼筋籠上副吊起吊點的卸扣,然后遠離起吊作業范圍。主吊緩慢平穩行走至地連墻槽段位置,慢慢將鋼筋籠放入槽段,當鋼筋籠下放至A吊點,用雙拼14#槽鋼臨時擱置鋼筋籠于導墻上,卸掉A吊點卸扣,同時將預留鋼絲繩與B吊點鋼絲繩用卸扣連接,見圖6-2。
第五步:去掉槽鋼,鋼筋籠繼續由主吊下放至B吊點,再用雙拼14#槽鋼臨時擱置鋼筋籠于導墻上,然后打開B吊點卸扣,將鋼絲繩與吊筋用卸扣連接,見圖6-3。
第六步:緩緩起吊抽出槽鋼,鋼筋籠完全由吊筋4個吊點共同承擔受力,再由主吊緩慢將鋼筋籠送放到位,見圖6-4。
圖6-1圖6-2圖6-3 圖6-4
鋼筋籠下設過程中平穩入槽,如遇障礙物應重新吊起,查明原因清除障礙物后重新下設。不得強行入槽,不得用重物壓沉入槽,不得利用重力沖放。鋼筋籠下設完畢,應測量主筋標高,并據此確保預埋件位置符合設計要求。放置扁擔,并用水準儀校準槽扁段擔頂面高程,確保在同一個水平面上。
七、結束語
深圳市城市軌道交通7號線皇崗村站地連墻大型鋼筋籠的加工制作工藝、八點起吊一次性下設的成功經驗,為以后大型鋼筋籠的制作提供了成熟經驗,為后續地連墻施工大型鋼筋籠的起吊下設打下了堅實基礎。本文所介紹的大型鋼筋籠的加工制作工藝流程、八點起吊下設的施工方法具有一定的代表性和實用性。值得在類似城市軌道交通工程項目中借鑒和應用。但是,值得重視的是鋼筋籠制作應確保焊接質量,保證起吊安全,方可為施工者帶來更好的經濟效益和社會影響力。
參考文獻:
【1】《工程建設標準強制性條文》(城市建設部分)
【2】《履帶起重機安全操作規程》(DL/T 5248-2010)