一、地下综合管廊概述

地下综合管廊是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施。

地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修。此外，该系统还具有一定的防震减灾作用。如1995年日本阪神大地震期间，神户市内大量房屋倒塌、道路被毁，但当地的地下综合管廊却大多完好无损，这大大减轻了震后救灾和重建工作的难度。

图1.1 建设地下综合管廊的意义

由于地下综合管廊对满足民生基本需求和提高城市综合承载力发挥着重要作用，引起国务院高度对推进城市地下综合管廊建设的高度重视。2015年8月10日，国务院办公厅公布了关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见（国办发〔2015〕61号）。工作目标是到2020年，建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营，反复开挖地面的“马路拉链”问题明显改善，管线安全水平和防灾抗灾能力明显提升，逐步消除主要街道蜘蛛网式架空线，城市地面景观明显好转。

二、综合管廊引用预应力技术

经过对国内众多地下结构观测统计发现，地下结构中侧墙的中下部以及施工缝处是产生裂缝的主要部位。侧墙中裂缝的走向大部分是竖直的。综合管廊为地下浅埋式薄壁结构，常年埋于地下，其对裂缝的控制要求更为严格。

而本公司主推的“有粘结预应力板”技术则可以有效地解决这个问题。利用该专利（如图2.1所示）技术的巨大优势，可明显减小构件的截面尺寸，大幅度节省钢筋、节约造价，抗裂度大大提高。对地下工程，防水效果更为显著。

图2.1 “后张法有粘结板”发明专利

三、综合管廊预应力设计思路

现以四厢倒虹为例，介绍一下设计过程。

3.1 基本信息

本倒虹段为四厢现浇钢筋混凝土结构，全长66m，纵向剖面如图2.1.1所示。设计使用年限100年，结构构件重要性系数取1.1。倒虹顶板板面相对标高-6.900m。顶板恒载140kN/m²，活载20 kN/m²；板自重另计。

图3.1.1 倒虹沿纵向剖面图

图3.1.2 倒虹沿横向剖面图

在管廊中布置有粘结预应力筋，顶、底板及外侧墙厚取600mm，内侧墙厚300mm。采用1x7股有粘结钢绞线（基本参数为As=140mm²；f_ptk=1860MPa；σ_con=0.75f_ptk=1395MPa）；普通钢筋选用三级钢，fy=360Mpa；混凝土强度为C40。

3.2 模型SAP2000模拟

取三段建模，两边是30m长的标准断面二，中间是倒虹断面二。标准断面二的顶板、底板及外侧壁厚400mm，倒虹断面二的顶板、底板及外侧壁厚600mm，内侧皆壁300mm，均按照壳体建模，结构模型如下图所示：

图3.2 结构有限元结构三维布置图

3.3 荷载布置

倒虹顶板上恒载140 kN/m²，标准段顶板上恒载45 kN/m²，活载皆20kN/ m²，板自重另计。热力管道考虑-15℃温差。

图3.3.1 顶板恒载布置图

图3.3.2 顶板活载布置图

图3.3.3 左侧土压力荷载图

图3.3.4 右侧土压力荷载图

图3.3.5 部分侧土压力荷载图

图3.3.6 温度作用图

3.4 变形图

分析其运算结果，如下所示：

图3.4 标准组合下顶板变形示意图

3.5 横截面弯矩图

图3.5.1 横截面切割部位

图3.5.2 倒虹y=63m处弯矩设计图

3.6 纵向截面轴力

在标准组合下，顶、底板及各侧墙的轴力图如下所示，定义侧板按从左到右的顺序为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5。

图3.6.1 侧壁Q1在标准组合下纵向轴力云图

图3.6.2 侧壁Q2在标准组合下纵向轴力云图

  图3.6.3 侧壁Q3在标准组合下纵向轴力云图

图3.6.4 侧壁Q4在标准组合下纵向轴力云图

图3.6.5 侧壁Q5在标准组合下纵向轴力云图

图3.6.6 底板在标准组合下纵向轴力云图

图3.6.7 顶板在标准组合下纵向轴力云图

3.7 配筋结果

最终配筋如图3.7.1和图3.7.2所示。

图3.7.1 倒虹预应力配筋图

图3.7.2 倒虹普通钢筋配筋图

四、综合管廊施工

图4.1 综合管廊一厢预应力施工

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图4.2 综合管廊侧墙预应力铺束

图4.3 综合管廊底板预应力搭接

图4.4 综合管廊侧墙预应力施工

图4.5 综合管廊倒虹底板预应力

图4.6 综合管廊施工

图4.7 综合管廊侧墙预应力筋焊接固定

图4.8 成型后的地下综合管廊

五、结语：

采用江苏开来预应力工程有限公司发明专利技术的地下综合管廊，不仅具有良好的结构受力性能、抗裂性能，还能大幅提高防水性能，考虑了收缩徐变、温度效应的预应力地下综合管廊，还可以将建造截段增加，从而减少防水效果较差的收缩缝。另外，根据业主的测算，该技术还可以大幅节省造价，每延长米可以节省4000-5000元左右。