天津西站主站楼托换结构设计

□文/韩振勇 卢士鹏

□卢士鹏/天津城建集团有限公司工程总承包公司。

天津西站主站楼托换结构设计

□文/韩振勇 卢士鹏

文章介绍了天津西站主站楼托换结构的设计目的，对建筑允许变形进行分析，根据西站主站楼迁移特点介绍了托换结构组成。

天津西站；托换结构；设计

1 托换结构设计要求

1）房屋整体切割、体系转换后能够承受主站楼整个建筑荷载，使上部结构完全作用在托换结构上。

2）能够满足平移和顶升施工的要求。该工程需先向南平移，再向东平移，最后顶升。即托换结构需要在3个方向上受力。

3）由于托换结构采用双肢夹墙设计，混凝土与建筑物砖结构接触面粘结力应满足要求。

4）建筑物从老基础进入新基础及顶升过程中，托换结构变形要满足主站楼允许变形要求。

2 主站楼允许变形与托换结构设计允许变形

2.1 主站楼允许变形

天津西站主站楼为砖石木混合结构，在目前建筑结构类型分类中没有这种类型。可是从建筑的材料和受力情况上，又类似于砌体结构。GB50007—2002《建筑地基处理技术规范》规定，对于砌体承重结构应由局部倾斜值控制，相邻墙体不均匀沉降变形不超过0.3%，确定主站楼允许的不均匀沉降变形值为9mm。

2.2 托换结构设计变形

由于平移工程中，建筑物托换结构的作用不只是房屋托换，还有加固房屋基础的作用；往往托换结构设计的刚度越大，平移过程中外界因素对建筑的影响越小。可是托换结构不可能做到刚度无限大，这就给托换结构设计限定了条件，既能满足工程的实际需要，又要做到经济合理。根据主站楼允许的不均匀沉降变形值充分考虑1.8的安全系数，梁体的允许挠度变形值为5mm。明确各个工况的最不利情况。

1）建筑物切割

墙柱切割后，建筑物的结构体系将发生改变。从原有的建筑物结构体系转变成托换结构受力体系。切割过程会造成托换结构受压变形，产生沉降。施工过程要求按照对称、间隔的原则进行切割。同时切割过程中尽量采用静力式切割方式，避免过大震动对建筑物造成损害。

2）建筑物从老基础进入新基础

建筑物平移从旧址开始进入平移轨道是整个结构不均匀沉降最大的时候。原址基础经过若干年的沉降期，其沉降已经趋于稳定，新做的平移基础上突然增加整个建筑的全部荷载，其瞬间造成很大地基压缩变形。

3）跨越地铁通道

要充分考虑土体压缩对地铁通道的影响。

4）顶升过程中房屋允许的变形值

根据顶升点的布置形式确定顶升点的最大间距，考虑到该建筑已有百年历史、施工过程中存在的系统误差以及保证一定的安全储备，同步控制值确定为3 mm。

5）设定托换结构的允许变形挠度

（1）根据地质资料确定土体的压缩性以及基础设计沉降量为10cm。考虑到该沉降一次加载且房屋只是从新址轨道上移动过去，而不是长期停在上面，按照建造期沉降的80%考虑，即设计沉降量的40%，为4cm。

（2）考虑轨道基础可以抵抗的挠度变形情况。

（3）将轨道能够抵抗的挠度变形与进入轨道的沉降量相互作用得出反算托换结构的允许变形值。

3 托换结构设计形式

充分考虑双向平移以及顶升的需要，采用横纵双肢梁形式，按照顶升点的布置形式设置抬墙梁。见图1。

3.1 托换结构组成

托换结构由上滑道及其联系梁、抱柱梁及其联系梁、夹墙梁及其联系梁、楼梯抬梁、顶升系梁等组成。上托换体系直接承受移位及上部荷载，因此应具有足够的强度、刚度和稳定性。

上滑道通过滑脚直接支承于下滑道上，用来承受夹墙梁和抱柱梁等传来的上部荷载，与下滑梁对应。

夹墙梁是托换墙体的梁系，是砖结构托换的关键。在砖结构托换中若直线平移，一般利用主要承重墙体的夹墙梁作为上滑梁。强度等级在0.3～0.5N/mm2之间取值；

ft——拉梁混凝土的抗拉强度设计值；

bl——拉梁截面宽度；

hl——拉梁截面高度；

lb——横向拉梁间距。

4 结语

3.2 上滑梁的计算

上滑梁承受来自于夹墙梁传递至上滑梁的各处荷载，上滑梁的支承点主要是托换梁下部的滑移装置，滑移装置再传递至下滑梁。上滑梁下有若干个滑移装置，上滑梁的高度及配筋根据连续梁计算。

1）通过对托换结构的设计，在施工工程中严格按照设计要求施做，保证了房屋切割后，建筑物荷载安全可靠的传递至托换结构上。通过对各个测点的检测，托换结构未出现较大应力，结构处于安全状态。

2）通过托换结构的设计实施，确保了西站主站楼整体迁移175m并顶升2.9m的顺利实施。

式中：q——上滑梁承受的荷载；

hb——夹墙梁高度，宜取夹墙梁计算跨度的1/8～1/

2,高宽比宜取2～3.5；

fv——砌体与混凝土界面粘结抗剪强度；由试验确定,无试验资料时，可根据夹墙梁混凝土

TU746.4

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1008-3197（2011）02-03-02

2011-02-21

韩振勇/男，1965年出生，高级工程师，博士，天津城建集团有限公司，从事工程技术管理工作。

□卢士鹏/天津城建集团有限公司工程总承包公司。