电力管廊井室结构设计研究

电力管廊井室结构设计研究

焦晖、杨树羽、刘志

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065

摘要：随着国内城市用电需求量的逐年增高，电力管廊的建设成为保证现代城市电力供应的一个重要环节，管廊的各类井室为满足其施工和后期运维中检修、下料的重要组成部分，是电力管廊设计的重要节点内容。本文以某城市电力管廊建设项目为例，对该工程的井室设计以及主要结构计算参数和结果进行了系统介绍，可供类似项目参考。

关键词：电力管廊；井室结构；设计计算；参数分析

1工程概况

本项目为某市电力管廊建设项目，本市为了解决当前全市面临的电力紧缺的问题，缓解迎峰度夏电力供应紧张局面，决定进行电力管廊建设。

2主要技术标准

（1）结构设计使用年限：50年；

（2）结构安全等级：二级；

（3）结构重要性系数：1.0；

（4）裂缝控制等级：三级（0.2mm）。

3结构设计

（1）检查井

本次设计的检查井均采用C30钢筋混凝土结构，顶板、底板、侧墙厚度最小为250mm，主要受力钢筋采用Φ25HRB400钢筋，间距为150mm。

（2）投料井

本次设计的投料井均采用C30钢筋混凝土结构，平面最大净尺寸2m×3m，竖井井壁最小厚度采用250mm，钢筋采用Φ12HRB400钢筋，间距均为150mm。

（3）三/四通井

本次设计的三/四通井均采用C30钢筋混凝土结构，底板、侧墙厚度：相连管廊顶板顶面覆土厚度≤2m时，厚度采用250mm，2m＜相连管廊顶板顶面覆土厚度≤4m时，厚度采用350mm。顶板厚度：相连管廊顶板顶面覆土厚度≤2m时，厚度采用450mm，2m＜相连管廊顶板顶面覆土厚度≤4m时，厚度采用550mm。

顶板、底板纵横向主要受力钢筋采用Φ25HRB400钢筋，间距为100mm；侧墙竖向主要受力钢筋采用Φ16HRB400钢筋，间距均为150mm。

4结构计算

4.1 计算内容

建立框架模型对井室结构的抗弯、抗剪承载能力进行计算。

4.2 计算参数

本结构设计安全等级为二级，结构重要性系数取1.0。

4.2.1 永久作用

永久作用主要包括结构自重、覆土荷载。

主要材料采用C30混凝土，自重荷载按构件断面面积乘以材料重力密度计算，其材料重力密度为26kN/m3，结构自重软件自动计算。

结构顶板施加回填覆土以及道路路面层荷载，回填土容重取18kN/m³，道路路面层沥青混凝土重度取24 kN/m³。

4.2.2 可变作用

可变作用主要包括车辆荷载、地面堆载。

采用城-A级车辆荷载计算对结构顶板产生竖向压力及对侧墙产生侧压力。

地面堆载取值20.0kN/m2，地面堆载与车辆荷载不同时考虑。

4.3 检查井计算

检查井结构采用梁单元模拟，纵向长度取1延米计算，边界条件采用节点弹性支撑模拟土弹簧采用m对检查井侧墙和底板进行约束。

计算结果见图1和图2。

图1 弯矩图                     图2 剪力图

根据截面尺寸材料及配筋计算，检查井最不利截面抗弯承载力设计值为162kN*m，大于弯矩效应值132kN*m；抗剪承载力设计值为291kN，大于剪力效应值261kN。检查井壁厚采用250mm及其配筋构造满足要求。

4.4 投料井计算

投料井结构采用梁单元模拟，建立环框梁格模型，结构建模见图3。

图3 投料井结构计算模型

结构最不利内力（最底层环框单元）计算结果见图4和图5。

图4 弯矩图                  图5 剪力图

根据截面尺寸材料及配筋计算，结构抗弯承载力设计值Mn=10.8kN*m，大于弯矩效应最大值M=6.3kN*m；结构抗剪承载力设计值Fn=25kN，大于剪力效应最大值F=15.4kN，投料井计算满足要求。

4.5 三通井/四通井计算

三/四通井计算取相连最大尺寸管廊（2.0m×2.1m）的四通井，顶板计算跨径方向取顶板中心处最不利传力路径方向（斜45°对角线方向）。顶板按与肋板整体连接的双向板考虑，计算跨径长度取最大净跨径+两侧各1/2肋板厚度，为5.55m，此时的计算跨径为该类结构中的最大值。

计算结果见图6和图7。

图6 弯矩图                     图7 剪力图

根据截面尺寸材料及配筋计算，结构抗弯承载力设计值Mn=176kN*m，大于弯矩效应最大值M=131kN*m；结构抗剪承载力设计值Fn=321kN，大于剪力效应最大值F=261kN，三/四通井计算满足要求。

5结语

本文以实际工程为例，介绍了某工程电力管廊井室结构的设计思路及计算要点，本文成果可为以后类似项目提供有益参考。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部．混凝土结构设计规范: GB50010—2010[S].北京:中国建筑工业出版社，2010．

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部．城市综合管廊工程技术规范: GB50838—2015[S].北京:中国计划出版社，2015．