综合管廊结构设计要点分析

综合管廊结构设计要点分析

发表时间：2019-02-25T15:06:06.747Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：范鑫

[导读] 本文主要对综合管廊结构设计要点进行分析研究，了解其中设计标准和要求等，推动我国综合管廊结构设计水平。

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摘要：随着我国城市化进程的加快，城市功能也不断完善，城市综合管廊的设计建设也受到了更大的关注，且在近几年进入飞速发展的新纪元。相对于传统直埋管道，综合管廊可以对地下资源进行充分利用，将各种专业管线统一起来进行管来，不仅减少了城市灾害破坏，且其长期成本较低，具有良好的应用价值。但与西方发达国家相比，我国综合管廊的发展历史和设计水平都存在滞后性，难以适应当前城市发展对其提出的要求。本文主要对综合管廊结构设计要点进行分析研究，了解其中设计标准和要求等，推动我国综合管廊结构设计水平。

关键词：综合管廊；结构设计；要点；设计标准

前言

综合管廊是一种集约化、现代化的城市基础设施，可以统一容纳电力系统、通信系统和照明系统等，对相关的管线系统实现统一的规划管理，降低管线事故发生的几率，维护城市的安全稳定运行。同时也可以减少因敷设和维修地下管线而挖掘道路，对城市交通和居民生活造成的不利影响，完善城市功能，使其向集约高效的方向发展。因此，提高综合管廊结构设计水平、保证设计质量，是当前城市建设发展中的一项重要内容。

1.综合管廊概述

1.1综合管廊含义

综合管廊也被称之为共同沟，或者共同管道，是地下城市管道综合走廊，也就是在城市的地下建造隧道空间，以容纳电力、通信、燃气和供热等各项工程管线，并且在其中设置检修口、吊装口和监测系统，对其进行统一规划设计和建设管理，是城市实现正常运行的重要基础。

1.2综合管廊建设的必要性和可行性分析

我国国务院在2013年就印发了关于地线管线建设管理的相关指导意见，对其建设明确了部署和政策，提出了稳步推进综合管廊建设的要求，实现对地下空间的高效利用，确保城市生命线的安全稳定。而近年来，城市的发展也加大了对综合管廊的建设要求，为适应我国城市化进程，建设综合管廊保障市政管线的安全运行，成为当前的必要措施。

2.综合管廊结构设计中的标准和要求

2.1城市综合管廊标准断面设计要求

现阶段，综合管廊主要包括了三个类别，即干线、直线综合管廊和电缆沟，具体建设中需要根据实际情况来调节其断面形式。根据相关经验，开挖施工环境适合选择矩形的断面形式，非开挖施工环境主要采用的断面形式为圆形，如果施工环境受地质条件限制且为暗挖施工的情况下，适合选择马蹄形断面。同时，设计中要合理设置其内部净高，如果与其它的地下构筑物交叉，还需要控制交叉段的净高，一般此处净高在1.4米以上。此外，设计标准断面时，如果其两侧或单侧布置了支架、管道，就要将人行通道的最小净宽分别控制在1米和0.9米以上，确保综合管廊符合实际需求。

2.2综合管廊管线布置要求

设计综合管廊时，要尽量提高对土地的使用效率，减少其占用面积，并保证符合实际建设的具体要求。管线布置方面具体要结合城市规划进行，根据其发展趋势进行合理布置。如施工地点位于地势平坦地区，则要避免布置重力流类型的管道，设计方案中要明确哪些管道是集中布置的，哪些需要单独进行，一般情况下电力、给水和通信管道等可集中布置，而通信电缆和高压电缆则需要在管廊两侧进行布置，保证管线运行安全。设计中要注意避免在封闭式电缆通道中设置热力管道，其要合理控制管道外侧与管廊的距离。

2.3综合管廊土建设计标准

我国相关规范中对设计要求进行明确规定，具体包括各类型综合管廊的使用年限、安全等级和防水等级等，都作了详细的规定。在土建方面，设计中要确保土建结构的抗浮稳定性抗力系数在1.05以上，避免影响到综合管廊的使用寿命和性能发挥。因此，设计人员要确保全面落实各项规范要求，避免威胁管道安全。之间人员也要以此为依据进行严格检测，如果设计参数与标准不一，就要责令其整改。

3.综合管廊设计原则

设计城市综合管廊时，要按照以下原则进行：第一，施工图设计要以批准的初步设计为依据，满足城市发展需求，结合其长期发展进而分期实施进行；第二，要考虑到区域综合网的现状，结合地块建设规划来布置断面、平面和高程等；第三，设计要结合技术性和经济性，既要符合设计标准，还要充分利用其现有的管网体系和设施；第四，在实践和科研基础上总结材料选择，积极推动新技术和新工艺的发展；第五，布置管网平面和高程，要考虑到城市管线的敷设走廊，注意预留一定的空间。

4.综合管廊结构设计要点（以工厂室外钢结构综合管廊为例）

首先在设计工作正式开展前，要先进行资料收集和标准化模块制定工作。资料收集方面要结合工程项目实际情况，分析研究管廊的结构形式、支架形式、管廊宽度和桁架支座形式等，结合标准化设计制定的范围来得出管廊的外形。在有色冶金行业中，其管廊结构的形式主要为钢管结构，采用钢管活动支架和钢管平行桁架等，其与桁架高度等也要合理控制。

通过收集资料，采用形式、外形、施工和防腐等各方面效果良好的方案，当前圆钢管形式的应用最为广泛，其桁架采用的是下承式平行桁架，局部位置需要根据具体需要设置好下吊层。

4.1桁架截面和高度确定

在综合管廊体系中，桁架需要承受管道传来的竖向荷载，且考虑到在自然条件下竖向和平面外荷载，因此需要先划定管道传来的竖向荷载，才可确定截面和高度。一般可将管廊上竖向荷载分成三个等级，将其转化为点荷载后，叠加自然冰雪等竖向荷载，对桁架进行受力

计算分析。之后采用平行二层桁架模型对高度进行计算和调整，根据相关设计规范，对平面内外的计算长度系数科学取值。对轴心受力杆件强度进行计算，选择弦杆的截面，之后确定上下弦杆，再结合受力和比例协调来确定腹杆截面。确定截面之后，将各跨度的桁架进行类型划分，结合跨度、节点荷载和风荷载等选择合适的桁架类型。

4.2确定横梁和水平支撑截面

连接前后桁架的横梁，其主要承受的也是管道传来的竖向荷载，可以假设其两端是支于弦杆的，按照单跨横梁计算构件。根据具体的设计规范分别计算杆件主平面内抗弯强度、杆件主平面内抗剪强度和整体稳定性，并在考虑到局部稳定的情况下设置好横向加劲肋。构件计算还需要进行验算，即采用水平平行桁架进行，计算风荷载标准值，将线荷载转化为节点荷载并作用于节点。对各构件的强度和稳定性等进行验算和分析，选择合适截面类型。

4.3确定支架立柱和支撑截面

活动支架计算时，采用二层或三层平面钢框支撑结构，铰接好柱脚、支撑和立柱，横梁与立柱刚接。采用合适的软件对竖向桁架和水平桁架传来的荷载作用进行计算，分析验算各项构件的强度和稳定性等，确定活动支架的类型，选定竖向荷载等级和风荷载等级。

固定支架方面要根据管道的敷设方式和受力分析，如果是由直线型固定支架主要承担纵向水平力的，则要在管廊敷设的拐角处设置好直线型固定支架。各类型产生的纵向水平荷载是不同的，需要根据其具体荷载、管廊外观协调性、构件计算要求来确定支架截面。使用与活动支架同样的方法验算和分析构件的强度、稳定性和水平位移，结合固定支架两侧桁架的最大跨度等选择固定支架类型。

结语

综合管廊工程关系着城市运行，与城市的发展息息相关，在其结构设计方面要加大重视力度，注意考虑到地质条件等因素，科学合理设计方案，确保其满足民生需求，能够长期投入使用，推动城市建设和发展。

参考文献：

[1]中国城市地下综合管廊产业联盟成立[J].工程建设与设计，2017(17)：6-7.

[2]山东：建设地下综合管廊消除“马路拉链”[J].城乡建设，2014(8)：33-33.