李林
深圳中铁二局工程有限公司 广东 深圳 518054
摘要
随着社会的发展，为了充分利用地铁车辆段上盖及地铁车站上盖，房地产开发采取TOD模式将公共交通与商业房产结合，车辆段上盖从钢网架顶棚过渡至现阶段的钢筋混凝土结构上盖，后期房地产再在结构上盖进行二次开发，车辆段土地利用率得到显著提高。本文以地铁车辆段上盖为切入点，探讨地铁上盖叠梁技术。
关键词：地铁车辆段上盖；房地产开发；TOD模式；二次开发；叠梁技术
引言
目前，结构转换层常采用的方式为“转换柱+转换梁”的转换层结构，转换层常规为地下室一层，在车辆段上盖转换层往往位于原结构层上一层，形成架空层作为商业楼层；而车辆段咽喉段因车辆段列车线路问题，因列车限界避让造成上盖立柱非规则布置，无法满足房屋建筑的建筑规划，同时局部区域可能原荷载预留不足需提高结构承载力，现结合广州某车辆段上盖项目的叠梁施工情况进行论述。
1 技术方案比选
1.1 设置常规转换层进行结构转换
因列车限界使车辆段立柱避让导致结构梁斜交而非常规的正交方式，若按常规施作转换层，因立柱原因必将导致电梯、楼梯等布置受限，且盖上建筑布局也将受到影响导致土地利用率降低，同时位于原上盖设置停车场会因结构柱布置交错导致停车位布置受限和数量减少。
1.2 基于原上盖设置层高低的转换层
若位于原上盖施作层高低的转换层规避立柱不规则布置和结构梁斜交造成的一系列问题，并且可以提高空间利用率。但因转换层高度低造成刚度突变引起超限，地震作用显著加强导致抗震措施加强，转换梁加大进而标高整体抬高最终工程成本增加，且原上盖结构基本未被利用，未实现节能减排和降低成本的目的。
1.3 叠梁与叠合梁
基于以上原因，考虑部分区域因平面规划或原结构预留承载力不足的情况，结合叠合楼板工艺，考虑在原现浇结构梁叠合一层现浇梁进行受力，前期设计将两层结构梁叠合成一根结构梁整体受力，施工时将原结构梁全长凿毛并进行大规模的植筋，最终双梁叠合为单梁（即“叠合梁”）受力，但因车辆段上盖结构下方已安装综合支吊架，凿毛和植筋振动易导致螺栓松动且结构微裂缝扩展导致结构渗漏，下方车辆段已运营且挂设1500V接触网，极容易造成地铁保护事件；同时，原结构梁上部钢筋及混凝土未被利用造成浪费。
采用双层结构梁共同受力的“叠梁”方式，既可保证结构受力，又能利用原上盖结构承载力并节省成本，因此将转换层设置于原有结构梁处的叠梁方式具有较高的经济效益和社会效益，在叠梁施工时，直接利用原结构作为临时支承而无需搭拆模板支架，极大降低了安全风险。
叠梁方式既要将上下两根结构梁分离又需共同承担受力，因此于两梁之间设置“连接件”，连接件作为传力构件使得上下结构梁共同分担受力。，梁剪力（此剪力指竖向力产生的剪力）较大位置连接件上涂刷沥青防止剪应力传递（剪应力互等原理）即双梁受力位置因沥青使上下两道梁断开而无结构连接，双梁各自承担自身竖向力产生的剪力（若结构连接相当于一根结构梁进行开洞，相互之间剪应力传递受力形式更复杂）；剪力较小位置适当增加具有结构连接的连接件数量，结合连接件与叠梁形成锯齿形共同抵抗水平作用（地震作用和风荷载）而不产生剪切破坏。
因采用叠梁施工后将形成方格空腔，按常规采用模板支架进行施工将无法拆除，方木模板后期腐烂堵塞排水孔且存在白蚁防治问题；填充轻质材料施工对塔吊利用极高且周转次数多运输难度大，且可能存在局部区域轻质材料填充后承载力不足的问题。考虑到工期影响和施工简便，采用钢筋桁架楼承板临时支承并成为主体结构的一部分。
以上结构受力在广州某车辆段上盖项目经过“盈建科”及“迈达斯”验算并已成功实施。
2 叠梁+钢筋桁架楼承板技术
2.1 原结构梁板交界线定位
基于原结构施工误差及叠梁放线的精确度，可采用3D扫描技术对原结构进行扫描，通过一系列的数据采集和点云数据处理工作，最终得到完整的3D点云模型，后期通过人工拟合生成二维CAD图纸，结合最新的叠梁设计图比对放线，能够得到极为精确的叠梁边线。
2.2 连接件施工
一般情况下，车辆段结构上盖存在结构找坡及建筑找坡，因此施工连接件时，需要与桥梁盖梁顶部的支座垫石一样根据坡度设置不同高度的连接件。在施工连接件时，必须凿除原结构上盖防水保护层或者其它构造层保证结构传力，植筋采用的结构胶须满足设计使用年限50年，可通过相应的安全性鉴定报告并送检检测后方能用于现场植筋。根据设计图纸，在需要涂刷沥青位置需准确施工，确保上下梁无结构连接。
2.3 叠梁施工
叠梁施工时，考虑防水保护层或构造层高度，结合叠梁高度控制叠梁主梁顶标高，因屋面找坡问题对于保护层和构造层凿除的高度需要严格控制，因主梁高度与跨度及受力等因素有关，在主梁高度不足时，沿梁长全长设置整体加高至楼板底标高处；主梁高于楼板底标高时先浇筑至楼板底标高。对于叠梁次梁（一般为转换梁），一般梁高较主梁小，且在不凿除防水保护层和构造层时顶标高仍低于楼板底标高，可有两种方式但需设计人员指定，其一可于底部设置泡沫板等承载施工后再人工剔除，能够保证底部排水通畅但后期清理工作量大；其二为了方便施工，叠梁次梁高度不足时均贴着原上盖建筑面施工（连接件与原结构相连，顶面与原建筑面齐平），叠梁次梁起柱位置与钢筋桁架楼承板重合位置因无结构梁支撑，按结构板留洞设置加强筋避免开裂。
一般情况下，为了结构抗扭，根据矢量叠加性，在叠梁端部即结构柱位置设置结构梁水平加腋增加叠梁的截面宽度进而提高叠梁抗扭性能，施工时必须严格根据节点大样进行施工配筋。
叠梁施工时，底部需预留排水洞口使得空腔内部积水能够流向原上盖预留的集水井并通过雨水管排水，避免后期大量积水增加结构荷载。在底部预留孔洞时，一般情况下需要凿除保护层、构造层，原上盖建筑面高于主筋位置，可直接位于叠梁平齐建筑面处设置排水孔；但叠梁直接于原建筑面施工时，主筋与预留过水孔冲突，可间隔一定部位加密留设小过水孔并经设计同意于受力较小部位适当提高底部叠梁标高。
2.4 钢筋桁架楼承板施工
钢筋桁架楼承板施工前需复核施工阶段及使用阶段受力，保证楼承板施工和使用的安全性。基于此叠梁主梁浇筑至楼板底标高处能确保楼承板支撑于叠梁主梁上，若跨度过大需设置地垄墙或型钢支撑进行加固保证施工阶段及使用阶段的承载力。在立柱与楼板及叠梁与楼板相交位置（叠梁顶标高高于楼板底标高但浇筑至楼板底标高），采用膨胀螺栓将角钢固定于立柱、叠梁上，角钢顶面齐平楼板底标高，楼承板固定于角钢上；对于中间叠梁且顶标高与楼板底标高一致时，直接将楼承板置于其上并加以临时固定即可，楼板受力模型为采用铰支座的连续梁模型，受力形式合理能够保证施工和使用阶段受力性能。
钢筋桁架楼承板在叠梁断开处需要设置连接钢筋，将钢筋桁架的上下弦钢筋断开处根据设计图纸配筋连接，并根据设计要求施工附加负弯矩钢筋（所有楼板支座位置均可能设置），楼承板内穿设钢筋相对繁杂，可与设计沟通根据楼板受力更改双层双向钢筋的上下层位置。
结语
对于叠梁+钢筋桁架楼承板技术，重点在于连接件布置和数量，并根据不同连接件的性能使上下梁连接成整体或利用沥青断开，以确保上下层双梁形成的叠梁既共同受力又相互脱离。对于叠梁形成的空腔结构的施工，采用钢筋桁架叠合板支承施工形成无模板支架的施工体系，既保证了施工进度又降低了安全风险，同时，避免车辆段原上盖结构梁全长凿毛和植筋，减少了对车辆段原结构的破坏以及降低了下方综合支吊架的脱落风险，并杜绝了渗漏导致的高压触电和影响车辆段列车的运营。
参考文献
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[3]张德锋,余红,胡祖光,等.上海莘庄地铁站上盖综合开发项目预制预应力混凝土叠合梁设计[J].建筑结构,2019(S2).
作者简介：
李林（1990年），男，江西赣州，汉族，土木工程/人力资源管理本科，工程师，主要从事项目施工管理工作。