某某小学人行过街设施人行通道人行天桥比选方案可行性论证.docx
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某某小学人行过街设施人行通道人行天桥比选方案可行性论证
****区*******小学
人行过街设施方案论证
********************
二〇**年*月
1.项目概况
1.1项目概况
***路位于长沙市***区,是长沙市中的一条城市重要干道,该路的基本走向是南北走向,北起**路,南至**路,***路的修建,进一步完善***区的骨架路网结构,促进道路两厢的土地开发和土地增值。
随着长沙市社会经济的迅速发展和城市规模的不断扩大,***路沿线片区城镇化改造不断加快,交通量增长较快,迅速增长的交通与行人出行的矛盾日益加深,尤其是位于***路(**路~**路)上的***小学,两个校区分别位于***路两侧,师生过街需穿越***路,而***路上的大量货车的进出给师生的出行安全带来了严重的威胁,周边居民的出行也面临同样问题。
因此,在***路(**路~**路)上修建地道(天桥)供***小学师生及周边居民出行十分必要。
1.2项目所在地情况
项目所在地周边北有**大道,东有**路,西为**环,南为**路,此四条路均为长沙重要交通命脉,车流量大。
本次拟建行人过街设施位于***路(**路~**路)区段内,距交叉口约30m。
***小学周边为****大市场,众多商家汇聚在此地,是长沙重要的小商品交易中心,另有顺和钢材贸易公司驻扎,因此,该区域以货车居多,大量货车出入导致交通拥堵,缺乏管理致使交通稍显混乱,而***小学坐落于此,学生出行堪忧。
********大市场
1.3项目建设的必要性
1、是保障学校师生及周边居民安全过街的需要
***小学校区位居***路两侧,学生过街存在安全隐患,修建行人过街设施保证学生安全过街及快速通过十分必要,同时,伴随着国民经济迅猛发展和城市化水平的提高,各城市大幅增长的车流和人流,已经与城市有限的公共交通空间产生了直接矛盾,以往对车流和人流单纯采用时间差(即交通信号灯控制)进行疏导和管理的设计模式,已经不能适应城市发展的需要。
经济合理地设置人行过街地道,对于缓解交通拥挤,提高交通安全度、繁荣商业活动有积极影响。
2、是减少交通拥挤、降低油耗、保护环境的需要
本项目所在的***路是学生出行的一条主要干道,学生上学放学及家长接送必将带来大量突出的交通矛盾,学生年龄偏小致使过街安全难有保障;对于机动车辆而言,为避让横穿机动车道的行人,而不得不频繁减速或停车,导致行驶速度大大降低,而能耗(油耗)却直线上升,减速或停车期间额外排放的汽车尾气加重了环境污染。
本项目的建设将能从根本上解决这一矛盾,还行人以安全、还汽车以快捷。
3、是完善区域慢行交通设施的需要
高桥友谊大市场是长沙大型物流工业园之一,大量的车流与人流汇聚于此,可谓车水马龙,然正因人车交汇多,行人出行安全更加需要得到保障。
项目所在区域现状慢行交通系统亟待提升,本次拟建过街设施为区域慢行交通提供先导作用,先引导后完善,为行人出行提供便捷。
2.建设条件
2.1区域建设条件
1、水文气象条件
本场地位于长沙市城区,长沙属亚热带湿润季风气候,四季分明:
春季温湿多变,夏季暑热期长,秋季凉爽多旱,冬季严寒期短。
年平均气温16~18℃,极端最高气温42℃,最低气温-5℃;长沙平均每年有29.9天的最高气温超过35℃。
1~2月份气候最冷,时有降雪和冰冻;3~6月份多雨,相对温度大;7~8月份最热,时有降雨;9~12份温度渐降而趋于寒冷,并有短期霜冻出现,在春冬两季时有浓雾出现,雾期较多,延续时间较长。
年平均降雨量1422.40mm,年日最大降水量为724.5mm。
长沙主导风向NNW,长沙地区最大冻深为0.10m。
2、地震效应
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)有关规定和长沙相邻场地地质资料,场地覆盖层厚度在10-12m之间。
本道路工程场地类别为Ⅱ类,抗震设防烈度为6度,设计地震分为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,宏观判定场地内无地震作用下可液化地层,为可进行建设的一般场地。
2.2材料来源及运输条件
1、建筑材料
项目地处长沙市***区**大市场,水、电资源丰富,能够满足本项目建设需要。
质量可靠,可满足路面、桥涵、防护、排水等工程用石料的需要,工程所需各种建材均可从当地购置。
道路工程地材的供应、施工设备的修理也较为便利。
为确保建设工程安全可靠,工程施工所需各类建筑材料质量必须满足设计要求,均应附材料证明、出厂单及质量检查鉴定单。
2、运输条件
项目所在地道路交通资源丰富,可利用***路、***路、**路、**大道、**路等作为运输通道。
3、工程用水及用电
工程区位于市区,自来水取用方便。
沿线电网密布,电力充足,用电方便。
3.方案设计
3.1设计依据
1、《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69-1995)(2003年修订)
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
3、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)
4、《城市道路工程设计规范》(CJJ37-2012)
5、长沙市规划勘测设计研究院提供的勘察报告及测量资料
6、《长沙市绿色道路设计导则》(试行)
7、其他国家相关部门颁布的规范及标准。
3.2主要技术指标
1、地道顶设计荷载:
城—A级;
2、地震设防烈度:
VI度
3、地震动峰值加速度:
0.05g
4、场地地震特征周期:
0.35s
5、通道纵坡0.5%
6、地道净空高度:
3.5m
3.3人行过街设施设计方案
***小学现有两个校区,分别位于***路东西两侧,学生过街通过道路中人行横道线过街,而学校所在区域位于高桥友谊大市场以南,另有顺和钢材公司落户,因此片区内以物流为主,车流量大,大小型货车尤为甚多,学生过街安全堪忧,过街安全难以保障;现状***路与景园路、***路与石坝路均为平面交叉,行人经人行横道线过街,而区域过多的货车同样致使行人安全存在潜在威胁。
因此,本次提出以下三个方案对该处人行过街设施进行论证:
1)***小学地道与***路地道合建方案(方案一)
本方案在着重考虑***小学学生过街需求的同时也将***路社会人流的过街问题纳入研究范围,一并解决过街问题。
本次拟建地道位置处于路段中,因此采用一字型最为合适。
由于过街人群为两股独立人群,需修建两条独立地道,而考虑到***小学地道距离交叉口较近,故可将***路社会人流地道(简称***路地道,下同)与***小学地道合建(如下图所示),一并施工,此举既可解决以上过街问题,又方便施工,一举两得。
然两地道虽合建,但各自服务对象不同,为避免两股人流交汇,两地道共建而不共行,采用中隔墙隔离,***小学地道仅连通东西两校区,仅供师生通行,***路地道则解决学校以外社会人流的过街需求。
***小学地道位于***路与石坝路交叉口以南约30m处,全长约56.5m,宽4.0m,两侧采用单向楼梯,楼梯宽度为3.5m,***路地道全长约41.9m,宽3.0m,采用单向楼梯,楼梯宽度为1.5m,两地道施工方法均采用盖挖法施工,地道覆土设计为≥1.5m。
对地道开挖采用整体施工,边坡采用1:
1.5,之后回填并完成路面结构。
地道平面设计图
根据设计通行能力计算、相关规范规定以及相关部门的意见,***地道主通道设计净宽为4.0m,净高为3.5m,侧墙厚0.5m,中隔墙厚0.8m,顶底板厚为0.5m,***地道净宽3.0m,侧墙及顶底板为0.5m。
地道横断面图
地道采用单向人行踏步,净宽(含推坡道)为3.0m,其中底板及墙厚为0.30m,踏步宽0.3m,高0.15m。
由于缺少无障碍通道,拟在踏步内侧安装升降平台(如图所示)。
具体型号详询厂家。
2)***小学地道独建方案(方案二)
考虑到***小学过街人流多为学生,自我保护能力及应变能力弱,而***路过街社会人流大多为成年人,安全意识强,因此抓住主要矛盾,为降低造价,本方案仅单独设置***小学地道,用于解决***小学位于***路东西侧两个校区的学生过街需求,而社会人流通过交叉口过街。
***小学地道全长约56.5m,宽4.0m,两侧采用单向楼梯,楼梯宽度为3.5m,采用盖挖法施工,地道覆土设计为≥1.5m。
地道平面设计图
地道主通道设计净宽为4.0m,净高为3.5m,侧墙厚0.5m,顶底板厚为0.5m。
地道横断面图
地道出入口楼梯道采用单向人行踏步,净宽(含推坡道)为3.0m,其中底板及墙厚为0.30m,踏步宽0.3m,高0.15m。
建议设置无障碍电梯或升降平台,解决部分有无障碍需求人士的问题。
3)***小学人行天桥方案(方案三)
因***路管线现状暂不明确,新建地道是否与已有管线存在冲突,同时地道所在区域地质状况不明,修建地道时对交通干扰大,特别是区域园区以物流为主,施工期间交通疏解问题需从长计议,因此本方案采用人行天桥形式解决学生过街问题(天桥平面图如下图所示),既可不必考虑***路管线的干扰,在施工期间对区域的行车干扰又小。
天桥横跨***路,连接***小学两个校区,总长约52.7m,宽4.0m,采用单向楼梯,楼梯宽3.0m,建议采用钢箱梁预制拼装方式。
由于场地限制,天桥在两侧只设置了单边楼梯,因此本方案考虑到部分人士的无障碍需求,提出两种天桥形式,即带无障碍电梯的人行天桥与常规无电梯人行天桥(分别见下图)。
人行天桥效果图(带无障碍电梯)
人行天桥效果图(不带无障碍电梯)
4)方案对比
方案一
方案二
方案三
方案简述
***小学地道与***路地道合建
***小学地道独建
***小学天桥
施工工期与工艺
按照分幅围挡开挖施工,封闭施工周期约为10个月,其中对交通影响为8个月
按照分幅围挡开挖施工,封闭施工周期约为6个月,其中对交通影响为5个月
采用钢箱梁预制方法,施工周期4个月,对现状交通影响很小
管线改迁
管线现状暂不明确,若需迁则改需占用学校部分用地
管线现状暂不明确,若需迁改则需占用学校部分用地
/
交通影响
***小学地道对交通不产生影响,***路地道对道路人行道部分产生影响
出入口位于校区,对交通组织不产生影响
天桥楼梯位于校区内,对交通不产生影响
工程费用
明挖法施工费用约455万。
顶推法施工费用约1750万。
盖挖法施工费用约747.6万。
明挖法施工费用约260万。
顶推法施工费用约1000万。
盖挖法施工费用约565万。
(无电梯)约500万
(有电梯)约600万
推荐指数
推荐方案
中
中
从可行性及安全性来说,三种方案都完全可行,但因所在区域的特殊性这一点来考虑,天桥方案则相对实施困难,因天桥所在位置为物流园,大型货车多,若修建天桥,所需净空大,且面临被货车碰撞的可能,因此,本区域内地道方案更加可靠;从景观性来讲,天桥难免显得有些突兀,若选型不好则对周边的环境破坏较大,从而显得不协调;而地道因从地下穿越,对周边的景观影响甚小。
另外天桥的修建需要采用全封闭式的,不然对学生过街时会存在一定的安全隐患。
因此,本次设计推荐地道方案。
从实用性来讲,采用两地道合建方案更符合当地现状情况,两地道虽合建但不连通,各司其职,***小学地道只服务于小学师生,***路地道则服务于广大社会人流,两股人流不交汇,互不干扰;若只修建***小学地道,虽解决小学师生过街问题,但周边居民的出行安全仍然面临潜在的威胁。
从工程费用上考虑,合建隧道与独建隧道的造价相差不大,用较小的代价解决民生,可谓恰到好处。
因此,综合安全性、实用性、景观性等各方面因素,本次推荐***小学地道与***路地道合建方案。
4.施工工艺
4.1施工工法简介
1)明挖法
明挖法是先将地下结构部位的岩(土)体全部挖除,然后修建地下结构,再进行回填的施工方法
明挖法的关键工序是:
降低地下水位,边坡支护,土方开挖,结构施工及防水工程等。
其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
主要有:
放坡开挖技术
适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。
基坑应自上而下分层、分段依次开挖,随挖随刷边坡,必要时采用水泥粘土护坡。
型钢支护技术
一般使用单排工字钢或钢板桩,基坑较深时可采用双排桩,由拉杆或连梁连结共同受力,也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。
连续墙支护技术
一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽,也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。
连续墙不仅能承受较大载荷,同时具有隔水效果,适用于软土和松散含水地层。
混凝土灌注桩支护技术
一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。
钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。
支护可采用双排桩加混凝土连梁,还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。
土钉墙支护技术
在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔,加入较密间距排列的钢筋或钢管,外注水泥砂浆或注浆,并喷射混凝土,使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。
锚杆(索)支护技术
在孔内放入钢筋或钢索后注浆,达到强度后与桩墙进行拉锚,并加预应力锚固后共同受力,适用于高边坡及受载大的场所。
混凝土和钢结构支撑支护方法
依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系,与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系,承受侧向土压力,内支撑体系在做结构时要拆除。
适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。
明挖法的优缺点都很明显,其优点是具有施工简单、快捷、经济、安全的特点,城市地下结构工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。
而明挖法的缺点是对周围环境的影响较大,市政工程中,明挖法对交通的干扰非常大,会造成交通拥堵甚至中断。
由于明挖法需要开挖大量土体,且与施工时天气紧密相关,雨季无法施工,这就导致明挖法施工工期长,施工周期无法把握的特点。
2)顶推法
与明挖法不同的是,顶推法不需要大量开挖地面,对交通影响甚小,属于非开挖工程技术。
非开挖工程技术彻底解决了地道施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。
这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的,它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
顶推法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。
一节管子完成顶入土层之后,再下第二节管子继续顶进。
其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。
管道紧随工具管或掘进机后,埋设在两坑之间。
顶推法施工由于不需要开挖地面,减少了对地面的破坏,降低了工程量,同时施工不受外界条件干扰,可连续施工,因此顶推法在各施工方法中速度最快,能大大缩短工期。
但顶推法需要大量机械配合,同时对工作人员专业水平要求高,这就导致顶推法施工费用必然高于其他工法。
3)盖挖法
盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。
主体结构可以顺作,也可以逆作。
在城市繁忙地带修建地下结构时,往往占用道路,影响交通,当交通不能中断,且需要确保一定交通流量要求时,可选用盖挖法。
盖挖法又分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法。
(1)盖挖顺作法
盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。
依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。
最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。
在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时,可考虑采用盖挖顺作法。
(2)盖挖逆作法
盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。
随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。
顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原,恢复交通。
以后的工作都是在顶板覆盖下进行,即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。
如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近,为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。
(3)盖挖半逆作法
盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。
在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力。
盖挖法围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保护临近建筑物和构筑物;基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全;盖挖法施工基坑暴露时间短,用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对道路交通影响较小。
4.2施工工法的选择
由于不同的施工方法有不同的优缺点,针对本次地道设计的特点,从以下各方面比选,选择最合适的施工方法。
1)对地面交通的干扰
拟建地道位于高桥友谊大市场,区域内为大型物流园,车流量大,货车多,因此,这就导致地道修建时必须尽量减少对交通的干扰,明挖法由于施工周期长,开挖面积大,施工时采用半幅施工半幅开挖,导致***路车道缩减,必将导致该区域的交通不便,因此就交通疏解方面,明挖法不适用本地道施工;顶推法对交通干扰甚小,仅在施工接收坑与工作坑时对人行道有干扰,施工过程中对***路交通几乎无影响;盖挖法则介于两者之间,施工顶板时对***路交通又较大影响,而顶板施工完毕后转入地下施工,则与顶推法无异,对地面交通干扰甚小。
2)施工工期
明挖法因开挖量大,施工时与天气有关,因此其施工工期最长,本地道采用明挖法施工时,施工工期为约10个月;顶推法可连续施工,工期最短,约4个月;盖挖法介于二者之间,约6个月。
3)工程费用
明挖法施工方法简单,是最原始的地下结构施工方法,对施工机械工作人员专业技术要求低,工程费用低,本次拟建地道采用明挖法施工,工程费用约455万;顶推法对施工器械及技术人员专业水平要求高,工程费用最高,本地道施工工程费用约1770万;盖挖法工程费用约750万,介于二者之间。
4)对周边环境的破坏
明挖法施工时需大量开挖地面,对周边景观破坏大,盖挖法在前期施工时存在同样问题,后期则相对较小,顶推法对环境破坏最小。
综上所述,明挖法施工工程费用最低,施工周期最长,对交通干扰及环境影响最大,顶推法工程费用最高,工期最短,对交通干扰及环境影响最小,盖挖法在各方面几乎都介于二者之间。
因此,本方案采取折中的方法,最终选择盖挖法作为地道施工方法。
5.结论
1)通过地道与天桥方案对比,***小学过街设施最终采用地下通道结构形式;
2)为解决***小学师生及周边居民过街安全问题,采用两地道合建,其中***小学地道仅服务于小学师生,***路地道则服务于校外社会人流,两地道共建不共行;
3)通过多种施工工法的对比分析,本次地道建设采用盖挖法施工。
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