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城市地下综合管廊是将两种或两种以上的市政管线布置于地下统一的空间中而形成的一种新兴公共基础设施。随着经济和社会的可持续发展,我国已在全国各城市广泛开展城市地下综合管廊的规划与设计。自80年代以来,随着城市化速度的日益加快,人们逐渐开始了解地下管线的重要作用和关键问题,纵横交错的地下管线,给城市改扩建以及城市的地下空间开发带来了困扰;反复无序的道路开挖现象不仅给居民生活带来极大的不便,而且造成资源的极大浪费,传统敷设的市政管线网络已经不能满足城市发展的需要。实施城市地下综合管廊,是确保城市管网正常安全地运转,也是城市公用管线敷设综合化、廊道化发展的新趋势,更是城市地下空间充分利用的象征。目前,综合管廊的设计建设主要借鉴国内外成熟的设计样本以及倚重设计人员的经验进行设计,尤其是对于综合管廊的横断面,还未形成标准统一的断面布局。本文在收集整理了大量国内外典型综合管廊布置方案的基础上,针对城市地下综合管廊横断面设计涉及的影响条件及主要内容,合理选择入廊管线、合理选择管线排布方案、合理分隔舱室,在基于空间效益最大化为目标的思路下,引入优化设计思想,对综合管廊的标准横断面进行优化设计和计算,从理论上研究了综合管廊横断面面积的最优尺寸,提出既不影响管线间的安全运行,也不过分地占用地下空间有效资源的设计方案。论文的主体结构如下:(1)合理设计了综合管廊横断面。综合管廊横断面是综合管廊设计中的首要问题和重要技术关键。文章定性地从外部条件概述了制约综合管廊横断面形式及尺寸的建设因素,并从预测管廊横断面规模大小、入廊管线种类和舱室分隔数量等三个方面阐述了横断面的设计要点。在此基础上,分析探讨了综合管廊的最优高度和最优宽度的计算方法,并提出了综合管廊横断面利用率这一概念,力求管廊内空间得到充分利用,以最小的横断面面积满足管廊内部的合理设计。(2)进行了综合管廊内管线相容性分析,并计算了管廊内管线间的安全距离。纳入综合管廊的管线可能会产生一定的排斥性或具有潜在的危险性,根据每种市政管线自身的特点和属性,对管线进行相容性或排斥性的划分。从管道直径、管道材料、管道供给压力和管道输送介质四个方面,理论上提出了管廊内不同管线间的相互影响强度,运用空间相互作用模型,通过参数计算,确定出管线间的影响强度值,从而可计算不同管线间的安全距离,为综合管廊横断面优化提供设计依据。(3)优化了综合管廊横断面。论文以矩形形式的综合管廊横断面为例,通过设计综合管廊内部管线的管位排布顺序及其空间相互位置关系、确定分舱数量等,基于空间效益最大化建立综合管廊横断面的目标函数,确定5个约束条件,建立数学模型。最后,用实例进行分析验证,运用加速遗传算法,借助MATLAB计算平台编程进行求解,得到最优综合管廊横断面布局方案。同时,结合不同地区不同道路的不同需求,给出了几种管廊布置设计方案图,以供设计人员参考。