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摘 要

地铁是城市轨道交通路网中一种重要的建筑物，供旅客乘降，换乘和候车的场所，保证旅客使用方便，安全，迅速地进出车站，并有良好的通风，照明，卫生，防火设备等，给旅客提供舒适，清洁的环境。地铁车站设计遵循“车站规模、运行要求、地面环境、地质、技术经济指标”等条件选用合理的结构形式和施工方法。

本毕业设计按照地铁设计规范和混凝土结构设计规范等，根据无锡地铁三号线吴桥站的运营要求、站址环境和工程水文地质条件等，本着经济合理、安全实用的原则，对吴桥区间隧道进行结构设计。

车站结构设计主要内容有：结构荷载计算，平面框架内力计算，通过处理软件(MIDAS—GTS)进行应力分析，配筋计算及裂缝验算，施工组织设计等。

本毕业设计的主要思路如下：

根据地铁设计规范计算各种荷载并进行荷载组合，运用弯矩分配法计算车站主体结构平面框架内力。选择施工阶段和运行阶段的荷载基本组合和标准组合,采用荷载结构模型，运用弹性地基梁的理论使用MIDAS—GTS结构软件对车站结构在竣工工况和运行工况下进行内力计算。根据计算出来的控制内力，按照混凝土结构设计规范对主体结构进行配筋计算以及裂缝验算。

关键词：结构设计 弯矩分配法 MIDAS—GTS结构设计 隧道结构

Abstract

The subway station is an important building of urban rail transit network, which is a place for passenger dropping, transferring and waiting .the purpose of the subway station including good ventilation, lighting, health, fire protection equipment is to ensure passenger safety, convenient use, out of the station quickly,comfortable enjoying and clean environment. Subway station design follows the station scale,operation requirements, ground environment, geological, technical and economic indicators,Then choosing reasonable structure and construction method.

This design is mainly about the WuQiao Metro tunnel of WuXi Metro Line 3. The main parts of this design are: structure design, foundation pit design and construction design.

Key parts of structural design of the station are as follows: confirming load, Plane frame internal force calculation, adopting the elastically supported linking model, carrying on structural analysis, Cracks reinforcement calculation and checking calculation carried out by the software (for example MIDAS—GTS), construction organization design.

The way to accomplish this thesis is shown below:

Working out the loads and doing combinations of the loads by the code for design of metro. Using the moment distribution method to calculate the principal plane frame structure internal force. Choosing the standard combination of the construction stage and using stage, adopting load-structure model, calculating the internal force of the structure in the completion condition and operation condition, making use of MIDAS—GTS with the method of plane elastic foundation beam, doing calculation about steels collocating of the principal structure according to the biggest internal force calculated and the code for design of concrete structures.

Keywords: Structural design; Hrad cross method; MIDAS—GTS structure design

第一章 绪论

地下铁道，简称地铁，亦简称为地下铁，狭义上专指在地下运行为主的城市铁路系统或捷运系统；但广义上，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能也会有地面化的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度交通运输系统。

19世纪末，世界上只有伦敦、纽约、伊斯坦布尔、芝加哥、维也纳、布达佩斯、波士顿等8座城市有了地铁，从20世纪初到1945年，全世界又有13座城市先后兴建了地铁。第二次世界大战以后，地铁以其独特的魅力和不可替代的优越性备受大城市的青睐，许多国家十分重视地铁的发展，本来有的国家规定只有当人口达到1百万以上的城市才能修建地铁，现在国外很多只有几十万人口的城市也都在修建或计划修建地铁，现在全世界已有100多座城市开通了300多条地铁线路，总长度超过6000km。目前世界上许多大城市的地下，己构成一个上下数层、四通八达的地铁线路网，有的还在地下设有商业建筑群和娱乐场所，与地铁一起形成了一个地下城。还有很多城市的地铁与地面铁路、高架铁路等联合构成高凉铁路网，以解决城市紧张的交通运输问题。地铁现代化的发展，已成为城市交通现代化的重要标志之一。现代化地铁为了确保乘客的安全，还设有灭火救灾的自动监测系统;另外，地铁列车还装有自动停车设备，当行车中遇见红灯或其他有关情况没有停车时，它将强迫列车自动停车。列车还能根据地面信号规定的速度，进行自动调整。法国和加拿大等国已采用无人驾驶地铁列车的最先进技术，这种高度自动化的先进地铁系统是由地铁控制中心用大型电子计算机监控的，整个线路网的站际联系、信息系统、列车运行、车辆调度等也完全实现了自动化。

目前我国100万以上人口城市已达35座，这些城市不同程度存在着“乘车难”的问题，发展地铁将是城市交通建设中的必然趋势。中国是目前世界上动工新建地铁城市最多的国家之一。除香港、北京、上海、天津、广州、深圳、南京等城市地铁已先后通车外，现在还有10多座城市正在扩建、兴建或计划修建地铁。综观世界城市交通动向，地铁发展前景令人瞩目。

地下铁道在大城市公共交通中起到了越来越重要的作用，其优越性主要有：

1. 运量大，其运量为公共汽车的6至8倍，完善的地下铁道系统可以承担市内公共交通运量的50%左右；

2. 行车速度快，地下铁道不受行车路线的干扰，其行驶速度为地面公共交通工具行车速度的2至4倍；

3. 运输成本低；

4. 安全、可靠、舒适；

5. 地下铁道的大部分线路修建在地下，能合理地利用城市的地下空间，保护城市景观。

城市科学家认为，人口超过100万的城市，为适应未来的交通需求和城市空间的合理利用，都宜修建地下铁道。地下铁道一般包含区间隧道、车站及其他附属设施。车站是地铁系统中一个很重要的组成部分，地铁乘客乘坐地铁必须经过车站，它与乘客的关系极为密切；同时它又集中设置了地铁运营中很大一部分技术设备和运营管理系统，因此，它对保证地铁安全运行起着很关键的作用。车站设施要具有集中而有效的处理高峰期（7~9时，16~21时）旅客的功能。在决定乘降站台、升降口、出入口、检票处、中央大厅的等设施的容量时，车站位置的选择、环境条件的好坏、设计的合理与否，都会直接影响地铁的社会效益、环境效益和经济效益，影响到城市规划和城市景观。

本设计根据相关规范，按照设计原则与依据，综合原始资料，对无锡地铁一三号线吴桥站进行初步设计，达到了主要技术指标与设计标准。设计内容主要有：

根据所给定无锡地铁三号线吴桥站的资料确定隧道平面图及纵剖面图；

1）对隧道主体部分进行结构计算及配筋；

2）确定隧道主体结构工程施工方法及施工组织；

3）依据所确定隧道主体结构计算本工程的工程量；

4）外文翻译、绘图等；

其中重点内容讲述了主体部分的结构计算与配筋。

1.1设计依据

《无锡地铁3号线工程总体设计》

《无锡地铁3号线工程吴桥段区间隧道初步设计》（2010.9）

《无锡地铁3号线工程设计技术要求》

《无锡地铁3号线工程施工图设计文件组成与内容》

《无锡地铁3号线工程施工图设计文件编制统一规定》

《无锡地铁3号线吴桥段地下区间岩土工程勘察报告》（详细勘察阶段）

《无锡地铁3号线吴桥段主变电站电缆通道岩土工程勘察报告》（详细勘察阶段）

《无锡地铁3号线工程建构筑物调查及管线调查》

《无锡地铁3号线工程管线、地上杆线及地形图（青龙山—沪宁高速）》

无锡地铁3号线工程初步设计审查会专家组预审意见

国家有关规范、规程

《地铁设计规范》（GB50157-2003）

《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）

《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

《轨道交通工程人民防空设计规范》（RFJ 02-2009）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）

《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）

《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003版）

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

国家、省、市有关的规范、规程及标准。

第二章 工程概况

3号线呈西北-东南走向，北起惠山城际站，经惠山区、北塘区、崇安区、新区，至新区硕放街道。线路大致沿前圻路、洛神路、显山路、钱藕路、惠钱路、盛岸路、通惠路、兴源路、锡沪路、江海路、长江路、珠江路、新梅路、锡兴路、薛典路敷设。

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