文 献 综 述

1.1 选题意义

地铁建设是一个复杂的系统工程，它影响着城市未来的各个方面，是城市重要的有机组成部分，同时也能提升城市的综合竞争力。作为一种绿色的交通方式，能够减少能耗和对城市的污染，改善城市环境；作为一种准点、安全的交通方式，能够缓解城市交通拥堵，更好的为居民出行提供便捷的服务；作为一项重大基础设施建设，能够带动一大批相关产业的发展，促进新的经济增长点，为社会提供大量的就业岗位。

地铁主要是由线路、列车、车站等组成的交通体系，此外还有供电、通信、信号、通风、照明、排水等系统。地铁线路由路基与轨道构成，轨道与铁路轨道基本相同，它一般采取较重型的钢轨，地铁列车均采用由电力动车组成的动车组。地铁车站是列车到发和乘客集散的场所，一般建在客流量较大的集散地。地铁车站按站台形式可以分为三类：① 岛式站台车站，站台位于两条线路之间。岛式站台可以调节上下行不均衡的客流，充分利用站台面积，便于管理，应用比较广泛。但相对来说建筑费用较大，站台延长较为困难，需要在中间设站厅，结构相对复杂。② 侧式站台车站，站台位于两条线路外侧，须分别设置两个站台。侧式站台相对来说建筑费用较便宜，延长站台也较为容易，不必设置中间站厅，结构也相对简单。但两侧站台必须都设置工作人员，使人力上增加，为管理带来诸多不便，如果旅客中途折返将带来不便。另外，两侧站台的利用率较低，但人员不易交叉，也不会出现乘错车的问题，只是对客流不能进行有效的调节。由于近几年来双圆盾构的使用，为采用侧式站台创造了条件。客流量不大时采用此种站台形式比岛式站台造价低，是重要的研究设计方面。③ 混合式车站，一个车站内既有岛式站台，又有侧式站台，它们之间用天桥或地道相连，仅为多线车站所使用。

地铁车站作为城市轨道交通枢纽站点、地面客流的集散点，联系着地面和地下的客运功能，其安全稳定是最为重要的。同时，地铁车站造价相对较高，因此，如何做好经济上的合理和结构上的安全可靠是非常重要的。

1.2 地铁车站结构设计理论

1. 横断面计算法：沿车站纵向截取单位长度的横断面结构，将墙、板假设成单位长度的梁单元，将框架柱按刚度或面积换算成单位长度的厚度，底板与地基间采用弹性假定，用竖向基床系数与底板单元长度的积作为地基弹簧刚度，用荷载结构模型按有限元法进行内力计算，根据不同的荷载组合得到结构的内力包络图。对于纵梁，则是根据通常的板梁柱传力方式，由板传给梁（或根据断面计算得到的单位长度支撑点的支点反力反算梁的荷载），形成梁的荷载，柱作为梁的支点，根据多跨连续梁结构进行梁的内力计算。此种方法是目前最通用的方法。

2. 空间梁系计算方法：取空间结构，将板、墙划分成较密的网格，用密集的梁单元代替这些板和墙，并与实际的梁、柱结构组成梁单元体系，荷载作用于节点上，用有限元法对整体结构体系进行内力计算分析。

3. 空间板系计算法：按照空间体系将结构进行网格划分，将板、墙、梁、柱按照各自的结构尺寸，划分成板单元，用有限元法进行结构内力分析计算。

4. 空间梁板系计算法：按照空间体系将结构进行网格划分，将板、墙按照各自的厚度，采用4节点或8节点等参元划分成板单元，而梁柱依然采用梁单元框架体系，用混合元结构进行结构内力计算分析。

对于一般只设纵梁的地铁车站，采用传统的横断面计算法是不够合理的，该法忽略了板与梁的协同工作及两者相对刚度对内力的影响，忽略了纵梁两侧板的纵向弯矩，也忽略了支座处和非支座处板横向受力的差异。所以，在地铁结构设计中，应考虑各构件的协同工作，并按照空间计算法，合理地调配梁板的相对刚度，使得设计更加符合结构真实的受力情况。

1.3 地铁车站结构计算

1. 车站按底板支承在弹性地基上的平面框架进行分析时，一般以水平弹簧模拟地层对侧墙的水平位移的约束作用，以竖向弹簧模拟地层对底板、侧墙底部的竖向位移的约束作用。

2. 明挖顺作法修建的多层多跨矩形框架结构要按两种方法进行验算：

(1) 按车站的结构形式、刚度、支承条件、荷载情况和施工方法，模拟分步开挖、回筑和使用阶段不同的受力状况，考虑结构体系受力的连续性，用叠加法或总和法计算；

(2) 将其视为一次整体受力的弹性地基上的框架进行内力分析。

3. 框架结构基底反力可以采用两种计算方法：

(1) 假设结构是刚性体，则基底反力的大小和分布可根据静力平衡条件求得；

(2) 假设结构为温克尔地基上的矩形框架，则根据地基变形计算基底每一点的反力。

4. 在顶、楼板的横向框架内力计算中，要考虑因纵梁刚度不足（当跨度较大、截面高度较小时）、跨中挠度较大所产生的横向板带正负弯矩在纵向分布的不均匀性。

5. 各层板与地下墙的连接处，如不采用钢筋接驳器而采用预埋剪力筋，应将预埋在地下墙中的插筋调直，使它能承受负弯矩。在板的横向内力计算中把这部分插筋计人，以减小跨中正弯矩。

6. 对框架结构的隅角部分和梁柱交叉节点处，配筋时要考虑侧墙宽度的影响。

7. 当沿车站纵向的覆土厚度、上部建筑物荷载、内部结构形式变化较大时，或基

底地层有显著差异时，还应进行结构纵向受力分析。

1.4 地铁车站施工设计

车站结构施工方法，应根据车站范围内的工程地质和水文地质勘探资料、周围环境及交通等情况进行技术、经济综合比较后选择。

1.车站结构施工对地下构筑物、地下管线及地面交通影响不明显，具备明挖施工场地条件的车站，宜采用明挖顺作法施工；地面交通需要尽快恢复时，宜采用盖挖顺作法、盖挖逆作法或盖挖半逆作法施工。

2.车站位于较完整的岩石地层且地下水不发育，或由于站位交通繁忙、施工场地狭窄，不允许中断交通及车站采用明挖法施工对地下构筑物、地下管线的影响难以解决等因素，不宜采用明挖法施工的车站，方可采用暗挖法施工。目前地铁车站通常采用矿山法。 1) 矿山法施工应根据工程地质及水文地质条件、车站结构类型、横断面大小、埋深情况（深、浅埋）、覆跨比、周围环境情况、施工条件等因素经多方案技术经济比较确定。应选择风险小、地面沉降易于控制、造价较低的施工方法。常用的施工方法有台阶法，中壁法（CD法）、中壁#8212;#8212;隔墙法（CRD法），中洞法、侧洞法、柱洞法等，具体详见#8220;区间#8221; 2）软弱围岩或浅埋暗挖车站隧道，开挖前应对地层进行预加固和预支护，以提高周围地层的稳定性。其方法可选择小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆、管棚钢架超前支护等辅助施工措施。根据工程地质及水文地质条件、覆土厚度、周围环境情况、开挖方式、进度要求、机械配套情况选择一种或几种措施并用。

参考文献

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