宁天城际轨道交通一期工程六合区政府站结构设计文献综述
2020-04-13 13:05:01
文 献 综 述
1. 1 地铁车站的结构形式
地铁车站由于使用功能的要求大多设计成横向2~4跨、纵向为多跨的长条结构 ,结构总长度为17O~220m,总宽度为2O~30m,沿高度方向一般分2~3层,结构内部只设纵梁不设横梁,其结构形式可定义为箱型框架结构。为了不影响城市地下管网的设置,基坑深度一般为15~20m。由于要抵抗水土压力、车辆荷载及特殊荷载,结构的顶板、底板和边墙都较厚 (一般为0.6~ 1.Om),顶梁和底梁的截面高度也很大 (一般为1.6~2.2m),中板由于要承受较大的设备荷载、人群荷载及装修荷载,其厚度也比一般的楼板厚许多 (一般为0.3~0.5m),这就形成一座有巨大刚度的地下长条型结构。
1. 2 地铁车站结构施工方法
通常地铁地下车站的施工方法有: 明挖法,盖挖法,浅埋暗挖法。而明挖法由于施工技术简单,快速,经济,故通常是各国地下铁道施工的首选技术。具体优缺点见下表:
车站施工方法 |
主要施工工序 |
优缺点 | |
明挖法 |
明挖顺筑 |
围护桩施工→分层开挖至设计标高→自下而上施工车站主体结构 |
优点:工法简单,造价低。 缺点:对地面交通及管线影响较大。 |
盖挖顺筑 |
围护桩施工→施工铺盖系统恢复交通→分层开挖至设计标高→自下而上施工车站主体结构 |
优点:对地面交通影响较小。 缺点:较明挖顺筑法造价较高。 | |
盖挖逆作 |
围护桩施工→分层开挖至设计标高并施工主体顶板→施工铺盖系统恢复交通→自下而上施工车站主体结构 |
优点:对地面交通影响较小,车站施工对周边建筑物沉降影响较小。 缺点:施工工法复杂,造价高。 | |
暗挖法 |
优点:对地面交通、管线基本无影响。 缺点:工序复杂,造价高,主体结构较少使用。 |
1. 3 明挖车站结构设计流程中的重点及应注意的问题
1 初步设计阶段
地铁设计是一个庞大的系统工程,其相关的外部、内部专业多,相互之间互相牵制,牵一发而动全身,而初步设计阶段正是各专业间沟通、互相协调的关键时期 ,如果该阶段工作做的好,对以后的工作将做到事半功倍的效果,如果做得不好小则可能引起后期变更设计,大则引起方案的变动。做好初步设计,要考虑以下几点:
1)做好现场踏勘和周边环境资料的收集工作。其中主要包括:
(1)地下管线的类型、直径、材质、埋深、走向。对于重力管线还需了解其坡度方向;
(2)了解地面现状交通的情况(道路多宽、几个车道),结合车站站位确定周边是否有交通疏解的条件;
(3)基坑开挖影响范围(1 倍 ~3 倍基坑深度范围)内建筑物的用途、重要度、建成年代、现状、结构形式、基础形式及埋深;
(4)站址周边是否有适合的车站施工用地。施工场地应尽量靠近车站主体结构。
2)结合收集的周边环境资料,确定车站站位的可行性及结构的施工方法。其中主要做好以下几点:
(1)根据车站的平面位置及埋深确定对车站站位起控制作用的管线,并提出合理的永久或临时迁改方案:
①管线迁改的一般原则是:沿车站纵向的管线采取永久或临时迁改方案。沿车站横向的管线采取悬吊保护的方案;
②当管线无法迁改时,与建筑及相关专业沟通采取车站局部增加管廊、调整车站埋深和站位、局部暗挖施工等办法解决;
③管线的迁改图应根据车站分期施工方案,综合考虑并选择最佳方案,尽量避免管线的反复迁改;
④市政管线中的污水管、雨水管、中水管一般埋深、管径均较大,且为重力型管线,有一定的坡度要求,设计中应引起重视。当两类管线为砼管并需做悬吊保护时,应注意悬吊部分砼管需置换成钢管。
(2)根据现状道路交通情况、周边环境及整条线工程筹划的要求,确定合理的分期交通疏解方案:
①交通疏解方案应尽量使车站的施工对现状交通的影响降到最低程度。一般疏解后的道路应能满足原有道路交通的需求;
②无特殊要求时,机动车道按 3.5m,人行道按 2m 设置,机动车道的转弯半径按30m考虑。
(3)根据疏解方案确定明挖车站各期的施工工法并绘制施工总平面布置图
2 施工图设计阶段
主体围护结构设计和主体结构设计是施工图阶段两个重要组成部分。
2.1 围护结构形式
(1)单一墙是指围护结构直接作为主体结构的侧墙,不另做参与结构受力的内衬墙,多采用现浇地下连续墙结构形式,且槽段之间的接头需作特殊处理。一般顺筑法施工时可采用柔性防水接头;逆筑法施工时采用能传递竖向剪力的刚性防水接头或整体接头。
(2)叠合墙是指围护结构作为主体结构侧墙的一部分,与内衬墙组合成为叠合式结构,通过结构和施工措施,来保证结合面剪力传递,叠合后可把二者视为整体墙。此种形式的围护结构也多采用地下连续墙。
(3)复合墙指围护作为主体结构侧墙的一部分,与内衬墙组成复合式结构,墙面之间不能传递剪力和弯矩,只传递法向压力围护结构可采用地下连续墙、钻孔灌注桩或人工挖孔桩等。在含水地层中,灌注桩的外侧一般须设止水帷幕,因此施工阶段的水压力由围护墙承受。在长期的使用阶段需考虑止水帷幕失效和地下水绕流等因素,水压力作用在内衬墙上。
2.2 主体结构设计流程
(1)计算图示
根据围护结构与内衬的不同连接形式确定结构计算模型。
(2)根据结构类型,按结构可能出现的最不利组合,按相应规范要求进行计算,并考虑施工过程中荷载变化情况分阶段计算。
2.3 主体结构建模计算中应注意的问题
(1)一般应分常水位和抗浮水位分别计算,并取最不利工况进行计算;
(2)大量计算表明,一般情况下人防荷载不起控制作用,但当顶板覆土厚度小于 3m 时,应核实人防工况;
(3)地铁抗震计算理论与民用建筑相比还很不完善,基本是参照《铁路抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和国家标准《建筑抗震设计规范》进行的。地震系数法和反应位移法按静力方法求解,结合现有的分析计算结果,地震效应一般不起控制作用,故以概念设计为主,以构造措施为辅,注意柱轴压比的控制。
参考文献
[1] 李伟、侯潮. 浅谈地铁车站结构设计流程. 《科技传播》 ,2011
[2] 姜晨光. 地铁工程建造技术. 化学工业出版社 ,2010
[3] 北京交通大学组织. 地铁工程监测测量管理与技术. 中国建筑工业出版社 ,2013
[4] 梁波. 城市地铁工程施工技术评价及工程应用.北京:中国铁道出版社 ,2011
[5] 刘钊,地铁工程设计与施工. 人民交通出版社 ,2004
[6] 张洋,城市地铁车站结构设计浅析. 铁道部第三勘察设计集团 ,2011
[7] 黄磊,明挖地铁车站结构设计. 中铁第五勘察设计集团 ,2011
[8] 何金福,明挖地铁车站结构设计探讨.广州地铁设计研究院有限公司 ,2011
[9] 李伟,地铁车站结构设计中存在的问题.辽宁省交通规划设计院 ,2002
[10] 王文通,论城市地铁车站结构设计与施工方案.中铁隧道勘测设计院有限公司 ,2006
文 献 综 述
1. 1 地铁车站的结构形式
地铁车站由于使用功能的要求大多设计成横向2~4跨、纵向为多跨的长条结构 ,结构总长度为17O~220m,总宽度为2O~30m,沿高度方向一般分2~3层,结构内部只设纵梁不设横梁,其结构形式可定义为箱型框架结构。为了不影响城市地下管网的设置,基坑深度一般为15~20m。由于要抵抗水土压力、车辆荷载及特殊荷载,结构的顶板、底板和边墙都较厚 (一般为0.6~ 1.Om),顶梁和底梁的截面高度也很大 (一般为1.6~2.2m),中板由于要承受较大的设备荷载、人群荷载及装修荷载,其厚度也比一般的楼板厚许多 (一般为0.3~0.5m),这就形成一座有巨大刚度的地下长条型结构。
1. 2 地铁车站结构施工方法
通常地铁地下车站的施工方法有: 明挖法,盖挖法,浅埋暗挖法。而明挖法由于施工技术简单,快速,经济,故通常是各国地下铁道施工的首选技术。具体优缺点见下表: