某地铁车站结构设计浅析论文_代景国,邢贺云

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上海市隧道工程轨道交通设计研究院 黑龙江哈尔滨 150001

哈尔滨蓝德测绘地理信息工程有限公司 黑龙江哈尔滨 150001

摘要:哈尔滨市地铁承载着哈尔滨市400万市民期盼,早日完成哈尔滨地铁的建设功在当代利在千秋。本文从哈尔滨地铁3号线某站的实际结构设计工作出发,对其进行一定的总结,期待起到抛砖引玉的作用。

关键词:地铁 车站 结构

引言:地铁车站作为地铁运营阶段重要的人流枢纽承担着重要的功能,做好地铁车站的结构设计工作是非常关键的。如何在满足设计与施工规范的前提下做好这项工作是功在当代利在千秋的大事,结构设计工作者承担着很重要的工作,车站结构包含围护结构及内部结构,其中围护结构在基坑开挖过程中承担着保证基坑及周边建筑物构筑物安全的功能,需要对周边的地面及结构进行随时监测,保证结构的安全。

1地铁车站围护结构简介

本工程采用地下连续墙承担荷载,其中包括周边地面建筑的荷载和地面超载,周边建筑物按每层20KPa考虑,本工程周边为3层建筑,所以取为60KPa考虑。地面超载按照地铁规范取为20KPa。施工荷载要求不超过30KPa。

地下连续墙采用启明星软件进行计算,该软件采用一米宽地下连续墙进行计算。土压力按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012由软件进行自动计算。地下连续墙按照设计厚度输入后启明星软件按照支撑的布置进行内力的计算,如果考虑地连墙与内部结构共同受力则计算地连墙的裂缝,如果不考虑内部结构与地连墙的共同受力则只按照承载能力极限状态进行计算即可,不必按照正常使用极限状态采用准永久值对裂缝宽度进行计算。

同时还要对《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中4.2.2条对应启明星软件的抗倾覆/滑移。JGJ120-2012规范4.2.3条的整体稳定进行计。其中一般起控制作用的是JGJ120-2012规范4.2.5条对应的坑底隆起,一般计算最不容易通过,软件计算时一般需要考虑水平应力才能使计算得到通过。

支撑一般采用钢支撑,需要按现行钢结构设计规范进行稳定性计算,一般采用应力法,使应力小于运行使用应力。

其中地连墙除了受力用途外还承担着止水帷幕的作用,所以地连墙一般深入到黏土层等隔水层一定深度,设计深度大于计算深度,其差值一般采用构造配筋即可。

其中需要注意一点,如果支撑不采用围檩,那么布置支撑的时候需要小心不要使支撑端的锚板与地连墙的分缝碰撞,因为无论采用十字钢板分缝还是采用工字钢都会使埋件的锚筋无法锚入。故后续施工无法进行,产生严重的错误,一般建议使用围檩,既使得图好画又使得施工好进行,同时增加了地连墙的整体性,对受力有利。

地连墙一般采用分幅设计,每幅一般不超过6米,施工单位可以根据情况进行适当调整,但不得减小纵向钢筋直径和间距。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桁架筋等施工单位根据起吊条件可以独立参照设计进行设置。

2地铁车站内部结构简介

2.1主体结构简介

主体结构一般采用SAP2000进行计算,由于地铁车站属于狭长的建筑物,所以截取一米宽度的闭合框架进行建模计算。注意与第上建筑物计算不同点为,地上建筑物设计者一般有顶板、侧壁与基础的概念,而地下车站着没有这个概念。地下车站将地下土对于结构作用简化为弹簧,按照受压或其他模型建立与结构的连接。这样将侧壁的土压力与水压力分别加在侧壁,其中侧壁土压力采用静止土压力进行计算,侧壁水压力需要注意黏土采用水土合算,其他砂土类采用水土分算,这样就需要根据地勘报告提取计算出土的饱和容重,千万不要使用土的自然容重,两者一般有2KN/立方米以上的差距。底板的水压力加到底板上。以上的荷载均为恒荷载。地面超载按照地铁规范取20KPa,该荷载取为活荷载。列车荷载作用与结构底板上,相对于水压力非常小,属于有利荷载,一般取30KPa。

计算过程中发现,一般都是裂缝控制配筋。注意计算过程中需要在荷载组合过程中乘以重要性系数1.1,恒荷载的分项系数取1.35,活荷载的分项系数取1.4,活组合系数全取1.0,其中使用年限100年需要在荷载组合过程中将活荷载再乘以1.1的系数。计算完毕后发现在底板与侧壁相交的角隅处准永久组合一般很难配筋,因为钢筋过密,很容易超筋,一般需要3排钢筋才能满足要求。

这里提到一点,在我们设计过程中结构物板的厚度都较地上建筑大很多,例如车站底板厚度为1.2米,顶板厚度为0.8米,侧壁0.9米,这是本三层车站主体构件的设计厚度。

2.2附属结构简介

附属结构包括车站的出入口及风亭等,其中出入口供乘客出入使用,风亭用于排风等。附属结构一般附属于车站主体建筑的侧面,除了相对车站主体结构体量略小意外其他设计方法一样。

2.3内部次要结构简介

包括夹层,设备基础,站台板等。都是按照简单的单向板结构进行计算即可,更多需要注意的是各个专业的配合。

3其他注意事项

地下车站对于结构的变形采用诱导缝的方式进行处理,虽然名为诱导缝,但并没有缝,只是通过PVC管使一部分钢筋在所谓的诱导缝处在PVC管内通过,使该处钢筋自由滑动释放内力而不破坏防水。这点与地上建筑设计者经常使用得膨胀加强带等截然不同,地上与地下设计者需要取长补短,互相学习交流。

地铁车站需要专门的测量监测单位对其进行严密监控,因为设计均是根据地勘报告进行的预设计,所以只能通过监控来了解到事实与设计是否相符,并随时采取安全措施,与地上建筑相比更严格一些,且突出了预设计。

结论:

本文对地铁车站结构设计等进行了一定论述。地铁车站与地上建筑荷载截然不同,地铁车站类似于倾向于闭合框架的整体分析。地上建筑设计者对地库设计分解为顶板、挡土墙、基础。两者理念不同,但都属于正确,只是分析方法不同带来了配筋的不同而已。

参考文献:

[1] 朱永全 宋玉香.隧道工程(第二版).中国铁道出版社

[2] 方文.浅谈地铁结构设计中的若干问题.建筑工程技术与设计,2015(8)

论文作者:代景国,邢贺云

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期

论文发表时间:2018/11/15

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