第七讲4-3车站结构

1、一、结构形式及选择 第三节 地铁车站结构设计 1明挖法施工的车站结构 (1)结构型式 矩形框架结构 根据功能要求，可以设计成单层、双层、单跨、 双跨或多层多跨等型式。 明挖法施工的车站结构 单跨单层车站 明挖法施工的车站结构 钢管混凝土柱 三跨单层车站 明挖法施工的车站结构 上下重叠车站 明挖法施工的车站结构 拱形结构 一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层 车站，可以获得良好的建筑艺术效果。 明斯克地铁东站 明挖法施工的车站结构 莫斯科地铁车站 明挖法施工的车站结构 明挖法施工的车站结构 (2)整体式结构与装配式结构 现浇钢筋混凝土：防水性和抗震性能好，能适 应机构体系的变化，不需要大型起

2、吊和运输设 备；但混凝土浇注质量不易控制，施工效率低、 工程进度慢。 装配式结构：构件批量生产，质量较易控制， 而且可以提高施工进度；但接头是防水的薄弱 部位。 (3)构件选型与设计 明挖地铁车站结构由底板、侧墙及顶板等以 及楼板、梁、柱等内部构件组合而成。 顶板和楼板顶板和楼板 A.A.单向板单向板( (梁式板梁式板) )： 将板支承在与车站轴线平行的纵梁和侧墙上， 单向受力。这种结构方案具有施工简单、省模 板、可以利用底板至梁底的空间沿车站纵向布 置管线，结构的总高度较小等优点，故在明挖 地铁车站中获得了广泛的应用。 明挖法施工的车站结构 明挖法施工的车站结构 B.B.井字梁式板井字梁式板

3、 板由纵横两方向高度相等的梁所支承，双向受 力，故板厚可以减薄。为使结构经济合理，两个 方向梁的跨度宜接近相等，一般为67m。井字梁 式板由于造价较高，仅在地铁车站中荷载较大的 顶、楼板或因施工需要才被采用。 C.C.无梁板无梁板 没有梁系，将板直接支承在立柱和侧墙上，传 力简捷、省模板，但板厚度较大且用钢量较多。 D.D.密肋板密肋板 密肋板具有重量轻、材料用量较少等优点。 明挖法施工的车站结构 底板底板 采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。 立柱立柱 一般采用钢筋混凝土结构或钢管混凝土结构。 侧墙侧墙 当采用放坡开挖或用于工字钢柱、钢板桩等 作基坑的临时护壁时，侧墙多采用以顶、底板 及楼板

4、为支承的单向板。 当采用地下连续墙或钻孔灌注桩护壁时，可 利用它们作为主体结构侧墙的一部分或全部。 明挖法施工的车站结构 侧壁支护与内衬墙之间的构造视传力方式的 不同，可有两种处理办法： 重合式结构：当侧壁支护与内衬墙之间需要敷设 防水夹层时，为了保证防水效果，在支护和内 衬之间、支护与板之间一般不用钢筋拉接。内 衬墙的作用主要是承受地铁使用期间的水压力， 并为车站提供光洁的内表面。 复合式结构：通过对连续墙的凿毛、清洗，当连 续墙与内衬结合面的剪应力超过7MPa时，尚需 在二者之间设置拉接钢筋以保证剪力传递。 明挖法施工的车站结构 当连续墙直接作为主体结构的侧墙或与内衬 墙形成整体结构时，设

5、计中需要考虑先期修建 的连续墙与顶、楼、底板等水平构件的连接， 一般有两种构造方案： a.在连续墙内预埋弯起钢筋，将其扳直后与水平 构件的内外层主筋搭接(或焊接)，浇注混凝土 后水平构件与连续墙连成一体，并通过墙上预 留的凹槽传递竖向剪力。 b.通过事先进埋在连续墙内的钢筋连接器(接驳器) 与水平构件的主筋连接。 明挖法施工的车站结构 (3)抗浮设计 必要性 浮力对车站结构的作用主要表现在两个方面： a当浮力超过结构自重与上覆土重量之和时，结 构整体失稳上浮； b导致结构底板等构件应力增大。 所以明挖车站的结构设计，应就施工和使所以明挖车站的结构设计，应就施工和使 用的不同阶段进行抗浮稳定性检

6、算，并按水反用的不同阶段进行抗浮稳定性检算，并按水反 力的最不利荷载组合计算结构构件的应力。力的最不利荷载组合计算结构构件的应力。 明挖法施工的车站结构 明挖车站结构的抗浮措施 施工阶段： a降低地下水位减小浮力； b在底层结构内临时充水或填砂，增加压重； c在底板中设临时泄水孔，消除浮力； d在底板下设置拉锚。 使用阶段： a增加结构厚度。 b在结构内部局部用混凝土填充，增加压重。 c在底板下设置拉锚。 d在底板下设置倒滤层。 明挖法施工的车站结构 素混凝土 抗浮稳定安全系数，应结合各城市类似工程的 实践经验，一般多在1.051.20之间选用。 盖挖法施工的车站结构 2盖挖法施工的车站结构

7、逆作法的结构特点 结构型式与施工期间对地面交通的处置要求关 系密切。 结构的主要受力构件常兼有临时结构和永久结 构的双重功能。 多跨结构需设置中间竖向临时支撑系统，与侧 墙共同承担结构封底前的竖向荷载。 盖挖法施工的车站结构 大多数交汇于同一节点的各构件不同步施工， 必须考虑它们之间的连接问题。 必须根据上部框架结构抵抗不均匀沉降的能力 及节点连接的精度要求，严格控制边、中桩的 绝对沉降量及差异沉降量。 用逆作法施工的侧墙和立柱的混凝土施工缝， 必须采用特殊施工方法和处理技术。 逆作法结构设计中的几个问题 结构型式 盖挖法施工的车站结构 中间柱： 施工阶段HD400400288 工字钢 间距4

8、.2m 使用阶段6001000劲性 钢筋混凝土柱 连续墙 盖挖法施工的车站结构 钻孔灌注 钻孔灌注 盖挖法施工的车站结构 侧墙 基坑的临时护壁与永久结构的侧墙合二为一或 作为侧墙的一部分 中间竖向临时支撑系统 A设置的必要性 施工期间竖向力的传递有2种方法： (a)利用基坑两侧的挡墙传递竖向力，此时车站 主体为一单跨结构。 (b)设置中间竖向临时支撑系统，与基坑两侧挡 墙共同传递竖向力。 盖挖法施工的车站结构 B系统的组成 中间竖向临时支撑系统由临时立柱及其基础组 成。 C系统的设置方式 (a)在永久柱的两侧单独设置临时柱。 多见于早期修建的逆作车站，优点是施工 占路时间较短，且对临时柱施工精

9、度的要求较 低；但由于立柱的间距较密，构件较多，不仅 给暗挖土方作业带来困难，而且还增加了作业 程序。 盖挖法施工的车站结构 临时柱 永久柱 盖挖法施工的车站结构 (b)临时柱与永久柱合一。 可以简化暗挖作业的施 工程序、缩短工期并减 少投资；随着施工技术 水平的提高和施工机械 的发展，目前已为大多 数逆作法车站采用。 永久柱 盖挖法施工的车站结构 (c)临时柱与永久柱 合一，同时增设 临时柱。 当柱的设计荷 载很大时，可采 用此种方式。 永久柱 临时柱 永久柱 盖挖法施工的车站结构 D. 临时立柱的选型 多采用钢管混凝土柱或H钢柱。钢管混凝土 柱可直接作为永久柱；H钢柱则作为永久性的劲 性钢

10、筋。 E. 柱下基础 柱下基础可采用条基或桩基。条基是在施工中 柱前，在车站柱底部的暗挖小隧道内完成的。 盖挖法施工的车站结构 节点构造 A.基本要求 传力可靠、构造简单、在盖挖逆作的特定施 工工艺条件下可以操作、且不影响后续工序的 作业。 B.关键节点 侧墙与顶板、楼板和底板等水平构件的连接； 后浇梁与中间柱的连接； 中间柱与基础的连接； 盖挖法施工的车站结构 C.侧墙与顶板等水平构件的连接 为了保证作用在顶板上的覆土荷载和地面车 辆荷载的顺利传递，顶板与侧墙之间最好采用 搭接。 D.后浇梁与中间立柱的连接 一般可在中间柱的两侧布置连续双梁，由双 梁承受节点弯矩，剪力则由焊接或铆接在中间 立

11、柱上的牛腿传给立柱。 . 后浇梁与钢管柱的连接 . 梁与H型钢柱的连接 盖挖法施工的车站结构 E.中间柱与其基础的连接 中间立柱应锚固在柱基混凝土内 .H钢柱与钢管桩的连接 .钢管柱与灌注桩的连接 (a)桩、柱混凝土的浇注： (b)钢管柱的锚固： 矿山法施工的车站结构 3矿山法施工的车站结构 矿山法施工的地铁车站，视地层条件、施工方 法及其使用要求的不同，可采用单拱式车站、 双拱式车站或三拱式车站，根据需要可作成单 层或双层。 单拱车站隧道 矿山法施工的车站结构 双拱车站隧道 双拱塔柱式车站:这种车站在两个主隧道之间 间隔一定距离开有横向联络通道，双层车站还 可在其中布置楼梯间。两个主隧道的净

12、距一般 不小于1倍主隧道的开挖宽度。 矿山法施工的车站结构 双拱立柱式车站: 早期多用于石质较好的地层中采用。 矿山法施工的车站结构 三拱车站隧道 盾构法施工的车站结构 4盾构法施工的车站结构 结构型式结构型式 由两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站特点由两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站特点 a除横通道外，一般施工较简单； b工期及造价均优于其它型式的盾构车站； c总宽度较窄，可设置在较窄的道路之下； d适用于客流量较小的车站。 盾构法施工的车站结构 盾构法施工的车站结构 为保证横通道顺利施工，可对盾构隧道的衬砌 采取下列之一的结构措施： a在开洞部位的衬砌中用一些特殊设计的异形加 强管片

13、取代原有的标准管片，以便在开洞的四 周形成一个能承受和传递荷载的闭合门洞体系。 b施工横通道前，沿开洞的四周装配预制钢筋混 凝土框架，用以支撑开洞部位的管片环。 盾构法施工的车站结构 c拼装盾构隧道的管片时，在洞口的顶、底部逐 环安装被分割为与管片环同宽的钢梁，然后连 成整体，形成受力结构。 d用预应力钢丝束把洞顶及两侧一定范围内的管 片串连起来以后进行张拉，形成承载结构，同 时在开洞四周的内衬中用H型钢框架予以加强。 盾构法施工的车站结构 由3个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站特点 a除横通道外，一般施工较简单； b总宽度较大，一般为2830m，故在较宽的路段内 方可使用； c为复合型站台

14、。在集散厅范围为岛式站台，集散 厅以外部分由于两旁侧隧道被斜隧道隔开，为侧 式站台。适用于中等客流量的车站； d适用于工程地质和水文地质条件较差的地层； e由于车站被塔柱分为3个单独的站厅，建筑艺术 效果不如立柱式车站。 盾构法施工的车站结构 盾构法施工的车站结构 三拱立柱式车站 包括两个平行的旁侧隧道，他们在与中央包括两个平行的旁侧隧道，他们在与中央 站厅相连接的地方断开，中央站厅为拱圈所跨站厅相连接的地方断开，中央站厅为拱圈所跨 越，该拱圈通常为高出旁侧的两个隧道拱圈。越，该拱圈通常为高出旁侧的两个隧道拱圈。 盾构法施工的车站结构 盾构法施工的车站结构 衬砌型式衬砌型式 盾构车站用盾构施工

15、的部分一般采用钢筋 混凝土管片，管片除包括封顶块、邻接块和标 准块等常规类型外，在门洞区和梁柱相交节点 处有时还采用异形管片。 盾构车站中用矿山法施工的部分一般采用 现浇钢筋混凝土衬砌；横通道也可采用铸铁管 片和钢板衬砌。 高架车站结构 5高架车站结构 高架车站的结构形式，首先应满足车站的 功能布置要求，并结合当地的城市规划，地面 道路及工程地质条件进行综合考虑后而定。高 架车站可采用钢筋混凝土框架结构、桥梁式结 构、框架+桥梁式结构。 高架车站结构 （1）钢筋混凝土框架结构: 适用于用地范围大，车站体量大的地段，可 做成双层甚至三层，以利于开发利用。 高架车站结构 （2）桥梁式结构: 适用于

16、用地范围小，客流量小，车站体量小 的地段。 高架车站结构 （3）框架+桥梁式结构: 行车部分的梁和区间梁相同，并与站台部分 的梁板脱开，以防止列车行驶时的振动对车站主 体结构产生影响，适用于用地范围大的地段。 换乘车站结构 6换乘站的隧道衬砌结构 换乘方式 从结构观点进行分类，有以下三种基本方式： 在两个或几个单独设置的车站之间设置联络通 道等换乘设施； 修建供两条或多条线路使用的联合换乘站。 在两座相交车站的局部，修建公用的换乘节点。 换乘车站结构 如果从线路在车站内的位置来区分，则有： 两条线路设于同一水平上的车站； 两条线路设于不同水平上的重叠式车站； 两条线路设于不同水平上的交叉式车站。 在两个或几个单独设置的车站之间设置联络通 道等换乘设施 (a) (b) 换乘车站结构 (c) (d) (e) 换乘车站结构 两条线路设于同一水平上的车站 这