轨道交通地铁车站毕业论文

1、本科毕业设设计（论论文）合肥市轨道道交通11号线繁繁华大道道车站初步设计年 级:学 号:姓 名:专 业:土木工工程指导老师:2013 年 6 月西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 页第一章 绪论1.1 地地铁发展展概况这几年，我我国的城市规规模逐渐渐扩大，基基础设施施落后更更加凸显显，城市市交通运运输矛盾盾日益彰彰显。由于安全全、准时时、快速速等优点，城市轨轨道交通通在开拓拓城市空空间、开开创城市市快速立立体交通通网络和和优化城城市交通通环境方方面发挥挥了很大大的作用用。1.1.11我国地地铁发展展概况我国的地铁铁建设可可以分为为4个阶段段：（1）起步步阶段：我国开开始准备备建设北北京地铁铁

2、网络，19669年10月北京京地铁1号线通车车，总长23.6千米。之之后天津津地铁、哈哈尔滨人人防隧道道等成功功建成，起起步阶段段的指导导思想是是人防。（2）发展展阶段：我国仅仅有北京京、上海海、广州州等几个个大城市市规划建建设地铁铁，发展展阶段地地铁建设设把城市交交通作为为目的。（3）调控控阶段：90年代以后后，国内内一些省会会城市着着手准备备地铁建设设。因为为项目繁多而且造价价高，国国务院在在19995年12月发布了国办60号文件，暂停停了一些些地铁重大大项目的的审批。（4）建设设高峰期期：国家家政策鼓鼓励大中中城市建建设地铁铁改善交通通，高峰峰期建设设地铁速速率远远超过过之前的的30年。

3、1.2工程程概况合肥市位于于北亚热热带湿润润季风气气候区，气候温和，四季分明，雨量适中。平均气温常在15.7，夏季最高达到41，冬季最低达到零下20.6， 41年相对平均湿度76。地区常年降水量平均值是982.6mm。受冷锋等多种因素的共同影响，59月为汛期，暴雨较多，这个阶段的降水量占全年的60左右。此项目地处处合肥市市城区和和开发区区，属江江淮波状状平原。沿沿线可划划分成南淝河河河床与与河漫滩滩、一级级阶地、二二级阶地地。总的的看来，此项目目沿线地地形相对对平坦，局局部地形形有起伏伏。合肥肥站到南一环环站地面面标高为为13.25至至18.75mm，南一一环站到到大连路路站地面面标高23.8

4、6至至35.49mm，大连连路站到到徽州大大道站地地面标高高11.55至至20.70mm。1.2.11 工程程地质概概况根据土层信信息共有有以下几几种地层层：人工填土层层（Qml）：粉质粘土回填层层：棕色色 - 灰色和和黑色，松松散 - 稍密，湿湿，主要要由粉质质粘土含含灰，炉炉渣砖，砂砂石，植植物的根根。杂填土11层：杂杂色，稍稍密 - 稍密，湿湿，建筑筑垃圾，含含有大量量的灰，砖砖，砂石石。第四系全新新统冲积积层（QQ41all+pll）：粘土层：棕色 - 棕色，硬硬 - 硬质塑塑料，可可压缩，氧氧化铁，铁铁锰结核核和少量量的白色色高岭土土，切面面光滑，有有光泽，干干燥，高高强度，层层连续

5、分分布。粉质粘土1层：棕棕色 - 棕色，硬硬质塑料料，可压压缩性，含含有高岭岭土少量量的氧化化铁和锰锰结核，粗粗糙的部部分，仅仅在个别别孔层暴暴露分布布的镜头头。第四纪更新新世冲积积层（QQ3all+pll）：粘土层：棕色 - 棕色，硬硬 - 硬质塑塑料，可可压缩，氧氧化铁，铁铁锰结核核和少量量的白色色高岭土土，切面面光滑，有有光泽，干干燥，高高强度，层层连续分分布。粘土层：黄色 - 褐色，硬硬 - 硬质塑塑料，可可压缩性性，含少少量铁锰锰结核本本地夹粉粉质粘土土透镜层层的分布布是不连连续的。粉质粘土1层：棕棕色，硬硬质塑料料，可压压缩性，含含有少量量的高岭岭土，氧氧化铁和和锰结核核，粗糙糙的

6、部分分，仅在在单个孔孔的层暴暴露分布布的透镜镜。1.2.22 水文地地质概况况1）地下水水类型合肥地区主主要有二二十里埠埠河、店埠河河、板桥桥河、南南淝河、二二里河、派河和十五里河7大水系，一号线线路主要穿过南淝河。合肥市轨道道交通1号线在在里程约约为K7+1700K7+2400段下穿穿南淝河河。本次勘察没没有发现现上层滞滞水，但但在局部部地段受受地表水水体、管线渗渗漏和大大气降水水等影响。1.2.33 不良良地质作作用与特特殊岩土土1）地质灾灾害与不不良地质质作用经过专家评评估无地地质灾害害和不良良地质作作用。2）特殊性性岩土本项目的主主要特殊殊性岩土土包括填填土、膨膨胀土。填土：分布布普遍

7、，厚度一一般约为为0.53.55m，局部地地段较厚厚，高达达5.33m。膨胀土：本本工程的的粘土层、粘粘土层和粘土层具有有弱膨胀胀潜势，本工程土层属弱膨胀潜势的膨胀土。2.2.44地震动动峰值加加速度根据国家地地震局编编制的中中国地震震动参数数区划图图（GB11830060）区划划，合肥肥市地震震动峰值值加速度度为0.110g，抗震震设防烈烈度为7度。设设计地震震分组为为第一组组，场地地类别为为类，设设计特征征周期为为0.335s。第二章 车站建建筑设计计2.1 概概述合肥市轨道道交通1号线终点点站为徽徽州大道道站，起点站站为天水水路站，一共有26座地铁车站，线路全长29.06km。2.1.1

8、1 设计依依据1）地铁设设计规范范（GB 501157-20003）2）混凝土土结构耐耐久性设设计规范范（GBBT5004766-20008）3）建筑基基坑支护护技术规规程（JGJJ 1220-220122）4）铁路隧隧道设计计规范（TB 10003-2005）5）人民防防空工程程设计规规范（GB 502225-20005）6）建筑结结构荷载载规范（GB 500009-20112）7）建筑抗抗震设计计规范（GB 500011-20110）8）铁路工工程抗震震设计规规范（GB 501111-20006）9）钢结构构设计规规范（GB 500017-20003）10）混凝凝土结构构设计规规范（GB

9、500010-20110）11）建筑筑桩基技技术规范范（JGJJ 944-20008）12）地下下铁道工工程施工工及验收收规范（GB 502299-19999）2.1.22设计原原则地铁车站设设计应符符合交通通规划、城城市总体体规划及及轨道交交通线网网规划的的要求，按按照技术术先进性性、适用用、安全全、经济济和理性性的原则则，妥善善处理与与地面建建筑、城城市交通通、地下下构筑物物、地面面与地下下管线之之间的关关系，尽尽量减少少管线迁迁移、房房屋拆迁迁和施工工对地面面交通、地地面建筑筑物及市市民生活活的影响响，努力力做到方方便市民民，节约约工程投投资。2.2 车车站规模模2.2.11 车站预预测

10、客流流量本车站的客客流量预预测以20006年居民民出行调调查为基基础，以以20009年的调查为为修正资资料，预预测得出出20411年合肥肥市300个交通通小区的的出行发发生吸引引量的出出行矩阵阵，并以以此为基基础进行行公交方方式的客客流预测测。20441年合肥肥市轨道道交通1号线繁繁华大道道站的预预测客流流量如表2-1和表2-2所示。表2-1 20441年1号线繁繁华大道道站早高高峰小时时客流预预测表（人/小时）站名上行下行超高峰系数上车下车断面客流量量上车下车断面客流量量繁华大道10603152261222285813933588991.24表2-2 20441年1号线繁繁华大道道站晚高高峰

11、小时时客流预预测表（人/小时）站名上行下行超高峰系数上车下车断面客流量量上车下车断面客流量量繁华大道1045214426917723647951959221.24本站的远期期超高峰峰系数为为1.224，则远远期高峰峰小时总总设计客客流量为为：（10600+31152+28558+113933）1.24=104494 （人/小时）进站设计客客流：（10660+228588）1.24=48558 （人/小时）出站设计客客流：（31552+113933）1.24=56336 （人/小时）车站分向客客流：本站远期高高峰小时时进出站站设计客客流量为为84663人，本本站共设设计4个出入入口，根根据客流流

12、预测资资料，分分向客流流设计如如表2-3所示。表2-3 繁华华大道站站高峰小小时分向向客流表表繁华大道站站A出入口B出入口C出入口D出入口合计客流量（人/小时时）18492463188122708463百分比21.855%29.100%22.233%26.822%100%2.2.22 站台有有效长度度计算根据地铁铁设计规规范站站台设计计的相关关内容有有站台有有效长度度计算公公式：（2-1）式中 ll站台有有效长度度（m）；s列车每每节长度度（m）；n列车节节数，即即车辆编编组数量量；列车停车车误差，有有屏蔽门门时取。根据各个车车站的最最大编组组数量确确定合肥肥市轨道道交通1号线采采用B型车，6

13、辆编组组，B型车长长度为19.52mm。则繁繁华大道道车站有有效长度度：取站台的有有效长度度为l=1220m。2.2.33 站台宽宽度计算算站台宽度主主要根据据车站预预期高峰峰小时客客流量大大小、列列车运行行间隔时时间、结结构很断断面形式式、站台台形式、站站房布置置、楼梯梯及自动动扶梯位位置等因因素综合合考虑确确定。本本车站采采用地下下两层，岛岛式站台台形式。根根据地地铁设计计规范岛岛式站台台宽度计计算的相相关内容容有：岛式站台宽宽度：（2-2）其中或 两两者取大大值。式中相关参参数的意意义和取取值如下下：b侧站台台宽度（m）；n横向柱柱数，取取n=1；z横向柱柱宽，本本站采用用单柱双双跨，取

14、取z=0.8m；t每组人人行梯与与自动扶扶梯宽度度之和（m）；Q上20041年每列列车高峰峰小时单单侧上车车设计客客流量（人/小时）；Q上、下20441年每列列车高峰峰小时单单侧上下下车设计计客流量量（人/小时）；站台上人人流密度度，取0.55m2/人；L站台计计算长度度（m）；M站台边边缘至屏屏蔽门立立柱内侧侧的距离离（m），本本站取0.225m；站台安全全防护宽宽度取0.44m，采用用屏蔽门门时以M代替值。合肥市轨道道交通1号线高高峰小时时列车运运行对数数为30对/小时，基基于2.2.1的客流流量预测测和繁华华大道车车站的基基础资料料可以计计算本车车站的站站台宽度度如下：侧站台宽度度：根据

15、地铁设设计规范范的要求求岛式站站台的侧侧站台的的最小宽宽度为2.55m，所以以取b=22.5mm。所以取Bdd=122m。2.2.44 楼梯与与自动扶扶梯计算算从节约资源源考虑，出出站客流流上行乘乘自动扶扶梯，进进站客流流下行走走步行楼楼梯。1）自动扶扶梯台数数计算自动扶梯台台数计算算公式为为：（2-3）式中 nn自动扶扶梯台数数；N20441年预测测的上行行与下行行出站客客流量（人/小时）；k超高峰峰系数；n1自动动扶梯每每小时输输送客流流能力，取9600人/小时；自动扶梯梯的利用用率，取取0.8。根据地铁铁设计规规范：自动扶扶梯应采采用30度倾角角，有效效净宽为为1m，运输输速度宜宜采用0

16、.665m/s，设计计通过能能力应不不大于96000人/小时。根据繁华大大道车站站的实际际情况，代代入相关关数据有有：采用2部11m宽自动动扶梯。2）楼梯宽宽度计算算楼梯宽度的的计算公公式为：（2-4）式中 mm楼梯宽宽度（m）；20411年预测测的上行行与下行行进站客客流量（人/小时）；k超高峰峰系数；n2楼梯梯双向混混行通过过能力，取3200人/（hm）;楼梯利用用率，取取0.7。根据地铁铁设计规规范：乘客使使用的人人行楼梯梯宜采用用26度34分倾角角，其宽宽度单向向通行不不小于1.88m，双向向通行不不小于2.44m，当宽宽度大于于3.66m时，应应设置中中间扶手手。楼梯梯宽度应应符合建

17、建筑模数数。根据本车站站的相关关数据计计算有：为保证事故故疏散时时间的要要求，采采用2部2.55m宽的楼楼梯。人行楼梯和和自动扶扶梯的总总量布置置除满足足上下乘乘客的需需要外，还还应按站站台层的的事故疏疏散时间间不大于于6miin进行验验算。消消防专用用楼梯和和垂直电电梯不计计入事故故疏散用用。验算公式为为： （2-5）式中Q1一列车车乘客人人数（人人），采采用B型车，满满载为14440人；Q2站台台上候车车乘客和和站台上上工作人人员总量量；A1自动动扶梯通通过能力力，取96000人/（hm）；A2人行行楼梯通通过能力力，按单单向上楼楼取37000人/（hm）；N自动扶扶梯台数数，本站站N=2

18、；B人行楼楼梯总宽宽度（m）。按满载客流流量计算算则：一列车满载载人数QQ1=14440（人）站台上候车车总人数数Q2=（10660+228588）1.24/30=1622（人）自动扶梯通通过能力力A1=96600/60=1600（人/miin）楼梯单向上上行时通通过能力力A2=37700/60=61.7（人/miin）人行楼梯总总宽度BB=2.552=5mm所以事故疏疏散时间间为：T=3.88minn= 1.2200，满足规规范要求求。经计算抗滑滑动安全全系数、抗抗倾覆安安全系数数、整体体稳定性性、抗管管涌稳定定性、抗抗隆起稳稳定性、承承压水验验算均能能满足规规范要求求。3.7 配筋计计算1

19、）冠梁配配筋图3-6 冠梁配配筋简图图表3-4 冠梁配配筋表冠梁钢筋级别配筋As1HRB3335216As2HRB3335216As3HRB333516222）钻孔桩桩的配筋筋钻孔桩的混混凝土保保护层厚厚度取70mmm，基坑坑内侧最最大弯矩矩取4488.999kN.m,基坑外外侧最大大弯矩取取4911.788 kNN.m，最最大剪力力取3007.668 KKN，最终终配筋结结果见下下表。表3-5 钻孔桩桩配筋计计算结果果段号选筋类型级别钢筋实配值值实配计算算面积(mmm2)1纵筋HRB3335241886107471122箍筋HRB33351211501508119903加强箍筋HRB3335

203-7 钻孔桩桩配筋图图3.8 本本章小结结在本章中主主要对繁繁华大道道的围护护结构进进行了设设计，主主要设计计内有围围护结构构的方案案比选，围围护结构构的主要要尺寸和和参数的的拟定以以及围护护结构的的计算。本本章总结结如下：1）对于明明挖单柱柱双跨的的车站有有三种围围护结构构方案可可以选则则：钻孔孔咬合桩桩，钻孔孔桩+止水帷帷幕，地地下连续续墙。最最后从经经济性和和施工两两个方面面考虑选选择了钻钻孔桩+止水帷帷幕的围围护结构构方案。2）本车站站基坑深深1177 m，宽宽21 m。车站的的钻孔桩桩采用直直径1m，间距1.22m，钻孔孔灌注桩桩的总长长25m，嵌固固深度1

21、0m，插入入比0.6。钢支撑撑采用三三道直径径均为6099 mmm，管壁壁厚度均均为16 mm。3）围护结结构的计计算主要要采用理理正深基基坑6.0进行计计算，最最后经反反复试算算，围护护结构采采用三道道钢支撑撑。结构构的整体体稳定性性验算，抗抗倾覆稳稳定性验验算，抗抗隆起验验算和承承压验算算均满足足要求，这这个钻孔孔桩的方方案还是是很合理理的。第四章 车站主主体结构构设计4.1 主主体结构构设计概概述本地铁车站站为地下下双层矩矩形框架架结构，采采用明挖挖法施工工，车站站埋深约约3m，地下下水位距距离地面面的位置置约8m，车站站顶板厚厚0.88m，中板板厚0.44m，底板板厚0.99m，侧墙墙

22、厚0.66m，中柱柱尺寸为为0.88m11.0mm，柱的的纵向间间距为77.5mm，由于于本车站站位于合合肥的膨膨胀土中中，主要要为粘土土，所以以采用水水土合算算的方法法计算土土压力。4.2 主主体结构构尺寸及及材料4.2.11 主体体结构尺尺寸车站结构的的计算简简图4-1所示，车车站标准准断面宽宽度20.9m，其中中顶板8000mm，中板板4000 mm，底板9000mm，侧墙6000mm，中中柱尺寸寸为10000 mmm8000 mmm。图4-1 主体结结构计算算简图4.2.22 主要要材料参参数1）混凝土土：板、墙墙用C330，柱柱子C440；弹弹性模量量和泊松松比查规规范。表4-1 混

23、凝土土各项参参数混凝土强度度等级弹性模量（GPa）泊松比抗压强度设设计值（MPa）抗拉强度标标准值（MPa）C30300.214.31.43C3531.50.216.71.57C4032.50.219.11.712）钢筋根根据混混凝土结结构设计计规范选选用。表4-2 钢筋各各项参数数钢筋型号弹性模量（GPa）HPB3000200270270HRB3335200300300HRB40002003603603）土层参参数根据据前期勘勘测试验验资料获获得，取取值如表表4-3所示表4-3 土层参参数信息息表土层名称土层厚度（m）天然重度（KN/m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（）基床系数(MPaa/m)

24、KHKV粉质粘土填填土317.5108粘土3.519.968104545粘土162074165550粘土5020891355504.3 荷荷载计算算及计算算简图4.3.11 荷载组组合及分分项系数数本车站设计计考虑4种荷载载组合，涉涉及正常常使用极极限状态态和承载载能力极极限状态态。由于于地铁工工程的设设计使用用年限为为100年，结结构重要要性系数数取1.1。荷载载组合计计算表如如表4-4所示示。表4-4 荷载组组合表荷载分类荷载名称结构重要性性系数承载能力极极限状态态正常使用极极限状态态基本组合偶然组合准永久组合合人防工况地震工况永久荷载结构自重1.11.351.21.21.0覆土荷载1.1

25、1.351.21.21.0侧向水土压压力1.11.351.21.21.0水浮力1.11.351.21.21.0设备荷载1.11.351.21.21.0可变荷载人群荷载1.11.41.40.5地面超载1.11.40.5地面超载引引起的侧土压力力1.11.40.5偶然荷载地震荷载1.11.3人防荷载1.11.04.3.22 基本组组合及计计算简图图竖向压力一一般应按按计算截截面以上上全部土土柱重力力计算。车车站顶部部覆土竖竖向均布布荷载qq按下式式计算：（4-1）对于本车站站所处地地层地下下水埋深深8m，覆土土层厚度度为3m。1）顶板垂垂直荷载载路面活载取取20 kPaa，超载载系数取取1.2。路

26、面均布荷荷载：垂直土压力力：组合：2）中板垂垂直荷载载根据建筑筑结构荷荷载规范范的相相关规定定，中板板人群荷荷载取4 kkPa，设备备荷载取取8 kkPa。组合：3）底板垂垂直荷载载由于不考虑虑底板的的人群荷荷载和列列车荷载载，在ANSSYS建模分分析中是是偏于安安全的。所所以本次次设计不不考虑底底板的人人群荷载载和列车车荷载，在ANSYS中分析计算中仅考虑结构自重和底板的水浮力作用。组合：4）侧墙顶顶板处荷荷载侧向压力的的大小与与墙体的的变形情情况有关关，在施施工阶段段采用主主动土压压力计算算，在使使用阶段段采用静静止土压压力计算算。一般侧向土土压力的的计算方方法有两两种：水水土分算算和水土

27、土合算，而而本车站站主体结结构位于于粘土层层中，宜宜采用水水土合算算，为简简化计算算，对车车站主体体部位的的土层的的重度、粘粘聚力和和内摩擦擦角进行行加权平平均。重度：内摩擦角：侧压力系数数侧向水土压压力：地面活载引引起的侧侧向压力力：组合：5）侧墙底底板处荷荷载侧向水土压压力：地面活载引引起的侧侧向压力力：组合：基本组合情情况下，车车站主体体结构的的计算简简图如下下：图4-2 基本荷荷载组合合计算简简图4.3.33 准永久久组合及及计算简简图1）顶板垂垂直荷载载由上文的计计算有地地面活载载24 kPaa，垂直直土压力力52.5 kkPa。准准永久组组合分项项系数取取1.0。2）中板垂垂直荷载

28、载3）底板垂垂直荷载载水浮力：4）侧墙顶顶板处荷荷载由上文的计计算可知知，侧墙墙顶板处处的水土土压力为为33.0755 kPPa，地面面活载引引起的侧侧向压力力为15.12 kPaa，则：5）侧墙底底板处荷荷载由上文可知知，侧墙墙底板处处的水土土压力为为1977.400 kPPa，地面面活载引引起的侧侧向压力力为15.12 kPaa，则：准永久组合合情况下下，车站站主体结结构的计计算简图图如下：图4-3 准永久久荷载组组合计算算简图4.3.44 人防工工况及计计算简图图对于人防荷荷载，合合肥市的的人防防防护等级级为六级级。根据据人民民防空工工程设计计规范中中对荷载载的相关关规定，本本地铁车车站

29、顶板板人防荷荷载取70 kPaa，侧墙墙人防荷荷载取50 kPaa，底板板人防荷荷载取55 kPaa。1）顶板垂垂直荷载载人防工况下下，顶板板垂直荷荷载为人人群荷载载和覆土土压力，人人防荷载载分项系系数取1.0，永久久荷载分分项系数数取1.2。2）中板垂垂直荷载载3）底板垂垂直荷载载水浮力：人防荷载：551=555 kkPa4）侧墙顶顶板处荷荷载由上文的计计算可知知，侧墙墙顶板处处的水土土压力为为33.0755 kPPa，人防防荷载为为50 kPaa，则：5）侧墙底底板处荷荷载由上文可知知，侧墙墙底板处处的水土土压力为为1977.400 kPPa，人防防荷载为为50 kPaa，则：人防工况的的

30、计算简简图如下下：图4-4 人防工工况计算算简图4.3.55 地震工工况及计计算简图图当有地震荷荷载作用用时，建建筑的重重力荷载载代表值值应取结结构和结结构配件件自重标标准值和和各可变变荷载组组合值之之和。在在本次设设计中，可可变荷载载按等效效均布荷荷载计算算的楼面面活荷载载进行计计算，计计算值取取4 kPaa，组合合值系数数取0.5。根据铁路路工程抗抗震设计计规范上上有关水水平地震震力的计计算内容容有：（4-2）式中 计算质质点的水水平地震震力（kN）；水平地震震作用修修正系数数，岩石石地基取取0.2，非岩岩石地基基取0.225，由于于合肥地地区主要要为粘性性土取；Ag地震震动峰值值加速度度

31、，合肥肥地区取取Ag=0.1 gg；mi计算算质点的的构筑物物质量或或计算土土柱质量量（t）依据铁路路工程抗抗震设计计规范地地震主动动土压力力的计算算方法如如下：（4-3）（4-4）式中 修正后后土的内内摩擦角角（）；修正后土土的重度度（kN/m3）；地震角（），应应按表4-55选用。表4-5 地震角角震地角Ag震地角Ag0.1g、0.115g0.2g0.3g0.4g水上水下1）顶板垂垂直荷载载在地震工况况下，顶顶板垂直直荷载只只有覆土土压力，由由上文计计算得知知覆土压压力为52.5 kkPa。2）中板垂垂直荷载载3）底板垂垂直荷载载水浮力：4）顶板水水平荷载载及侧墙墙荷载顶板上覆土土的水平平

32、地震力力等效静静荷载代代表值：侧墙水平地地震力均均布等效效静荷载载标准值值：顶板水平地地震力集集中荷载载代表值值：中板水平地地震力集集中荷载载代表值值：底板水平地地震力集集中荷载载代表值值：侧墙顶板处处地震主主动土压压力：因为合肥地地区地震震动峰值值加速度度为0.11g，所以以取地震震角。地震力下侧侧压力系系数侧墙底板处处地震主主动土压压力：荷载组合：地震工况的的计算简简图如下下：图4-5 地震工工况计算算简图4.4 车车站结构构内力计计算在ANSYYS分析计计算中，车车站主体体结构为为单柱双双跨的箱箱型框架架结构，由由于围护护结构在在施工阶阶段承受受了主要要的荷载载，但是是考虑长长久作用用效

33、应，在ANSYS建模中不考虑围护结构的作用是偏于安全的。主体结构的板墙柱采用Beam3梁单元模拟，地层对主体结构的抗力采用弹簧单元combination14模拟，弹簧单元的刚度系数K取粘性土 = 3 * GB3 的基床系数50 MPa。采用等效刚度法，结构沿纵向的计算宽度取1m，顶板尺寸1000 mm800 mm，中板尺寸1000 mm400 mm，底板尺寸1000 mm900 mm，侧墙尺寸1000 mm600 mm，中柱尺寸1000 mm800 mm。经ANSYS分析，现将四种组合的ANSYS计算结果列出如下所示。4.4.11 标准断断面ANNSYSS计算结结果1）基本组组合图4-6 基本

34、组组合变形形图图4-7 基本组组合弯矩矩图图4-8 基本组组合剪力力图图4-9 基本组组合轴力力图2）准永久久组合图4-100 准永久久组合变变形图图4-111 准永久久组合弯弯矩图图4-122 准永久久组合剪剪力图图4-133 准永久久组合轴轴力图3）人防工工况图4-144 人防工工况变形形图图4-155 人防工工况弯矩矩图图4-166 人防工工况剪力力图图4-177 人防工工况轴力力图4）地震工工况图4-188 地震工工况变形形图图4-199 地震工工况弯矩矩图图4-200 地震工工况剪力力图图4-211 地震工工况轴力力图4.4.22 非标准准断面AANSYYS计算算结果1）基本组组合图

35、4-222 基本组组合变形形图图4-233 基本组组合弯矩矩图图4-244 基本组组合剪力力图图4-255 基本组组合轴力力图2）准永久久组合图4-266 准永久久组合变变形图图4-277 准永久久组合弯弯矩图图4-288 准永久久组合剪剪力图图4-299 准永久久组合轴轴力图3）人防工工况图4-300 人防工工况变形形图图4-311 人防工工况弯矩矩图图4-322 人防工工况剪力力图图4-333 人防工工况轴力力图4）地震工工况图4-344 地震工工况变形形图图4-355 地震工工况弯矩矩图图4-366 地震工工况剪力力图图4-377 地震工工况轴力力图4.5 车车站结构构配筋计计算4.5.

36、11 标准断断面的配配筋计算算经过ANSSYS分析计计算后，通通过内力力查找，将ANSYS计算内力结果列表如下，如表4-6、表4-7、表4-8和表4-9所示。表4-6 基本组组合标准准断面的的结构内内力构件弯矩/（kkNmm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘108071733810008000顶板下缘572033810008000中板上缘175.221449911000400中板下缘87.209911000400底板上缘418.44095110009000底板下缘111291795110009000侧墙迎土面面9369519141000600侧墙背土面面422.4408

37、581000600中柱00195010008000表4-7 准永久久组合标标准断面面的结构构内力构件弯矩/（kkNmm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘738.4448722310008000顶板下缘388022310008000中板上缘131.221086851000400中板下缘66.5557606851000400底板上缘313.66067610009000底板下缘81667067610009000侧墙迎土面面672.886766831000600侧墙背土面面292.8806341000600中柱00142010008000表4-8 人防工工况标准准断面的的结构内

38、内力构件弯矩/（kkNmm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘133697541910008000顶板下缘703.22041910008000中板上缘168.8813810401000400中板下缘82.4010401000400底板上缘491.22067610009000底板下缘1296107067610009000侧墙迎土面面99297510401000600侧墙背土面面426.4409841000600中柱00226010008000表4-9 地震工工况标准准断面的的结构内内力构件弯矩/（kkNmm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘753.6

39、647244210008000顶板下缘374.44044110008000中板上缘210.441358791000400中板下缘94.408791000400底板上缘406.44021010009000底板下缘94465921010009000侧墙迎土面面9369397081000600侧墙背土面面425.6606521000600中柱233.6678.31161440100080001）顶板上上缘的正正截面配配筋计算算（按偏偏心受力力构件计计算）顶板截面尺尺寸mmm，计算算长度，弯矩矩设计值值，轴力力设计值值，混凝凝土采用用C300，强度设设计值和和强度标标准值分分别为：，采用用HRBB33

40、55钢筋（，）。（1）求偏偏心距附加偏心距距：初始偏心距距：（2）求偏偏心距增增大系数数：所以偏心距距增大系系数应该该修正计计算。偏心受压性性质对截截面曲率率的修正正系数：所以取又因，所以以构件长长细比对对截面曲曲率影响响的系数数则偏心距增增大系数数：（3）判断断大小偏偏心计算偏心距距：按大偏心受受压构件件计算。（4）求受受压区钢钢筋面积积取则受压区钢钢筋面积积：取选用6200（=18884mm2）（5）求受受拉钢筋筋面积受压区高度度：故。则受拉区钢钢筋面积积：配筋选用11625（mm2）。式中轴向向力作用用点至受受压区钢钢筋合力力点的距距离（mmm）：所以非超筋筋。所以非少筋筋。（6）裂缝缝

41、宽度验验算根据混凝凝土结构构设计规规范（GB50010-2010），当0.55时需验算裂缝宽度。按有效受拉拉混凝土土截面面面积计算算的纵向向受拉钢钢筋配筋筋率：按荷载效应应的准永永久组合合计算的的弯矩：由于，所以以使用阶阶段的轴轴向偏心心距增大大系数。轴向压力作作用点至至纵向受受拉钢筋筋合力点点的距离离：纵向受拉普普通钢筋筋受力点点到截面面受压区区合力点点的距离离：钢筋混凝土土构件受受拉区纵纵向钢筋筋的应力力：裂缝间纵向向受拉钢钢筋应变变不均匀匀系数：最外层纵向向受拉钢钢筋外边边缘至受受拉区底边的的距离：c=50mm受拉区纵向向钢筋的的等效直直径：所以最大裂裂缝宽度度：所以满足裂裂缝宽度度要求

42、。2）顶板上上缘斜截截面的配配筋计算算对于整个车车站结构构来说，只只有车站站的顶板板下缘和和侧墙的的迎土面面的剪力力比较大大，以侧侧墙迎土土面的斜斜截面抗抗剪强度度计算为为例。侧侧墙尺寸寸10000 mmm6600 mm，侧墙墙设计剪剪力V=9951 kN。因为侧墙的的h0/b=5550/110000=0.554，侧墙墙应按一般般梁计算算。因为V=9951 kN0.77ftbh0=0.711.433100005500=5550.555 kkN，所以以需要按按计算设设置箍筋筋。选用双肢直直径为12的箍筋筋则：箍筋面积：Asv=nAsvv=21133.1=2266.2 mm22箍筋间距：取箍筋间距

43、距s=1000 mmm，满足足各项要要求。为为方便施施工顶板板、中板板、底板板、侧墙墙的截面面箍筋均均采用这这个配筋筋方案。3）中柱的的配筋计计算（按按轴心受受压构件件计算）中柱尺寸，计算长长度l0=6.65 m，轴力设设计值NN=1955088=1556000kN，混混凝土采采用C440，其其抗压强强度设计计值和抗抗拉强度度设计值值分别为为：，受力纵纵向钢筋筋采用HRRB4000钢筋筋，钢筋筋的抗拉拉和抗压压强度设设计值分分别为：，弹性模模量。根据混规上上的相关关内容，对对于轴心心受压构构件有：因为：查混规上的的稳定系系数表可可知：（线线性插值值）。因此柱的配配筋：配筋：纵筋筋选用11625

44、（）箍筋筋选用1121100。配筋率验算算：验算满足要要求。本地铁车站站其他位位置的配配筋方式式与车站站顶板上上缘类似似，车站站的顶板板、中板板、侧墙墙、底板板全部都都是大偏偏心受压压构件，混混凝土均均选用C30混凝土土，受力力钢筋均均采用HRBB3355钢筋，箍箍筋采用用HPBB3000，其他他截面位位置的配配筋计算算结果如表4-110所示示。表4-100 车站标准准断面配配筋表构件配筋方式配筋面积（mm2）箍筋配筋率裂缝宽度（mm）顶板上缘162578541210001.22%0.1400顶板下缘102238011210000.71%0.1333中板上缘102031411210001.02

45、%无需验算中板下缘82025141210000.86%无需验算底板上缘82025141210000.42%无需验算底板下缘142043991210000.70%0.1800侧墙迎土面面162578541210001.52%0.1933侧墙背土面面82025141210000.63%0.13994.5.22 非标准准断面的的配筋计计算经ANSYYS分析计计算得到到的非标标准断面面结构内内力如表表4-111、表4-112、表4-113和表4-114所示示。表4-111 非标准准断面基基本组合合的结构构内力构件弯矩/（kkNm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘76851636

46、110008000顶板下缘464031010008000中板上缘21312010101000400中板下缘60.9010101000400底板上缘400095610009000底板下缘116074295610009000侧墙迎土面面11609569421000600侧墙背土面面55907451000600中柱00150010008000表4-122 非标准准断面准准永久组组合的结结构内力力构件弯矩/（kkNm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘52435023810008000顶板下缘315020410008000中板上缘15589.37767011000400中板下缘4

47、6.855507011000400底板上缘311067910009000底板下缘83155867910009000侧墙迎土面面8316795601000600侧墙背土面面38905551000600中柱00112010008000表4-133 非标准准断面人人防工况况的结构构内力构件弯矩/（kkNm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘93663343110008000顶板下缘567038310008000中板上缘20411410701000400中板下缘57.5443010701000400底板上缘476097510009000底板下缘121084297510009000

48、侧墙迎土面面12109759031000600侧墙背土面面56508471000600中柱00174010008000表4-144 非标准准断面地地震工况况的结构构内力构件弯矩/（kkNm）剪力/kNN轴力/kNN尺寸bhh（mmmmm）顶板上缘53034931810008000顶板下缘302024210008000中板上缘1871109721000400中板下缘56.933109721000400底板上缘455014110009000底板下缘1130615108010009000侧墙迎土面面11309336411000600侧墙背土面面54605861000600中柱35795.722211

49、3010008000非标准断面面的配筋筋计算和和标准断断面的配配筋计算算相似，这这里不再再重复计计算，现现将最终终的计算算结果列列表如下下，如表表4-115所示。表4-155 车站非非标准断断面配筋筋表构件配筋方式配筋面积（mm2）箍筋配筋率裂缝宽度（mm）顶板上缘142043991210000.79%0.1211顶板下缘82025141210000.55%0.0944中板上缘102031411210001.02%0.1488中板下缘4209421210000.47%无需验算底板上缘62018841210000.42%无需验算底板下缘122558901210000.86%0.1444侧墙迎土面

50、面162578541210001.52%0.1988侧墙背土面面142043991210000.94%0.1455中柱62018841210000.24%无需验算4.6 纵纵梁的计计算纵梁的计算算按多跨跨连续梁梁考虑，纵纵梁上的的荷载取取纵梁两两侧各半半跨上所所承受的的荷载作作用到纵纵梁上，纵纵梁的计计算荷载载取ANSSYS里中柱柱的最大大轴力除除以跨长长作为均均布荷载载，在本本设计中中纵梁的的跨度取取5跨计算算，每跨跨长7.55m，配筋筋取中跨跨的正负负弯矩，纵纵梁各部部分的截截面尺寸寸为：顶顶纵梁10000mmm14400mmm，中纵纵梁10000mmm8000mmm，底纵纵梁10000m

51、mm18800mmm。由于于毕业设设计篇幅幅的限制制，在本本次设计计中只计计算标准准断面在在基本组组合情况况下的纵纵梁受力力情况和和配筋情情况。4.6.11 纵梁的的荷载计计算通过查找标标准断面面基本组组合下ANSSYS的内力力计算分分析结果果可以得得出顶纵纵梁、中中纵梁、底底纵梁承承受的荷荷载分别别为：顶顶纵梁：14440 kkPa，中纵纵梁2700 kPPa，底纵纵梁19550 kkPa。4.6.22 纵梁的ANSSYS分析结结果1）顶纵梁梁的结构构内力图4-388 顶纵梁梁弯矩图图图4-399 顶纵梁梁剪力图图2）中纵梁梁的结构构内力图4-400 中纵梁梁的弯矩矩图图4-411 中纵梁梁

52、的剪力力图3）底纵梁梁的结构构内力图4-422 底纵梁梁的弯矩矩图图4-433 底纵梁梁的剪力力图经过ANSSYS分分析运算算，查找找对应截截面的内内力，计计算结果果如表4-116所示。表4-166 纵梁的的内力计计算结果果构件跨中弯矩（kNmm）支座弯矩（kNmm）最大剪力（kN）尺寸bhh（mmmmm）顶纵梁37606530551010001400中纵梁7321270107010008000底纵梁5070879054301000180004.6.33 纵梁的的配筋1）顶纵梁梁上缘的的配筋计计算（按按受弯构构件单筋筋筋截面面计算）顶纵梁的截截面尺寸寸，弯矩矩设计值值，剪力设计计值，混混凝土采

53、采用C335，强度设设计值和和强度标标准值分分别为：，采用用HRBB4000钢筋（，），箍筋筋采用HHRB3335（，）。截面抵抗弯弯矩系数数：相对受压区区高度：受拉钢筋面面积：选用28332 ()因为,所以以非超筋筋。又因，所所以非少少筋。斜截面的配配筋验算算同顶板板类似，这这里不再再累述，其其中顶纵纵梁和底底纵梁采采用四肢肢HRBB335的箍箍筋，其其他位置置的箍筋筋均为双双肢。最最后配筋筋结果如如表4-117所示。表4-177 纵梁配配筋表构件配筋方式配筋面积（mm2）箍筋配筋率裂缝宽度（mm）顶纵梁上缘缘28322251881410001.61%0.19顶纵梁下缘缘2825137455

54、1410000.98%0.17中纵梁上缘缘162898521015501.23%0.16中纵梁下缘缘162260811015500.76%0.12底纵梁上缘缘30281847441412201.03%0.13底纵梁下缘缘32322573441412201.43%0.194.7 结结构抗浮浮验算由于本车站站采用明明挖法施施工，所所以必须须要考虑虑抗浮验验算，当当水浮力力过大时时，会导导致车站站局部构构件应力力增大或或者结构构整体失失稳上浮浮，当结结构的抗抗浮验算算不满足足要求时时，需要要增加抗抗浮设施施，比如如抗浮桩桩和压顶顶梁。根根据工程程类比，本本设计中中抗浮安安全系数数取1.005（不计计

55、入侧壁壁摩阻力力）。地地下水位位按最不不利位置置考虑，本本设计中中水位取取15.9m。水浮力：车站主体结结构自重重：2520.9(0.44+0.8+00.9)+255122.9(0.6+00.8)=17742.25 kN设备重量：8220.99=1667.22 kNN顶板上覆土土重量：17.533200.9=10997.225 kkN总的结构自自重：qq=17742.25+1677.2+10997.225=330066.7 kN结构的抗浮浮安全系系数，不不满足抗抗浮设计计的要求求，需要要增加抗抗浮设施施，本车车站中采采用抗拔拔桩，抗抗拔桩直直径取1.00m，桩间间距取柱柱跨的一一般为3.775

56、m。依据建建筑桩基基技术规规范（JGJJ94-20008），单根根抗拔桩桩极限承承载力标标准值为为：（4-5）式中 单根抗抗拔桩的的抗拔力力；抗拔系数数，粘性性土取0.7；桩侧土摩摩阻力特特征值，取取粘性土土= 2 * GB3和粘性性土= 3 * GB3的加权权平均值值68.64 kPaa；桩周长，本本站为3.114m；桩长，取取5m。单根抗拔桩桩的承载载力：抗浮系数，满满足抗浮浮设计要要求。4.8 本本章小结结主体结构设设计是地地铁车站站设计的的重点内内容，车车站主体体结构的的设计主主要包括括荷载的的组合和和计算，车车站结构构内力的的计算及及配筋以以及车站站的抗浮浮验算三三大板块块。现对对三

57、部分分内容总总结如下下：1）由于地地铁工程程的设计计使用年年限为100年，结结构重要要性系数数取1.11。一共共考虑基基本组合合、准永永久组合合、人防防工况、地地震工况况四种荷荷载组合合，各组组合的荷荷载分项项系数已已在表4-4给出。每每种组合合的顶板板、中板板、底板板荷载以以及侧向向荷载均均已依据据地铁铁设计规规范、铁铁路工程程抗震设设计规范范等规规范计算算出了相相应的荷荷载，并并绘制了了结构的的计算简简图。2）本车站站的结构构内力计计算采用用ANSSYS有有限元分分析计算算。对标标准断面面和非标标准断面面的四种种荷载组组合分别别进行了了ANSSYS建模分分析，最最后得出出了结构构的弯矩矩、

58、剪力力、轴力力图。根根据车站站结构的的内力计计算结果果，对车车站的顶顶板、中中板、底底板、侧侧墙、以以及纵梁梁进行了了配筋计计算，最最后绘制制了相应应的配筋筋图。3）对于明明挖车站站都要进进行抗浮浮设计，参参照广州州等地的的抗浮安安全系数数取值，本本车站的的抗浮安安全系数数取1.005，经经计算结结构的抗抗浮安全全系数小小于1.005，不满满足抗浮浮设计的的要求，最最后增设设了抗拔拔桩，把把抗浮安安全系数数提高到到了1.113，满满足抗浮浮设计的的要求。结论大四这一学学期过得得真快，时时间就如如流沙，抓抓也抓不不住，你你握得越越紧，它它跑得越越快。经经过一学学期的努努力，我我也最终终圆满的的完成了了整个毕毕业设计计，对设设计的内内容和自自己在这这一学期期所付出出的努力力以及自自己最终终的设计计成果都都是感到到很满意意。本设计主要要针对的的是城市市地铁车车站的设设计，全全文主要要是从车车站的建建筑设计计，围护护结构设设计和主主体结构构设计三三个方面面展开对对地铁车车站的详详细设计计。在车车站建筑筑设计部部分，车车站的方方案比选选是重点点，需要要设计者者综合车车