虹梅路地铁车站结构设计

摘要：文章介绍了上海市轨道交通申松线虹梅路地铁车站结构设计的技术标准、主体结构方案比较选型、结构计算的思路和基本假定，并给出了各工况计算内力图。设计成果表明，按“时空效应”选取的参数，计算结果较经济合理。概述申松线（R4线，以下简称R4线）一期虹梅路车站设于宜山路、虹梅路交叉口的宜山路下。虹梅路站站台宽度为10m,车站长（内净）187.7m,车站标准段宽度（内净）17.6m,端头井部分为21.4m。车站为地下二层结构，下一层为站厅层，下二层为站台层。图1 总平面图2结构设计的技术标准2.1荷载1） 结构自重：钢筋混凝土重度按Y=25kN/m3计，素砼重度按y=24kN/m3计。2） 覆土荷载:覆土荷载按重度y=18kN/m3计，覆土厚度按规划道路标高计算。3） 地面超载:汽车荷载标准:汽车-20级，挂车-100或按堆载10kN/m2计。4） 施工超载:按20kN/m2计。5） 人群荷载:站厅层、楼梯按4kN/m2计;站台层按5kN/m2计。6） 站内设备荷载:按8kN/m2计,非凡设备荷载另计。7） 地铁列车荷载:按等效静载20kN/m2计。8） 盾构自重:按2700kN计。9） 浮力:按最高地下水位的全部水浮力计。10） 侧向水土荷载:基底以上为线性分布，基底以下为常数，开挖阶段为水土合算的静止土压力,使用阶段为水土分算的静止土压力。2.2基坑工程等级按《基坑工程设计规程》DBJ08-61-97第3.0.1条，虹梅路车站主体工程基坑等级为一级。2.3裂缝答应开展宽度顶板及梁：。《0.2mm;中板、站台板及梁:O《0.3mm底板及梁:0<0.2mm;侧墙（地下连续墙、内衬）:6<0,2mm2.4抗浮车站结构按最不利情况进行抗浮稳定验算。不考虑侧壁摩阻力时,抗浮安全系数Kf21.05,适当考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数Kf21.10。2.5抗震设防烈度地震基本烈度为7度，地震作用按7度进行结构抗震计算，结构按8度采取抗震构造措施。2.6人防结构设计考虑平战转换，预留人防所需埋件，防护等级为6级。7结构防水车站结构防水按一级标准进行设计，即顶板不答应渗漏水，侧墙表面只答应有少量偶见湿迹，在强53制通风状况下湿迹应消失，侧墙漏水量<0.11/m2-d。作为车站主体结构或主体结构一部分时，所用混凝土的抗渗等级4S8。3地下车站的结构设计1结构选型虹梅路站主体结构为地下二层单柱二跨现浇钢筋混凝土框架结构。方案一:标准段单层侧墙方案。采用0.8m厚地下连续墙，地下连续墙作为基坑施工的围护结构，施工结束后作为永久结构的侧墙，端头井侧墙为0.8m厚地下墙加0.6m厚内衬。方案二:标准段双层墙方案。采用0.6m厚地下连续墙，内侧浇筑0.4m厚钢筋混凝土内衬组成叠合结构。地下连续墙即作为基坑施工的围护结构，又作为永久结构侧墙的一部分。端头井侧墙为0.8m厚地下墙加0.6m厚内衬。经比较:方案二内部受力合理，防水效果好，结构耐久性较有保证,工程投资较小，故推荐方案二。3.2结构计算3.2.1 地下连续墙入土深度的确定地下连续墙入土深度既应保证基坑施工的安全性又应尽可能节约投资，并考虑环境条件如地下管线和临近已建建筑物的保护要求，结合软土中深基坑工程的设计施工经验确定。本工程主体结构基坑图2开挖阶段5步骤开挖深度15.67〜17.42m左右，地下连续墙入土深度拟定12.5〜13.9m。基坑抗隆起安全系数KL=2.65>2.5基坑抗管涌安全系数KS=2.6>2.0地下墙抗倾覆发全系数KQ=1.3>1.20车站底板位于第④1层灰色淤泥土，考虑基坑开挖时可能产生的流砂可能及控制地下墙变形，基底采用旋喷注浆加固,加固体28d抗压强度qu>1.5Mpa。3.2.2 结构抗浮验算结构抗浮验算按最不利荷载组合计算,考虑结构自重、覆土重。车站覆土厚度为2.5m，取最不利抗浮位置进行验算。推荐方案:抗浮安全系数：Kf=1.13>1.053.2.3 结构计算模型的基本假定1） 结构按平面问题考虑，取单元长度进行结构分析。2） 结构分析考虑基坑开挖施工的特点，按“先变形、后支撑”的原则进行结构计算,计入墙体的先期位移不支撑的压缩变形。3） 基底下坑内土体对墙体的抗力作用以一系列弹性约束进行模拟，KH取值按时空效应理论根据施工参数确定。4） 墙背侧向荷载按静止土压力计算，施工阶段采取水土合算，运营使用阶段采取水土分算。5） 拆除支撑模拟支撑点加一反向集中力，回筑阶段按叠加法计算,地下连续墙与内衬按叠合墙考虑。6） 地下连续墙内预埋钢筋等强度滚扎直螺纹接头，侧墙与主体结构板的连接按刚接计算。3.2.4 结构计算图式结构分析模拟实际施工过程，采用有限元分析程序按荷载逐渐施加进行连续计算叠加。各计算工况如下：1） 无支撑开挖至标高2.430m;2） 在标高2.730m处架设第一道钢支撑，开挖至标高-1.870m;3） 在标高-1.470m处架设第二道钢支撑，开挖至标高-5.770m;4） 在标高-5.3700m处架设第三道钢支撑，开挖至标高-8.870m;5） 在标高-8.470m处架设第四道钢支撑，开挖至标高-11.170m;开挖阶段5个步骤见图2所示：6） 浇筑垫层、底板，拆第四道钢支撑；7）浇筑下二层侧墙、中楼板，拆第二道钢支撑;8）浇筑下一层侧墙、顶板，拆第一、三道支撑;9） 拆脚手架、底板卸载；回筑阶段4个步骤