地铁与轻轨设计第节地铁设计实例

第五节地铁设计实例一、工程概况二、设计要求三、结构形式四、计算条件五、围护结构计算六、车站使用阶段横向框架结构计算七、车站纵向分析八、抗浮验算九、抗震要求十、人防验算十一、结构防水一﹑工程概况车站位于市中心，周围建筑较多，交通复杂，有大量的地下管线，埋深较大。车站为地下标准乙级站，且为换乘站。站台长度120m，车站设计内净总长176m，内净宽度19.6m。车站建筑要求站台层净高4m，站台至轨道底板面1.59m。车站标准段基坑开挖深度15.32m，端头井深度17.02m,换乘段基坑深度21.99m。车站建成后上面为道路。图4－19车站地下连续墙及支撑平面图图4－20车站基坑纵剖面图二﹑设计要求⒈结构形式和施工方法的选择，应考虑工程水文地质、总体规划要求、环境条件和道路交通状况．并对技术、经济、工期、环保和使用效果作综合比较。⒉按有关设计规范对其在施工阶段和使用阶段．根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，进行强度、刚度、稳定性和抗浮计算，并进行抗裂和裂缝开展宽度验算。三﹑结构形式本车站结构形式为双层双柱三跨框架结构。覆土3m，其中有三跨为与其他线车站的换乘段。车站标准段围护结构采用0.8m厚、28m深地下墙。车站标准段剖面图如图4－21。图4－21车站标准段剖面图四﹑计算条件⒈荷载标准⑴平时荷载1)站厅层、站合层、楼梯和车站人员管理用房等部位的人群荷载，取4kPa；2)内部设备控等效面载8kPa计算，特殊设备为什；3)地面车辆荷载按折算等效均有荷载取20kPa；4)覆土荷载取γ＝19kN／m3，覆土厚度取3m；5)列车车辆荷载按6节编组考虑，轴重14t，折算等效静载20kPa；6)水土侧压力原则上按朗金土压力理论；7)施工堆载取20kPa。⑵地震互荷载1)地震怪荷载古参数水平相地震胳系数Kh取0.界1，垂畅直地祥震系屡数Kv取(1纲/2～2/伯3)皆Kh。（炊验算眉结构规抗浮室能力猫时考腾虑）嫁。2)支承哨设置被动偿侧设铸置水趣平弹控簧支绸承，样在框蚊架底凝设置钉竖向乘弹簧直支承摇。3)竖向里荷载顶板师上覆头土重吼、结惊构自票重、0.廉5活载奥；底忌板反拖力取宜自重每反力纲或水锋反力挠两种摸工况速。⑶人防闷荷载撤仅用驻作结闷构验籍算⒉荷载盏组合⑴施度工开耍挖阶级段围壳护结供构承欺受荷揪载1)侧向柄水土巷压力散；2)支撑方预加纹轴力断；3)地面胞施工思荷载阴引起烦的侧乖向压扛力。⑵使渗用阶筑段框科架结慕构承妖受荷辟载1)荷载非基本熔组合罢：结晓构自详重、真地面暗超载导或地隆面车朗辆荷晨载、减竖向示土层拒重、此水土姐压力戴、人桥群荷宾载或设惨备荷橡载、窗列车朗荷载拦等。2)荷载斗偶然繁组合徐：①结粘构自宽重、焰竖向老土层仇重、恨水土撕压力造及地彩震等丹效静事载等称；②结刘构自绢重、他竖向索上层浊重、珍水土搂压力讯及人征防等塑效静悲载等跑。⒊工程顽材料⑴钢另筋混薄凝土使及混晴凝土赛除满刻足强馒度需勤要外璃，还降要考坛虑抗牺渗、守抗侵腾蚀的清要求僵；混皂凝土魂强度桨等级辛：车表站内权部结样构柱填采用C4域0，内帅衬、瓶梁和末墙采衫用C3部0，地臣下连崇续墙左采用C3今0；地勤下墙梦、内掀衬、唐顶板絮和底达板抗害渗标韵号均负采用S8。⑵钢缸筋采楚用Ⅰ﹑Ⅱ级钢妙筋，覆钢结叹构构提件一哨般采排用A3钢。⒋工程逢地质限概括车站﹑地质摊结构湾剖面礼示意漠图（见见图4－22）。图4－22车站指纵剖掉面与谈地质欣剖面土的侦物理祝力学矮性能蠢指标表4－12土层名称天然含水量ω(%)渗透系数固结快剪天然密度静止侧压力系数KhKvC(Pa)Φ(0)(10-7cm/s)①－杂填土①－2素填土②－1褐黄色粉质粘土30.914.92.082121.518.60.51②－3b灰色砂质粉土28.33416.27538.518.90.36④灰色淤泥质粘土49.52.334.271111.016.80.58⑤－1b灰色粘土42.82.053.161413.517.30.52⑤－1b灰色粉质粘土34.52.143.051518.518.00.45⑥暗绿～草黄色粉质粘土23.94020.019.8⑦－1a草黄色粉质粘土25.5331.519.4⑦－1b草黄色粉砂27.2336.518.9⑦－2灰色粉砂27.6039.519.0⑧－1灰色粘土37.42516.517.8⑧－2灰色粉质粘土夹砂质粉土29.51724.518.9⑨灰色粉细砂26.9535.519.0五﹑围护把结构仁计算⒈围护叉结构车站愉标准瓶段围伙护结瓜构采膊用0.浆8m厚、28灾m深地妙下墙游，人谋土深肤度比λ=嫁0.皆83。⒉支撑置系统采用Φ6冷09钢管等支撑衬，对徐撑水鲜平间拨距4m／2m间隔掀布置欠，对排撑部书分不疯设围倍檩，储对钢挎支撑柏施加瞎预应版力，寨其值旧按设村计轴掘力的70％控制蹈。⒊基坑懒稳定召性验挎算经计默算，剩抗隆族起安景全系羡数、则抗滑清动安厉全系启数、肾抗倾缩慧覆安侧全系适数、转整体联稳定晚性、泻抗管挂涌稳暗定性捧均满粱足规妙范要秃求。基本孩假定煎如下爹：⑴采用谱弹簧蒙模拟萍地基日对墙忧体的冒作用伙。非湿加固年区KH最大锈值为10头00诉0k场N/运m3，加定固区KH最大聋值采巡寿用20职00晴0k帐N/无m3，分岛布形浅状为狐基底喊以下5m内按孕直线肾变化,5m以下愈按矩盈形分社布。图4－23计算葬简图⒋基格坑强赚度变姨形计颈算⑵墙酒背侧砌土压汽力荷轰载假乞定为吧直线织分布孩，采灵用朗挥金主书动土升压力破理论捐，按竹水土纺分算谎计算具。式中平：hi—各层灾土的期厚度挪；γ—在地衫下水伶位以哭上取搅各层筋土的怒天然陕容重屯，以闻下取弱为各宰层土幅的浮前容重交；γw—水的滚容重醒；Φ—土的罗内摩菠擦角聋；q—地面林超载拍。深层h处土巾压力张强度:⑶采脾用顺葛筑法虫施工廉，支循撑的尿垂直区位置彩需经怖过对惠比设咏计加京以优亚化，挤既要辞满足嚼施工像要求打，又答要起擦到减角少地坏下墙尽内力怠和配溉筋量任的目待的。隐最下鸦一道怪支撑降至基场坑底薄面的筑距离界控制侵在2.同5m左右终。围护羽结构否计算飘工况控如图4－24，计写算结殃果见坑图4－25。图4－24标准紧段工霞况图刷（12种不霞同开旗挖、兵支撑泳、内此框架树浇注俗工况但）图4－25弯矩堆和剪扭力图⒌地下陷墙配垂筋计蔽算在基组坑开乒挖中蜂，支担撑预剃加应后力值苹为计荣算支蛇撑力势的70％左续右，板因此使地下小墙配尝筋计学算中延，应门考虑递支撑承预应奋力的境作用形。地下弄连续漂墙的地配筋府图见虹图4－26。图4－26地下咐连续宵墙的蜘配筋烂图（慌单位鞭：mm)图4－26地下誓连续照墙的筋配筋专图（属单位女：mm)⒍基坑仙设计墙中应刻注意跌的问邻题地下颈水位辫为0.券5m；⑦－1层为仙承压腥含水技层。疾当换毯乘段民开挖板至基让坑底21育.9外9m时，价其下猎卧土盏层厚袖约7.瓦5m左右蚂，而骨承压港水压侧力为24施5k叠Pa，下次卧土烂层不情能抵闯抗承碧压水巧压力伞，因栏此本辫车站吨换乘协段基元坑开劳挖时陪不仅煎要降迅地下德水（卡潜水妄），括还要坦对承逐压水镜采取应减压直措施颜，即扫降低纠承压国水压升力。六、殊车站载使用拼阶段诉横向茧框冠架结启构计陡算图4－27使用肚阶段为弯矩数图(kN)图4－28使用窗阶段挽剪力扔图(kN)图4－29框架更配筋挑图（群单位:m束m)车站秒主体资结构劫和地辟面结辱构主皆要截收面尺垫寸表4－13序号名称截面尺寸或厚度(mm)混凝土标号主体段端头井换乘段1顶纵梁800×1600800×1800800×1600C302站厅层纵梁650×1000700×1100650×10003底纵梁800×2190800×2400800×18904顶板8005站厅层顶板4006站台板2007底板900100012008内衬6004009柱600×900800×800Ф800C40七、绞车站栽纵向既分析⒈车保站顶考板、盐顶纵链梁，撑中板厕、中铜纵梁位，底据板和绕底纵兼梁设速置诱日导缝渡，车提站纵赴向诱胁导缝唤间距丢原则叉上为24根m，设棵置在1/域3跨度倚处；⒉采咽用80历0m卫m厚刚磁性接涛头衔会接地东下墙甜；⒊底披板、鼠中板去、顶叮板的投纵向筋合筋服率均筋取0.丙4％（双面迁）左禁右。八、豆抗浮宿验算⒈矩势形框殃架受向浮力享作用泻进行盲横向外框架严内力伞计算希时，元只考变虑结核构自赶重、织覆土魄重量警、地护下墙盒可用戒的抗绢浮摩管阻力握以及迟作用文在底鸡板面钱上的再全部验浮力催；⒉地狸下墙西与土激体的府摩阻和力取5k妈Pa；⒊地态下水驰位按补地面臣以下0.堵5m考虑掌，建省成后咏使用缺阶段阀抗浮导安全武系数屑大于1.示10；九、教抗震贿要求车站蜜结构馆抗震统烈度投为7度，恋设防剂分类汁为乙元级，躬按8度采殿取相申应抗脾震构扔造措览施，其抗震饭等级指定蚊为二槐级，追以提愿高结壳构和附接头盒处的