地铁车站论文

本科毕业设计(论文)合肥市轨道交通1号线繁华大道车站

初步设计1、本论文的目的、意义毕业设计或论文的教学目的是：培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和专业知识的能力，通过完成毕业设计能够很好地检验学生处理实际问题的能力，毕业设计结合毕业实习能锻炼学生的理论分析头脑和解决实际问题的能力，能够很好的做到实践与理论的结合。作者完成本次毕业设计的地铁车站设计，了解了地铁车站设计的大概的流程，更加熟悉了对CAD、理正、ANSYS等软件的操作。对地铁车站的三大板块：建筑设计、围护结构设计和主体结构设计有了更深刻的理解，对三大块的详细设计计算过程更加清楚，比如建筑设计的方案比选，围护及主体结构的内力计算以及图纸的绘制等。本科毕业设计使本科生掌握了基本的工程设计方法，受到了一种工程思维的锻炼，以后进入工作岗位之后能够很快的适应工作要求，成为土建单位都非常欢迎的员工。在毕业设计的过程中，老师和同学的相互交流也能很快的提高学生的学习能力，对老师的教学也有很大帮助。2、学生应完成的任务：方案规划，要求完成两个以上车站平面以及立面位置方案的经济技术和可行性比

较；提出规划设计方案，并做好车站的建筑设计。围护结构设计，在地铁车站明挖时需要进行围护结构设计，包括结构的设计图和计算书。（3）结构设计，包括主体结构、风道结构、出入口结构的设计计算，以及结构设计图和计算书。（4）完成实习扌报告和外文翻译。3、论文各部分内容及时间分配：（共17周时间）第一部分阅读毕业设计任务书，熟悉地铁车站设计的流程，并收集与地铁车站设计相关的图书资料。（2周）第二部分车站建筑设计，主要进行车站的方案比选，建筑布置、防灾设计和车站规模的计算。（3周）第三部分绘制车站建筑设计部分的相关图纸，包括站厅层和站台层的平面布置图、纵剖面图、客流组织图以及横断面图（标准断面和非标准断面）。（3周）第四部分车站围护结构设计，包括围护结构的方案比选，围护结构的计算以及围护结构的配筋和配筋图的绘制。（3周）第五部分车站主体结构的设计，包括荷载的计算和组合，运用ANSYS建模分析结构的内力，然后进行配筋计算，最后再验算混凝土结构的裂缝宽度以及实施车站的抗浮验算。（3周）第六部分绘制车站的配筋图和一张手绘图并整理word文档，完成毕业设计的所有内容。（2周）评阅及答辩（1周）备注指导教师：年月日审批人：年月日摘要自从1969年北京建成我国的第一条地铁以来，我国的地铁建设迅速发展。地铁在改善城市的交通环境方面，发挥了越来越大的作用，可以断言21世纪将是地铁建设的高峰期。地铁车站设计应该贯彻“安全、经济、适用、可靠”的原则，并运用“以人为本”的思想，合理的选择车站位置。设计要做到与周围环境的协调，减少对周围建筑的影响，满足城市交通规划的要求。繁华华大道车站是合肥市轨道交通1号线的一个中间站，位于繁华华大和青海路交叉路口南侧，与繁华大道垂直相交。车站程南北走向，北接高铁站，南接大连路站。本车站的设计内容分成三个主要部分：第一部分是车站的建筑设计，包括车站规模的计算，车站方案的比选，车站的建筑布置以及车站的防灾设计等内容；第二部分是车站的围护结构设计，包括围护结构的方案比选，围护结构尺寸的拟定，围护结构的计算和配筋以及围护结构的稳定性验算；第三部分是车站的主体结构设计，涉及荷载及荷载组合，主体结构的内力计算及配筋和车站的抗浮验算。根据《地铁铁设计规》对繁华大道车站进行了车站建筑设计，确定了车站总长192.1m，标准断面宽度20.9m,车站站台有效长度120m,宽12m。围护结构的设计采用理正深基坑软件设计，经过围护结构的方案比选，本车站采用直径1m,间距1.2m的钻孔桩方案。主体结构的计算采用ANSYS有限元分析计算,根据《建筑荷载设计规范》计算主体结构荷载，通过ANSYS建模分析得到内力，再根据《混凝土结构设计规范》对车站进行配筋及裂缝宽度验算，最后进行车站的抗浮验算。关键词：地铁车站；建筑设计；围护结构设计；主体结构设计；抗浮验算AbstractThefirstsubwaywasbuiltinBeijingsince1969,theconstructionofsubwaydevelopedquicklyinchina.Thesubwaysbecomemoreandmoreimportantinimprovetrafficenvironmentofcities,wecanpredictthatit'sapeaktimeforsubwayconstructionin21century.Thedesignofasubwaystationshouldobeytherulesof“safety,economy,applicabilityandreliability”,applytheconceptof“peoplefirst”,chooseasuitablelocationofthestation.Thedesignofthestationshouldcoordinatewithsurroundings,reducetheimpactsonthesurroundingbuildings,andmeetthedemandsoftrafficplanning.FanhuaRoadstationisaintermediatestationofthenumberoneurbanrailtrafficlineofHefeicity,andit'slocatedinthesouthoftheintersectionofFanhuaRoadandQinghai,andthestationmeetsFanhuaroadwithaverticalintersection.Thedesigncontentsofthestationconsistofthreeparts:Thefirstpartisthearchitecturaldesign,whichincludescalculatingthesizeofthestation,comparisonofthestationscheme,arrangementofthestationarchitectureandthedesignofdisasterprevention;Thesecondpartisthebuildingenvelopedesign,includingcomparisonofthebuildingenvelopescheme,decidingthesizeofthebuildingenvelope,thecalculationandreinforcementofthebuildingenvelope,andthestabilitycheckingcalculationofthebuildingenvelope;Thethirdpartisthemajorstructuredesign,includingloadandcombinationofit,calculationandreinforcementofthemajorstructure,andtheanti-floatingcheckingcalculation.ThedesignoftheFanhuaRoadStationwasconductedaccordingtothemetrodesigncode,thetotallengthofthestationis192.1meter,thewidthofthestandardsectionis20.9meter,Theeffectivelengthoftheplatformis120m,andthewidthis12m.ThedesignofthebuildingenvelopeisbasedontheLIZHEN,whichissoftwarefordeepexcavation,afterthecomparisonofthebuildingenvelope,theauthordecidedtousethedrillingpilewithadiameterof1mandaminterval.ThemajorstructurewascalculatedwithANSYS,thencalculatedtheloadonthemajorstructureaccordingtothe“Loadcodeforthedesignofbuildingstructures”,andgettheinternalforcefromANSYS,next,conductthereinforcementandthecrackwidthcheckingcalculationaccordingtothe“loadfordesignofconcretestructures”,finally,carryouttheanti-floatingcheckingcalculation.Keyword:Subway;thearchitecturaldesign;thebuildingenvelopedesign;themajorstructuredesign;theanti-floatingdesign目录TOC\o"1-5"\h\z第一章绪论11.1地铁发展概况11.1.1我国地铁发展概况1工程概况1工程地质概况2水文地质概况2不良地质作用与特殊岩土3第二章车站建筑设计42.1概述42.1.1设计依据42.1.2设计原则4车站规模5车站预测客流量52.2.2站台有效长度计算62.2.3站台宽度计算62.2.4楼梯与自动扶梯计算7售检票设施计算92.2.6车站出入口楼梯及通道宽度计算112.2.7车站尺寸122.3车站总平面布置132.4车站建筑布置15车站防灾设计16本章小结17第三章围护结构设计183.1围护结构设计概述183.2围护结构方案比选183.3围护结构的主要尺寸和参数193.4围护结构计算193.4.1计算图示与计算模型20参数的选取与计算20理正计算结果分析233.5基坑整体稳定性验算253.6基坑抗倾覆稳定性验算253.7配筋计算263.8本章小结27第四章车站主体结构设计284.1主体结构设计概述284.2车站结构尺寸及材料284.2.1车站结构尺寸284.2.2主要材料参数294.3荷载计算及计算简图294.3.1荷载组合及分项系数294.3.2基本组合及计算简图304.3.3准永久组合及计算简图324.3.4人防工况及计算简图334.3.5地震工况及计算简图344.4车站结构内力计算374.4.1标准断面ANSYS计算结果374.4.2非标准断面ANSYS计算结果434.5车站结构配筋计算494.5.1标准断面的配筋计算494.5.2非标准断面的配筋计算56纵梁的计算58纵梁的荷载计算594.6.2纵梁的ANSYS分析结果594.6.3纵梁的配筋62结构抗浮验算63本章小结64致谢66参考文献67附录实习报告错误!未定义书签。第一章绪论1.1地铁发展概况这几年，我国的城市规模逐渐扩大，基础设施落后更加凸显，城市交通运输矛盾日益彰显。由于安全、准时、快速等优点，城市轨道交通在开拓城市空间、开创城市快速立体交通网络和优化城市交通环境方面发挥了很大的作用。1.1.1我国地铁发展概况我国的地铁建设可以分为4个阶段：（1）起步阶段：我国开始准备建设北京地铁网络，1969年10月北京地铁1号线通车，总长23.6千米。之后天津地铁、哈尔滨人防隧道等成功建成，起步阶段的指导思想是人防。（2）发展阶段：我国仅有北京、上海、广州等几个大城市规划建设地铁，发展阶段地铁建设把城市交通作为目的。（3）调控阶段：90年代以后，国内一些省会城市着手准备地铁建设。因为项目繁多而且造价高，国务院在1995年12月发布了国办60号文件，暂停了一些地铁重大项目的审批。（4）建设高峰期：国家政策鼓励大中城市建设地铁改善交通，高峰期建设地铁速率远远超过之前的30年。工程概况合肥市位于北亚热带湿润季风气候区，气候温和，四季分明，雨量适中。平均气温常在15.7°C,夏季最高达到41°C,冬季最低达到零下20.6°C,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，5〜9月为汛期，暴雨较多，这个阶段的降水量占全年的60%左右。此项目地处合肥市城区和开发区，属江淮波状平原。沿线可划分成南淝河河床与河漫滩、一级阶地、二级阶地。总的看来，此项目沿线地形相对平坦，局部地形有起伏。合肥站到南一环站地面标高为13.25至18.75m，南一环站到大连路站地面标高23.86至35.49m,大连路站到徽州大道站地面标高11.55至20.70m。工程地质概况根据土层信息共有以下几种地层：人工填土层（Qml）：粉质粘土①回填层：棕色-灰色和黑色，松散-稍密，湿，主要由粉质粘土含灰,炉渣砖,砂石,植物的根。杂填土①1层：杂色，稍密-稍密，湿，建筑垃圾，含有大量的灰，砖，砂石。第四系全新统冲积层（Q4lal+Pl）：粘土②层：棕色-棕色，硬-硬质塑料，可压缩，氧化铁，铁锰结核和少量的白色高岭土，切面光滑，有光泽，干燥，高强度，层连续分布。粉质粘土②1层：棕色-棕色，硬质塑料，可压缩性，含有高岭土少量的氧化铁和锰结核，粗糙的部分，仅在个别孔层暴露分布的镜头。第四纪更新世冲积层（Q3al+pl）：粘土③层：棕色-棕色，硬-硬质塑料，可压缩，氧化铁，铁锰结核和少量的白色高岭土，切面光滑，有光泽，干燥，高强度，层连续分布。粘土④层：黄色-褐色，硬-硬质塑料，可压缩性，含少量铁锰结核本地夹粉质粘土透镜层的分布是不连续的。粉质粘土④1层：棕色，硬质塑料，可压缩性，含有少量的高岭土，氧化铁和锰结核，粗糙的部分，仅在单个孔的层暴露分布的透镜。水文地质概况1）地下水类型合肥地区主要有二十里埠河、店埠河、板桥河、南淝河、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。合肥市轨道交通1号线在里程约为K7+170〜K7+240段下穿南淝河。本次勘察没有发现上层滞水，但在局部地段受地表水体、管线渗漏和大气降水等影响。不良地质作用与特殊岩土1）地质灾害与不良地质作用经过专家评估无地质灾害和不良地质作用。2）特殊性岩土本项目的主要特殊性岩土包括填土、膨胀土。填土：分布普遍，厚度一般约为0.5〜3.5m,局部地段较厚，高达5.3m。膨胀土：本工程的粘土②层、粘土③层和粘土④层具有弱膨胀潜势，本工程土层属弱膨胀潜势的膨胀土。2.2.4地震动峰值加速度根据国家地震局编制的《中国地震动参数区划图》（GB183060）区划，合肥市地震动峰值加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度。设计地震分组为第一组，场地类别为II类，设计特征周期为0.35s。第二章车站建筑设计2.1概述合肥市轨道交通1号线终点站为徽州大道站，起点站为天水路站，一共有26座地铁车站，线路全长29.06km。2.1.1设计依据地铁设计规范(GB50157-2003)混凝土结构耐久性设计规范(GBT50476-2008)建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)铁路隧道设计规范(TB10003-2005)人民防空工程设计规范(GB50225-2005)建筑结构荷载规范(GB50009-2012)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006)钢结构设计规范(GB50017-2003)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)2.1.2设计原则地铁车站设计应符合交通规划、城市总体规划及轨道交通线网规划的要求，按照技术先进性、适用、安全、经济和理性的原则，妥善处理与地面建筑、城市交通、地下构筑物、地面与地下管线之间的关系，尽量减少管线迁移、房屋拆迁和施工对地面交通、地面建筑物及市民生活的影响，努力做到方便市民，节约工程投资。车站规模2.2.1车站预测客流量本车站的客流量预测以2006年居民出行调查为基础，以2009年的调查为修正资料，预测得出2041年合肥市300个交通小区的出行发生吸引量的出行矩阵，并以此为基础进行公交方式的客流预测。2041年合肥市轨道交通1号线繁华大道站的预测客流量如表2-1和表2-2所示。表2-12041年1号线繁华大道站早高峰小时客流预测表（人/小时）站名上行下行超咼峰系数上车下车断面客流量上车下车断面客流量繁华大道106031522612228581393358891.24表2-22041年1号线繁华大道站晚高峰小时客流预测表（人/小时）站名上行下行超咼峰系数上车下车断面客流量上车下车断面客流量繁华大道10452144269172364795195921.24本站的远期超高峰系数为1.24，则远期高峰小时总设计客流量为：（1060+3152+2858+1393）X1.24=10494（人/小时）进站设计客流：（1060+2858）X1.24=4858（人/小时）出站设计客流：（3152+1393）X1.24=5636（人/小时）车站分向客流：本站远期高峰小时进出站设计客流量为8463人，本站共设计4个出入口，根据客流预测资料，分向客流设计如表2-3所示。表2-3繁华大道站高峰小时分向客流表繁华大道站A出入口B出入口C出入口D出入口合计客流量（人/小时）18492463188122708463百分比21.85%29.10%22.23%26.82%100%2.2.2站台有效长度计算根据《地铁设计规范》站台设计的相关内容有站台有效长度计算公式l=sn+6（2-1）式中l—站台有效长度（m）；s—列车每节长度（m）；n—列车节数，即车辆编组数量；6—列车停车误差，有屏蔽门时取6=±0.3m。根据各个车站的最大编组数量确定合肥市轨道交通1号线采用B型车,6辆编组，B型车长度为19.52m。则繁华大道车站有效长度：/=19.52x6±0.3=（117.12±0.3）m取站台的有效长度为l=120m。站台宽度计算站台宽度主要根据车站预期高峰小时客流量大小、列车运行间隔时间、结构很断面形式、站台形式、站房布置、楼梯及自动扶梯位置等因素综合考虑确定。本车站采用地下两层，岛式站台形式。根据《地铁设计规范》岛式站台宽度计算的相关内容有：岛式站台宽度：B=2b+nz+t（2-2）dQ•pQ•p其中b=上+b或b=上、下+M两者取大值。LaL式中相关参数的意义和取值如下b一侧站台宽度（m）；

n—横向柱数，取n=1；z—横向柱宽，本站米用单柱双跨，取z=0.8m；t—每组人行梯与自动扶梯宽度之和（m）；Q—2041年每列车高峰小时单侧上车设计客流量（人/小时）；上Q—2041年每列车高峰小时单侧上下车设计客流量（人/小时）；上、下P—站台上人流密度，取0.5m2/人；L一站台计算长度（m）；M—站台边缘至屏蔽门立柱内侧的距离（m）,本站取0.25m；b—站台安全防护宽度取0.4m,采用屏蔽门时以M代b替值。aa合肥市轨道交通1号线高峰小时列车运行对数为30对/小时,基于2.2.1的客流量预测和繁华大道车站的基础资料可以计算本车站的站台宽度如下：侧站台宽度：b二+0.25二0.98m(2858+1393)x1.24x侧站台宽度：b二+0.25二0.98m120x30根据地铁设计规范的要求岛式站台的侧站台的最小宽度为2.5m,所以取b=2.5m。B-2b+nz+1-2x2.5+1x0.8+0.73x2+2.5+0.24=10md所以取Bd=12m。楼梯与自动扶梯计算从节约资源考虑,出站客流上行乘自动扶梯,进站客流下行走步行楼梯。1）自动扶梯台数计算自动扶梯台数计算公式为：Nk2-3)式中n—自动扶梯台数;N—2041年预测的上行与下行出站客流量（人/小时）k—超高峰系数；

幻一自动扶梯每小时输送客流能力，取9600人/小时;耳一自动扶梯的利用率，取0.8。根据《地铁设计规范》：自动扶梯应采用30度倾角，有效净宽为1m运输速度宜采用0.65m/s,设计通过能力应不大于9600人/小时。根据繁华大道车站的实际情况，代入相关数据有：Nk(3152+1393)x1.24…n===0.73n耳9600x0.81采用2部1m宽自动扶梯。2)楼梯宽度计算楼梯宽度的计算公式为：2-4)楼梯宽度的计算公式为：2-4)m二n耳'2式中m一楼梯宽度(m)；N'—2041年预测的上行与下行进站客流量(人/小时);k一超高峰系数；n2一楼梯双向混行通过能力，取3200人/(h.m);楼梯利用率，取0.7。根据《地铁设计规范》：乘客使用的人行楼梯宜采用26度34分倾角，其宽度单向通行不小于1.8m，双向通行不小于2.4m，当宽度大于3.6m时，应设置中间扶手。楼梯宽度应符合建筑模数。根据本车站的相关数据计算有：Nk(1060+2858)x1.24m===2.17mn耳r3200x0.72为保证事故疏散时间的要求，采用2部2.5m宽的楼梯。人行楼梯和自动扶梯的总量布置除满足上下乘客的需要外，还应按站台层的事故疏散时间不大于6min进行验算。消防专用楼梯和垂直电梯不计入事故疏散用。验算公式为：T二1+Qi+Q2(2-5)0.9[A(N-1)+AB]12

式中Q—一列车乘客人数（人）采用B型车，满载为1440人;Q2—站台上候车乘客和站台上工作人员总量；A]—自动扶梯通过能力，取9600人/（h•m）；A2一人行楼梯通过能力，按单向上楼取3700人/（h.m）；N一自动扶梯台数，本站N=2；B—人行楼梯总宽度（m）。按满载客流量计算则：一列车满载人数Q1=1440（人）站台上候车总人数Q2=（1060+2858）X1.24/30=162（人）自动扶梯通过能力A产9600/60=160（人/min）楼梯单向上行时通过能力A2=3700/60=61.7（人/min）人行楼梯总宽度B=2.5X2=5m1440+1621440+1620.9x[160x(2-1)+61.7x5]=3.8minQ+Q20.9[A(N-1)+AB]

12T=3.8minv6min，满足规范防灾要求。售检票设施计算1A隹亜丄/口aK车站售票方式采用人工和自动相结合的方式，按远期持卡率为50%考虑。（1）自动售票机所需台数计算公式为：N=（2-6）1m1式中y—自动售票机数量（台）M]—高峰小时上行和下行上车的客流总量（人/小时）；k—超高峰系数；加]—自动售票机的售票能力，取300人/（小时.台）。代入数据得：

“Mk(1060+2858)x0.5x1.24「厶300N=―1—==8.1台3001m1取10台，每边各布置5台。2-7)(2)人工售票所需窗口数的计算公式为：N'=2-7)1m'1式中m'—人工售票售票能力，取1200人/小时。1代入数据得：山Mk(1060+2858)x0.5x1.24心厶N=——==2.02口1m12001在设置了自动售票窗口的同时，设置了人工售票窗口，因此设置2个人工售票窗口来满足客流需要。每边1间。2)检票在计算检票设施的数量时，需要考虑进、出站客流量需要，按远期预测高峰小时的进站、出站人数来分别计算。本站采用的自动检票机为门扉式非接触IC卡形式，每小时通过能力为2100人。(1)进站检票N二红(2-8)2m2式中m2—远期高峰小时进站客流量；m2—检票机每小时检票能力，取2100人/(小时•台)。代入数据计算得：Mk2m2_(1060+2858)x1.24_Mk2m22100==2.3台2100取6，两边各3台。2)出站检票：N2)出站检票：N=M'k2

m22-9)式中M'—远期高峰小时出站客流量。2代入数据计算得：M:k_(3152+1393)x1.24_27台m21002

取6，两边各3台。出站检票口应该设置补票亭，方便乘客补票车站出入口楼梯及通道宽度计算繁华大道车站一共设计4个出入口，1号出入口面向北方，与繁华大道相邻，2号出入口处在青海路东边。3号、4号出入口位于青海路西侧，3号出入口预留，4号出入口面向北方，其中3号暂不建设。每个出入口楼梯及通道宽度应按远期分向设计客流乘以1.1~1.25不均匀系数计算确定，总的通行能力应大于远期预测高峰小时最大客流量乘以不均匀系数。本站的超高峰系数取1.24，不均匀系数取1.18。1)出入口通道宽度计算通道宽度计算公式为：b=(2-10)c式中b—通道宽度(m)；Q—出入口超高峰小时客流量；a—不均匀系数，取1.18；c一通道双向混行通过能力，取4000人/(m•h)。A出入口通道宽度计算：bA出入口通道宽度计算：b=—c1849x1.24x1.184000二0.68m考虑规范中最小尺寸取b=2.5m。2)出入口楼梯宽度计算楼梯宽度计算公式为：BC(1+ab)(2-11)式中Q—超高峰小时通过客流量；T—列车运行间隔时间，取2min；C—楼梯通过能力，取3200人/(m•h)；ab—加宽系数，取0.15。A出入口楼梯宽度计算：B二Q^T（1+a）二1849X2x（1+0.15）二1.33mCb3200考虑规范中最小尺寸，采用2.4m宽的楼梯。同理可计算出B、C、D出入口通道宽度和楼梯宽度，如表2-4所示。表2-4繁华大道各个出入口通道宽度和楼梯宽度计算表繁华大道站A出入口B出入口C出入口D出入口分向客流（人/小时）1849246318812270通道计算宽度（m）0.680.90.690.83通道实际取值（m）4.54.54.54.5楼梯计算宽度（m）1.331.771.351.63楼梯实际取值（m）2.42.42.42.4按事故疏散客流验算出入口通道、楼梯宽度，出入口通道、楼梯还需进行事故疏散客流验算。繁华大道站远期高峰小时断面客流量为35889人，2041年早高峰设计客流量为10494人/小时，高峰时刻列车开行对数30对/小时。站台上候车人数=（1060+2858）X1.24/30=162人一列车乘客人数=35889X1.24/30=1483人通道宽度：（162+1483）^（5000^60X5）=3.9m楼梯宽度：（162+1483）^（3700^60X5）=5.3m全站出入口通道总宽度为18m,满足要求。4个出入口分别设置1部1m宽的自动扶梯,1部2.4m宽的楼梯,4个出入口总的楼梯宽度为13.6m,满足规范要求。车站尺寸本车站采用地下2层，单柱双跨形式，车站外包总长度为192.1m,标准断面宽度为20.9m,车站顶板厚800mm,中板厚400mm,底板厚900mm,侧墙厚600mm,中柱尺寸为1000mmX800mm。车站总平面布置繁华大道车站是合肥1号线的一个中间站，车站主体位于青海路和繁华大道交叉路口南侧，与繁华大道垂直相交。本车站采用地下2层，单柱双跨形式，车站外包总长度为192.1m,标准断面宽度为20.9m。1）方案比选地铁车站站址一般选择在客流量较大的地方。在整个路网规划中,进行车站站位设计时,需要根据地铁沿程客流、城市规划、地面居民以及商业区的布置情况,合理分配车站位置。本车站对2个方案进行了比选,最后选择一个最合理的车站站位。具体比较方案如下：方案一：车站主体位于交叉路口南侧,车站位于道路红线外侧的建筑区内。方案优点：车站位于道路红线外侧的建筑区内,可避免破坏路面和地下管线的拆迁,减少对地面交通的影响,充分利用城市土地。道路两侧绿地较宽,比较容易设置出入口风亭附属设施,方便施工,有充足的建筑施工用地,车辆进出也很方便。方案缺点：车站位于交叉路口南侧客流量相对较少。

I.wt.I.wt.汕軸甘.i-强鼻乩£11914111EI1.!-4-1無祗話1..匸町乩粧胖卄飙『!和材FM聖岐Mt■扯图2-1方案一的车站布置示意图方案二：车站位于交叉路口处，该方案车站跨十字路口。方案优点：乘客从路口进入地铁不需要经过地面，增加了乘客的安全。车站位于十字路口客流量相对较大。周围有相对宽敞的绿地，可以方便施工。方案缺点：车站位于交叉路口对地面交通的影响较大，对地下管线的影响大。W砒如忆HHXKl^l-P^UNni.JaiEfji.kit和耳:1寸*4刖耳九卅址・從图2方案二的车站布置示意图综合比较两个方案发现：对于方案二，由于本车站采用明挖法施工，地铁车站主体布置在交叉口，再加上施工周期比较长，施工期间将会对路面交通造成很大影响，再者，车站主体位于繁华大道和青海路下方，路面下的地下管线必须拆迁，将会对附近居民的生活带来不便。相比之下，方案一更合理，所以采用方案一的设计。2）出入口和风亭布置繁华大道车站一共设计4个出入口，1号出入口面向北方，与繁华大道相邻，2号出入口处在青海路东边。3号、4号出入口位于青海路西侧，3号出入口预留，4号出入口面向北方，其中3号暂不建设。风亭布置在出入口附近，建筑红线以内。车站建筑布置1）站厅层布置本车站为上下2层的形式，地下1层为站厅层，地下2层为站台层。站厅层的功能是将进站的客流引导到站台层乘车，或者将车站的乘客引导至地面出入口。乘客需要在站厅层购票上车，所以，站厅层需要设置检票售票、咨询等服务设施。站厅层主要由设备用房、公共区和管理用房组成公共区布置在站厅层的中间，公共区又划分为非付费区和付费区两部分，非付费区内设有咨询处、邮电、售票处、公用电话等设施，付费区内设有2部2.5m宽的楼梯和2部1m宽的上行自动扶梯以及补票处，在公共区内还设置一部垂直升降电梯，供残疾人使用，体现以人为本的思想。2）站台层布置本车站站台层宽度为12m，有效长度为120m。站台层由乘客使用空间和设备管理用房使用空间组成。乘客使用空间为乘客候车区与疏散通道两部分组成。本车站为岛式站台，疏散通道设置在中部，两侧作为乘客上下车与候车区域。设备和管理用房布置在站台层的两端，形式上也是面积一端大，另一端小，其中占面积最大的设备用房为降压变电所，该房位于面积大的一端，与与站厅层的设备用房对应。3）车站建筑面积组成根据车站主体结构的尺寸计算，可以得出车站主体建筑面积为6254.47m2,根据车站的站厅站台层的平面布置图，在确定了房间面积和位置的情况下，可以计算得出设备与管理用房面积为2160m2。站厅层和站台层的公共区建筑面积为3017.95m2。车站防灾设计地下铁道最可能发生的灾害有火灾、水灾、地震、风灾、雷击、停电设备损坏、行车事故及认为事故等。但发生次数最多，影响最大、造成人员伤亡和经济损失最严重的还是火灾事故，所以地下铁道的防灾设计，应把防火灾防灾首要地位。地铁防火灾应贯彻“预防为主，消防结合”的方针，同一条线路按同一时间内发生一次火灾考虑。1）防火分区车站按面积大小、使用性质划分防火分区，共划分为9个防火分区，具体划分如下：站厅层公共区和站台层为一个防火分区；站厅层北侧设备管理用房区为两个防火分区，设置一安全出口直通向地面；站厅层南侧设备管理用房区为两个防火分区；站台层北侧设备管理用房区为两个防火分区；站台层南侧设备管理用房区为两个防火分区。除公共区外，防火分区面积均小于1500m2，每个防火分区之间采用能耐4h的防火卷帘或防火墙分隔，防火墙上的门开启方向为疏散方向，均采用甲级防火门。车站主要设备和管理用房区内，设置两个独立的通道，其长度不大于30m,否则应在两个通道间设一个联络横通道。2）防烟分区车站公共区内，每个防烟分区面积不大于700m2，楼扶梯口的上方与每个防烟分区之间采用挡烟垂壁分隔，其高度不应小于500mm，或利用顶部空透式吊顶和结构梁（净高不小于500mm）来达到挡烟的功能。所有装修材料均按一级防火要求控制处理。3）车站客流紧急疏散经过前面车站规模的验证计算，本车站站厅和站台之间的楼梯、出入口通道、自动扶梯和楼梯，能够满足所有乘客和工作人员，在6min之内紧急疏散的条件。本章小结在本章中，主要对繁华大道站进行了车站建筑设计，内容有设计的依据及原则，车站规模的计算，车站站址的方案比选，车站的建筑布置以及车站的防灾设计。根据本章内容可以得出如下结论：1）车站的主要设计依据是《地铁设计规范》，设计原则的总体思路要做到简洁、明快、大方、易于识别。2）根据前期的客流量预测资料可以看出，繁华大道远期的客流量大，车站总长设计为192.1m,标准断面宽度为20.9m。依据规范计算车站有效站台长度为120m，站台宽度为12m，楼梯出入口通道的设计均能满足事故疏散的要求。3）将车站位于交叉路口处和交叉路口南侧的建筑区内，进行了站位的方案比选，最后根据方案一的优势，再结合实际情况，选择了方案一的站位。4）最后进行了车站的建筑布置和防灾设计，合理的布置车站每个房间的面积和位置，对于防灾设计要贯彻“预防为主，消防结合”的方针，并将车站分成了9个防火分区。第三章护结构设计围护结构设计概述合肥市轨道交通1号线繁华大道站采用明挖法施工，本车站基坑开挖深度达17m,标准断面宽度20.9m。综合各类信息本车站的安全等级采用一级，结构重要性系数0取1.1。围护结构方案比选对于地下双层车站有三种围护结构方案可以选则：钻孔咬合桩,钻孔桩+止水帷幕,地下连续墙。三种方案的优缺点如表3-1所示。表3-1围护结构方案比选围护结构方案优点缺点钻孔咬合桩1.防水效果好2•对地层的适应性强3.与钻孔灌注桩相比，可省去桩体背后的止水帷幕、降低钢筋工程量受施工设备的影响较大，小于0.8m直径桩体成孔难度较咼钻孔桩+止水帷幕1•桩体刚度大，施工工艺简单2.对土层的适应性强3•适用于施工场地狭小的建筑物周围，成孔效果良好。造价较咼止水效果与止水帷幕的施工有很大关系地下连续墙1.施工时振动少、噪声低，能减少对周边环境的影响2•地下连续墙刚度大、整体性好、变形相对较小，可用于深基坑3.施工时处理好接头部位，能有较好的抗渗止水作用地下连续墙单独用作围护结构造价相对较咼施工时需泥浆护壁，如果泥浆不能妥善处理，将会对环境造成一定的影响。综合比较三种方案的优缺点,再结合三种方案的技术经济性,在合肥地区钻孔咬合桩要76798元/米，地下连续墙高达108700元/米，而钻孔桩+止水帷幕只要72933元/米，钻孔桩是三种方案中最经济的。再结合本车站的基坑深度为17m,位于道路交叉口，对周围的影响必须要小，本车站地下土层主要为粘土（弱膨胀潜势的膨胀土），比较适合钻孔桩施工，所以本车站选择钻孔桩+止水帷幕的围护结构方案。围护结构的主要尺寸和参数本车站的钻孔桩采用直径1m,间距1.2m,钻孔灌注桩的总长25m，嵌固深度10m，插入比0.6。各部分的材料参数如下：1）混凝土的选用车站主体结构：C30混凝土，立柱采用C40混凝土冠梁：C30混凝土垫层：C20素混凝土2）钢筋的选用受力钢筋选用HRB335,箍筋选用HPB3003）保护层厚度顶板底板及侧墙：外侧50mm，内狈940mm中板、梁、柱均为30mm冠梁：40mm钻孔桩：70mm内部楼梯站台板及钢筋混凝土墙主筋保护层厚度均采用25mm。箍筋、分布钢筋及构造钢筋的保护层厚度不小于20mm。3.4围护结构计算本车站基坑深度为17m,基坑周边的地下管线较多，接近商业区，建筑较多，根据地质勘测资料，车站基坑深度范围的土层为上层为粉质粘土填土，下层为粘土，再下为第三纪、白垩纪基岩。其中粉质粘土填土的特征为：褐色-灰黑色，松散-稍密，湿，以粉质粘土为主，含灰渣、砖渣、碎石、植物根系。粘土层特征：黄褐色〜灰褐色，坚硬-硬塑，中压缩性，含氧化铁、少量铁锰结核及灰白色咼岭土，断面光滑、有光泽，干强度咼，该层连续分布。本车站基坑深度为17m左右，基坑长度为192.1m，基坑安全等级为一级。基坑支护采用©1000mm@1200mm钻孔桩+止水帷幕加内支撑的维护体系。车站主体共设置3道横撑，三道支撑均采用©609mm、壁厚16mm的钢管支撑，第一道支撑的水平间距为6m,第二、三道支撑的水平间距均为3m。3.4.1计算图示与计算模型围护结构是基坑开挖阶段的支挡结构，维护结构的内力计算根据先开挖后支撑的实际情况，计算原理采用“增量法”进行。基坑外侧土压力按朗肯主动土压力计算，由于土层为粘性土采用水土合算。开挖面以下用一组土弹簧模拟地层水平抗力。地面超载按20kN/m2计算，桩的入土深度为10m。本车站采用理正深基坑软件计算。围护结构计算简图如下：3.4.2参数的选取与计算1)土层参数

表3-1土层参数表1层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1粉质粘土填土3.0017.5——10.008.002粘土②3.5019.9——68.0010.003粘土③16.0020.010.474.0016.004粘土④50.0020.010.4------表3-2土层参数表2层号土类名称与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m值1粉质粘土填土20.0——————m法1.482粘土②65.0——————m法7.803粘土③70.074.0016.00合算m法10.924粘土④70.089.0013.00合算m法10.982)工况信息表3-3开挖工况工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖2.500——2加撑——1•内撑3开挖8.000——4加撑——2.内撑5开挖14.500---6加撑——3•内撑7开挖17.000---8刚性铰16.300——9拆撑——3•内撑10刚性铰9.000——11拆撑——2.内撑12刚性铰3.000——13拆撑---1•内撑1)支锚刚度的计算3-1)aEAb

k=——3-1)RXls0式中k—刚度系数；RX—支撑不动点调整系数，本基坑取X=0.5；

a—支撑松弛系数，对于施加预加轴力的钢管支撑取a二1;RRE—支撑材料的弹性模量，钢管采用HPB300的钢材，所以取E=2.1X105MPa；A一支撑的截面面积，经计算取A=0.0298m2；b—挡土结构计算宽度，取钻孔桩间距1.2m；a10一支撑的计算长度，取21m；s—支撑水平间距，第一道支撑取6m，第二、三道支撑取3m。第一道支撑的支锚刚度计算：kR1二119.2MN/m1x210000x0.0298x1.2kR1二119.2MN/m0.5x21x6由于理正深基坑软件会用刚度除以水平间距s,所以计算刚度时s取1，否则会造成重复除以s的结果。所以经计算在理正中输入的支锚刚度k二715.2MN/m。R1第二三道支撑的支锚刚度计算kR2二238.4MN/m1x210000x0.0298x1.2kR2二238.4MN/m0.5x21x3同理，经计算在理正中输入的支锚刚度k二715.2MN/m。R2(2)材料抗力的计算T=gAf(3-2)y式中T—内撑的材料抗力；A一内撑截面面积，经计算取A=0.0298m2；f—钢材抗压强度设计值，对于HPB300取f=270N/mm2；yy申一稳定系数；E—与工程有关的调整系数，取1。

钢管支撑的长细比X=l0=-L=21°°°=100.13i,Trn:|一(6094-5774)Ai1(6092-5772)4==107.33查《钢结构设计规范》可得稳定系数申=0.583。钢管支撑的材料抗力计算:T=1x0.583x0.0298x270x103=4690.818kN3.4.3理正计算结果分析工况2—加撐1(2.00m)(-硼二(隣臂隸斗谓图3-2加撑1情况下的内力及位移图工况4一加撑2(7.50m)l.nri■102027.DL1(制二剋11-jiiTi-22fi1M■iHi25E7J00弯矩(KH-m)(毘艇二昭护燉翻二阻嬲图3-3加撑2情况下的内力及位移图工况6—加據3(14,00m)位移画弯矩KNin)剪力(3)图3-4图3-4加撑3情况下的内力及位移图经软件的分析计算，最大水平位移5mm，地表最大沉降只有8mm,支护结构的支护效果还是很不错的。通过软件计算分析可以得出三道内撑的轴力:第一道钢管支撑：N=101.14KN第二道钢管支撑：N=816.87KN第三道钢管支撑：N=617.16KN3.5基坑整体稳定性验算ii：IIIIIIIIIII1」J■-.>I1XUgit•fil1^.11■■皿图3-5整体稳定性验算简图计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度:0.40m计算结果：整体稳定安全系数Ks=1.971圆弧半径R=28.679(m)最不利圆弧的圆心坐标(X,Y)为(-2.643,18.447)3.6基坑抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数:MKp

sMaMp—被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma—主动土压力对桩底的倾覆弯矩。安全系数最小的工况是工况13(拆撑1)。最小安全Ks=1.72>=1.200，满足规范要求。经计算抗滑动安全系数、抗倾覆安全系数、整体稳定性、抗管涌稳定性、抗隆起稳定性、承压水验算均能满足规范要求。配筋计算冠梁配筋As3As2图3-6冠梁配筋简图表3-4冠梁配筋表冠梁钢筋级别配筋As1HRB3352016As2HRB3352016As3HRB335①16@2钻孔桩的配筋钻孔桩的混凝土保护层厚度取70mm,基坑内侧最大弯矩取448.99kN.m，基坑外侧最大弯矩取491.78kN.m，最大剪力取307.68KN，最终配筋结果见下表。表3-5钻孔桩配筋计算结果段号选筋类型级别钢筋实配值实配［计算］面积(mm2)1纵筋HRB335240186107[4712]2箍筋HRB335012@1501508[1190]3加强箍筋HRB335014@2000154

r翻•」r翻•」T!-9J!hikM111!：：响12EIBII^Jl411LK.131II!'■I-灯底汕?七U注护丄X*拌4＞刖曲林啊1：逛川鮎"舟曲也.图3-7钻孔桩配筋图本章小结在本章中主要对繁华大道的围护结构进行了设计，主要设计内有围护结构的方案比选，围护结构的主要尺寸和参数的拟定以及围护结构的计算。本章总结如下：1）对于明挖单柱双跨的车站有三种围护结构方案可以选则：钻孔咬合桩，钻孔桩+止水帷幕，地下连续墙。最后从经济性和施工两个方面考虑选择了钻孔桩+止水帷幕的围护结构方案。2）本车站基坑深117m,宽21m。车站的钻孔桩采用直径1m,间距1.2m,钻孔灌注桩的总长25m,嵌固深度10m,插入比0.6。钢支撑采用三道直径均为609mm,管壁厚度均为16mm。3）围护结构的计算主要采用理正深基坑6.0进行计算,最后经反复试算,围护结构采用三道钢支撑。结构的整体稳定性验算,抗倾覆稳定性验算,抗隆起验算和承压验算均满足要求,这个钻孔桩的方案还是很合理的。

第四章车站主体结构设计主体结构设计概述本地铁车站为地下双层矩形框架结构，采用明挖法施工，车站埋深约3m,地下水位距离地面的位置约8m,车站顶板厚0.8m,中板厚0.4m,底板厚0.9m,侧墙厚0.6m，中柱尺寸为0.8mxl.0m，柱的纵向间距为7.5m，由于本车站位于合肥的膨胀土中,主要为粘土,所以采用水土合算的方法计算土压力。主体结构尺寸及材料4.2.l主体结构尺寸车站结构的计算简图4-1所示，车站标准断面宽度20.9m,其中顶板800mm,中板400mm,底板900mm,侧墙600mm,中柱尺寸为1000mmX800mm。地面粉质粘土填土（层厚3m）粘占土②（层厚3.5m）粘土③（粉质粘土填土（层厚3m）粘占土②（层厚3.5m）粘土③（层厚16m）图4-1主体结构计算简图地下水位（离地面8m）主要材料参数1）混凝土：板、墙用C30,柱子C40；弹性模量和泊松比查规范。表4-1混凝土各项参数混凝土强度等级弹性模量（GPa）泊松比抗压强度设计值（MPa）抗拉强度标准值（MPa）C30300.214.31.43C3531.50.216.71.57C4032.50.219.11.712）钢筋根据《混凝土结构设计规范》选用。表4-2钢筋各项参数钢筋型号弹性模量（GPa）f(MPa)yf'(MPa)yHPB300200270270HRB335200300300HRB4002003603603）土层参数根据前期勘测试验资料获得,取值如表4-3所示表4-3土层参数信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（MPa/m）KhKV粉质粘土填土317.5108------粘土②3.519.968104545粘土③162074165550粘土④502089135550荷载计算及计算简图4.3.1荷载组合及分项系数本车站设计考虑4种荷载组合,涉及正常使用极限状态和承载能力极

限状态。由于地铁工程的设计使用年限为100年,结构重要性系数0取1.1。荷载组合计算表如表4-4所示。表4-4荷载组合表荷载分类荷载名称结构重要性系数承载能力极限状态正常使用极限状态基本组合偶然组合准永久组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1.11.351.21.21.0侧向水土压力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1.11.41.4——0.5地面超载1.11.4————0.5地面超载引起的侧土压力1.11.4------0.5偶然荷载地震荷载1.1————1.3——人防荷载1.1---1.0------基本组合及计算简图竖向压力一般应按计算截面以上全部土柱重力计算。车站顶部覆土竖向均布荷载q按下式计算：q=》rh(4-1)ii对于本车站所处地层地下水埋深8m,覆土层厚度为3m。1)顶板垂直荷载路面活载取20kPa,超载系数取1.2。路面均布荷载：q二20x1.2二24kPa1垂直土压力：q=工rh=17.5x3=52.5kPa2ii组合：q=qx1.4+qx1.35=24x1.4+52.5x1.35=104.475kPa顶板112中板垂直荷载根据《建筑结构荷载规范》的相关规定，中板人群荷载取4kPa，设备荷载

取8kPa。组合：q二4x1.4+8x1.35二16.4kPa中板13）底板垂直荷载由于不考虑底板的人群荷载和列车荷载，在ANSYS建模分析中是偏于安全的。所以本次设计不考虑底板的人群荷载和列车荷载，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：q二1.35x10x7.9二106.65kPa水14）侧墙顶板处荷载侧向压力的大小与墙体的变形情况有关，在施工阶段采用主动土压力计算，在使用阶段采用静止土压力计算。一般侧向土压力的计算方法有两种：水土分算和水土合算，而本车站主体结构位于粘土层中，宜采用水土合算，为简化计算，对车站主体部位的土层的重度、粘聚力和内摩擦角进行加权平均。重度：内摩擦角：=20.22KN/m319.9x3.5+20x1.5+20.4x7.9重度：内摩擦角：=20.22KN/m3129=13.17。8x3+10x3.5+16x9.4=13.17。159侧压力系数九=tan（45。—申/2）=tan（45。一13.17。/2）=0.63加侧向水土压力：e—qx九二52.5x0.63=33.075kPa12地面活载引起的侧向压力：e"=q九—24x0.63—15.12kPa11组合：e—1.35x33.075+1.4x15.12—65.82kPa15）侧墙底板处荷载侧向水土压力：e，=（q+7h）九—（52.5+20.22x12.9）x0.63—197.40kPa22加地面活载引起的侧向压力：

e"=q九二24x0.63二15.12kPa21组合：e二1.35x197.4+1.4x15.12二287.66kPa2基本组合情况下，车站主体结构的计算简图如下：e=65.82kPae=287.66kPae=287.66kPa水浮力=106.65kPae=65.82kPa1人群及设备荷载基本组合情况下，车站主体结构的计算简图如下：e=65.82kPae=287.66kPae=287.66kPa水浮力=106.65kPae=65.82kPa1人群及设备荷载=16.4kPa地面超载及覆土层荷载=104.475kPa图4-2基本荷载组合计算简图准永久组合及计算简图1）顶板垂直荷载由上文的计算有地面活载24kPa,垂直土压力52.5kPa。准永久组合分项系数取1.0。q=qx0.5+qx1=24x0.5+52.5x1=64.5kPa顶板2122）中板垂直荷载q=4x0.5+8x1=10kPa中板43）底板垂直荷载水浮力：q二1.0x10x7.9二79kPa水24）侧墙顶板处荷载由上文的计算可知，侧墙顶板处的水土压力为33.075kPa，地面活载引起的侧向压力为15.12kPa,贝V：e二1x33.075+0.5x15.12二40.635kPa1

5）侧墙底板处荷载由上文可知，侧墙底板处的水土压力为197.40kPa,地面活载引起的侧向压力为15.12kPa,则:e二1x197.4+0.5x15.12二204.96kPa2准永久组合情况下，车站主体结构的计算简图如下:e=40.635kPaF▼T4T4▼4F*T1e=40.635kPaF▼T4T4▼4F*T11r1r1r1*1人群及设备荷载=10kPa地面超载及覆土层荷载64.5=kPa=40.635kPa*—««—«—*1e=204.96kPa4e=204.96kPa水浮力=79kPa图4-3准永久荷载组合计算简图人防工况及计算简图对于人防荷载，合肥市的人防防护等级为六级。根据《人民防空工程设计规范》中对荷载的相关规定，本地铁车站顶板人防荷载取70kPa，侧墙人防荷载取50kPa，底板人防荷载取55kPa。1）顶板垂直荷载人防工况下，顶板垂直荷载为人群荷载和覆土压力，人防荷载分项系数取1.0，永久荷载分项系数取1.2。q=70x1+52.5x1.2=133kPa顶板32）中板垂直荷载q=4x1.4+8x1.2=15.2kPa中板33）底板垂直荷载水浮力：q二1.2x10x7.9二94.8kPa水3

人防荷载：55x1=55kPa4）侧墙顶板处荷载由上文的计算可知，侧墙顶板处的水土压力为33.075kPa,人防荷载为50kPa,贝V：e二1.2x33.075+1x50二89.69kPa15）侧墙底板处荷载由上文可知，侧墙底板处的水土压力为197.40kPa,人防荷载为50kPa,贝V：e二1.2X197.4+1x50二286.88kPa2人防工况的计算简图如下：50kPae=39・69kPa人防荷载及覆土层荷载=133kPae=236・50kPae=39・69kPa人防荷载及覆土层荷载=133kPae=236・88kPa50kPa水浮力=94・8kPa

人防荷载=55kPa图4-4人防工况计算简图地震工况及计算简图当有地震荷载作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和结构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。在本次设计中,可变荷载按等效均布荷载计算的楼面活荷载进行计算，计算值取4kPa,组合值系数取0.5。根据《铁路工程抗震设计规范》上有关水平地震力的计算内容有：F=耳xAxm（4-2）ihEgi式中F—计算质点的水平地震力（kN）；ihE耳一水平地震作用修正系数，岩石地基取0.2，非岩石地基取0.25,

由于合肥地区主要为粘性土取耳=0.25；A厂地震动峰值加速度，合肥地区取Ag=0.1g；oom：—计算质点的构筑物质量或计算土柱质量（t）依据《铁路工程抗震设计规范》地震主动土压力的计算方法如下4-34-3)4-4)Y4-4)cos0式中申一修正后土的内摩擦角（°）;EY—修正后土的重度（kN/m3）；E9—地震角（°）,应按表4-5选用。表4-5地震角T震右0.1g、0.15g0.2g0.3g0.4ge水上1。30'3。4。30'6。水下2。30'5。7。30'10。1）顶板垂直荷载在地震工况下，顶板垂直荷载只有覆土压力，由上文计算得知覆土压力为52.5kPa。q=52.5x1.2=63kPa顶板42）中板垂直荷载q=4x1.4+8x1.2=15.2kPa中板43）底板垂直荷载水浮力：q二1.2x10x7.9二94.8kPa水34）顶板水平荷载及侧墙荷载顶板上覆土的水平地震力等效静荷载代表值：F二0.25x0.1x9.8x17.5x3x20.9x1x1.3二349.48kN1侧墙水平地震力均布等效静荷载标准值：F二0.25x0.1X9.8x25x12.9x0.6x1/12.9二3.675kPa2顶板水平地震力集中荷载代表值：P二0.25x0.1x9.8x25x20.9x0.8x1x1.3二133.13kN1中板水平地震力集中荷载代表值：P二0.25x0.1x9.8x(25x20.9x0.4x1+25x0.8x5.4+4x0.5)x1.3二101.6kN2底板水平地震力集中荷载代表值：P二0.25x0.1x9.8x25x20.9x0.9x1x1.3二149.77kN3侧墙顶板处地震主动土压力：因为合肥地区地震动峰值加速度为0.1g，所以取地震角9二1。30,。p=9—9二13.17。—1.5。=11.67。EY20.22丫=^—==20.227kN/m3Ecos9cos1.5。地震力下侧压力系数九=tan2(45—9/2)=tan2(45°—11.67。/2)=0.66EESh=0.66x20.227x3=40.05kPa1EE侧墙底板处地震主动土压力：Sh=0.66x20.227x15.9=212.26kPa2EE荷载组合：e=1.3x40.05+1.3x3.675=56.84kPa1e=1.3x212.26+1.3x3.675=280.72kPa2地震工况的计算简图如下：

覆土层荷载=63kPa!01.6kPar4.78kPa149.77kPe=275.94kPa地震荷载e=52.065kPa133.4.78kPa人群及设备荷载=15.2kPa覆土层荷载=63kPa!01.6kPar4.78kPa149.77kPe=275.94kPa地震荷载e=52.065kPa133.4.78kPa人群及设备荷载=15.2kPa-.■.■.-.4门1“5"l'LTTlTT水浮力=94.8kPa―*■地震荷载图4-5地震工况计算简图4.4车站结构内力计算在ANSYS分析计算中，车站主体结构为单柱双跨的箱型框架结构，由于围护结构在施工阶段承受了主要的荷载，但是考虑长久作用效应，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的基床系数50MPa。采用等效刚度法，结构沿纵向的计算宽度取1m，顶板尺寸1000mmX800mm，中板尺寸1000mmX400mm，底板尺寸1000mmX900mm,侧墙尺寸1000mmX600mm,中柱尺寸1000mmX800mm。经ANSYS分析，现将四种组合的ANSYS计算结果列出如下所示。4.4.1标准断面ANSYS计算结果1）基本组合DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1TIME=1图4-6基本组合变形图LINESTRESSSTEP=1SUB=1ELEM=106ELEM=22TIME=1rnTfEfTr叫”ikEHPY图4-9基本组合轴力图2）准永久组合AN1DISPLACEMENTMAY212013STEP=119:07:57——-——---■LmTrrrTTTTTTTTTTWWrrTrTTTTTTTTW图4-10准永久组合变形图ANLINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1MI212013_■MIN=-92303,ELEM=106MAX=.102E+0ELEM=21■l-T/Frr-707634-276834153967584767800167.102E+07TIME=1NINJ1MIN=-.142E+ELEM=181MAX=890.099ELEM=240jmiTTTmn「nnTTnrmn图4-13准永久组合轴力图3）人防工况TIME=1STEP=1SUB=1NINJMIN=-.226E+ELEM=181MAX=21817ELEM=2401-Hi11\\1厂Ymxirrniiiiiiirfmrhniniiiiiiiiirrnt^DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1MAY202013TIME=1DMX=.0080491厂Ymxirrniiiiiiirfmrhniniiiiiiiiirrnt^DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1MAY202013TIME=1DMX=.008049图4-17人防工况轴力图4）地震工况1LINESTRESSSTEP=121:39:02SUB=1TIME=1MIMINELEM=127ELEM=22202013rtf1LINESTRESSSTEP=121:39:02SUB=1TIME=1MIMINELEM=127ELEM=22202013rtfMAY7LLLI1JA”07!—r"—LirrrrKirfTTt艸门丨丨iimij屮祁lbMAX=.118E+0图4-18地震工况变形图图4-19地震工况弯矩图STEP=1SUB=1kii-「「rnMAY20201321:38:46TIME=1QIMIN=-9385,ELEM=127MAX=724007ELEM=22IEfffWnTW56,9QS4^100629-753811-384357-14902354553724007STEP=1SUB=1kii-「「rnMAY20201321:38:46TIME=1QIMIN=-9385,ELEM=127MAX=724007ELEM=22IEfffWnTW56,9QS4^100629-753811-384357-14902354553724007图4-20地震工况剪力图AN1LINESTRESSSTEP=1SUB=1MAY202013TIME=1NINJMIN=-.144E+ELEM=181图4-20地震工况剪力图AN1LINESTRESSSTEP=1SUB=1MAY202013TIME=1NINJMIN=-.144E+ELEM=181MAX=16690ELEM=240mmnrr1—=iliiiiiiiiiiinffr图4-21地震工况轴力图4.4.2非标准断面ANSYS计算结果1）基本组合1DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1TIME=1DMX=.005163MAY222013j一—1DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1TIME=1DMX=.005163MAY222013j一—―-—--ir-一一〜亠7ZX图4-22基本组合变形图LINESTRESSSTEP=1SUB=1ET,EM=334TIME=1116E+0hjkJLJhJhdlkJh.Jw'ihb.亠划w("UJJLFr'HOF匕一」4n\J「—i［詹1眉IIIlli坷[dlIIIllln-H賈llllllhqpiiiiiinr^|严III叫］piiiiiiiiih-qELEM=1STEP=1MAX=952843ELEM=523dlF^STEP=1MAX=952843ELEM=523dlF^*1图4-23基本组合弯矩图LINESTRESSMAY222013SUB=1TIME=1QIQJMIN=-955640ELEM=334-955640-531532-107425316682740789-743586-319479104628528735952843-955640-531532-107425316682740789-743586-319479104628528735952843lb图4-24基本组合剪力图图4-25基本组合轴力图1LINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1ELEM=334ELEM=1MIN=-830640MAX=8306401LINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1ELEM=334ELEM=1MIN=-830640MAX=8306402）准永久组合AN1DISPLACEMENTMAY222013STEP=118:59:22SUB=1TIME=1DMX=.003644r~—_——--~"———一-°■-—_--yHIHiniHII+jjdl4HdllIIHHM【LHHrnITTMI-I-ihiin^Hmdb+4lll-|-t1IM4LLlHIH-MfWILLilHH-IH-II-UZX图4-26准永久组合变形图图4-27准永久组合弯矩图LINESTRESSSTEP=1MAY222013SUB=118:59:45TIME=1QIQJMIN=-679150ELEM=334MAX=677090ELEM=523lllflllllh-528456-22707074317375703677090图4-28准永久组合剪力图iLINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1NINJMIN=-.112E+07ELEM=361MAX=0ELEM=18ANMAY22201318:59:58图4-29准永久组合轴力图3）人防工况1DISPLACEMENTSTEP=1SUB=1TIME=1DMX=.005247MAY22201319:06:08图4-30人防工况变形图LINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1MIMJMIN=-.121E+ELEM=334MAX=.121E+0ELEM=17kXkJLJk.4l'lMAYkA22201319:06:52JIIPLINESTRESSLINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1NINJMIN=-.174E+07ELEM=361MAX=0ELEM=18J.'MUIZ"IPr'JzniiKWlflbFFiiiiiii1*|『11IIIlli艸^11IIIIIIIl<||卩II1UIIFq|irllllllllrijI\STEP=1MAY222013SUB=119:06:37TIME=1QIQJMIN=-975461ELEM=334MAX=972433ELEM=523[F■13-759029-326163106702539568STEP=1MAY222013SUB=119:06:37TIME=1QIQJMIN=-975461ELEM=334MAX=972433ELEM=523[F■13-759029-326163106702539568972433图4-31人防工况弯矩图LINESTRESSANMAY222013ANMAY222013图4-32人防工况剪力图图4-33人防工况轴力图4）地震工况厂—4）地震工况厂—一T-p——|十—j—-—---r——AN1DISPLACEMENTMAY222013STEP=119:12:36SUB=1TIME=1DMX=.006015LINESTRESSSTEP=1SUB=1ELEM=334TIME=1kJLINESTRESSSTEP=1SUB=1ELEM=334TIME=1kJfkjAh./kAlr->■'jj.m-H-\J,£IJl”■mLML打■MIJJJ*-...J±1,[iJi-niiniirH—^rnnn^卩11IIII1lrt|尸111IIIIIhj卩TilIIII叫卩IIIIIIIIIIh图4-34地震工况变形图图4-35地震工况弯矩图LINESTRESSSTEP=1MAY222013SUB=119:13:19TIME=1QIQJMIN=-933375ELEM=334MAX=622303ELEM=348■rflTllllrhn-L(|[Ifta587669-760522-414816-69109276597622303图4-36地震工况剪力图ANiLINESTRESSSTEP=1SUB=1TIME=1NINJMIN=-.114E+07ELEM=388MAX=2099ELEM=694MAY22201319:12:52图4-37地震工况轴力图车站结构配筋计算4.5.1标准断面的配筋计算经过ANSYS分析计算后，通过内力查找，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基本组合标准断面的结构内力构件弯矩/(kN・m)剪力/kN轴力/kN尺寸bxh(mmxmm)顶板上缘10807173381000x800顶板下缘57203381000x800中板上缘175.21449911000x400中板下缘87.209911000x400底板上缘418.409511000x900底板下缘11129179511000x900侧墙迎土面9369519141000x600侧墙背土面422.408581000x600中柱0019501000x800

表4-7准永久组合标准断面的结构内力构件弯矩/(kN・m)剪力/kN轴力/kN尺寸bxh(mmxmm)顶板上缘738.44872231000x800顶板下缘3