地鐵結構設計ppt課件

1、1目錄一、地鐵基本概念介紹二、地鐵車站、區(qū)間基本型式和工法三、地鐵明挖圍護結構設計與施工 四、地鐵明挖車站主體結構設計五、地鐵暗挖法設計與施工21.明挖地鐵車站計算模型2.明挖主體配筋的有關問題1）彎矩消峰及是否考慮腋角問題2）是否考慮軸力問題3）人為配筋放大問題4）分布筋放大問題3主體標準段：基坑寬為21.7米，深約19米。鉆孔樁嵌 入 中 風 化 巖2.5m，嵌入強風化巖3.5m.豎向設1道砼撐，2道609,16mm厚鋼管支撐；并設豎向格構柱?；炷林武撝武撝胃駱嬛?頂板800mm中板400mm底板900mm標準段：負二層側墻700mm負一層側墻600mm盾構段：負二層側墻800mm

2、負一層側墻600mm主體結構橫斷面圖5 標準段內部結構計算簡圖覆土荷載、地面超載 人群荷載等效靜載側向靜止土壓力側向靜水壓力水浮力 覆土荷載側向靜水壓力側向靜止土壓力側向靜止土壓力側向靜水壓力側向靜水壓力側向靜止土壓力重力工況浮力工況6以標車站標準段順作法施工為例，匯總內部結構回筑和使用階段的各個受荷工況，可得彎矩包絡圖重力工況浮力工況-413.3584.4-584.4199.1-584.4350.9-350.9-102.71578-413-88.88-222.8-0.3282-0.2569-413.3-89.55-204.90.32820.2569306.9311.2282.5-163.2-

3、89.5533.8257.3759.6155.528.2-204.9-388.7-391.9-391.9-206.9767.5-584.4-163.2282.5311.2306.9199.1-102.728.255.559.6157.3733.821578767.5-206.9-391.9-391.9-388.7-413-159.942.6142.61-159.9-88.88-40.22-11.02-11.02-40.22-222.8-447.5-522-522-447.5248.327.6469.17280.3-248.3-27.64-69.17-280.30.34060.22110.101

4、6-0.1374-0.3406-0.2211-0.101609-596.1-629.3-580.3-1578-447.9596.1629.3580.30.30650.20070.09491-0.1167-0.2224-0.3065-0.2007-0.094910.11670.2224內力組合1下梁柱單元1-2平面內的彎矩，最大值:1578 最小值:-1578-501.9-56.4556.45-198.8125.9424.6-424.6-19.321155-501.5-59.83-448-0.3987-0.4269-501.9-60.7-404.10.39870.426

5、9169.3234.2236.9219.7-60.7-23.6819.2425.1525.1520.7-404.1-484.1-484.1-428.2-236.3555.4125.9219.7236.9234.2169.3-198.8-19.3220.725.1525.1519.24-23.681155555.4-236.3-428.2-484.1-484.1-501.5-349.5-258.4-258.4-349.5-59.83-39.99-28.08-28.08-39.99-448-604.1-656.2-656.2-604.1405.3120.5-91.47-91.47-405.3-12

6、0.591.4791.470.46670.2880.1093-0.2482-0.4667-0.288-0.10930.24821155347.8-366-375.8-324.6-1155-347.8366375.8324.60.38370.25330.1229-0.1379-0.2683-0.3837-0.2533-0.12290.13790.2683內力組合2下梁柱單元1-2平面內的彎矩，最大值:1155 最小值:-11557 剪力包絡圖重力工況浮力工況-426.3-335.3335.3-297.7473.8-643.5643.588.33-817337.564.88-445.20.0932

7、0.1172426.384.69-378.7-0.0932-0.1172-169.188.05216.6345.2-84.69-59.97-35.2514.1838.963.61378.720832.27-209-401.4-604.4-473.8-345.2-216.6-88.05169.1297.7-88.33-63.61-38.9-14.1835.2559.97817604.4401.4209-32.27-208-337.5-225-112.5112.5225-64.88-43.25-21.6321.6343.25445.2275.2108.4-108.4-275.2307.7129.1

8、-153.1-256.7-307.7-129.1153.1256.70.11720.11720.11720.1172-0.1172-0.1172-0.1172-0.11721190806.7454.7-156.3-415.4-1190-806.7-454.7156.3415.40.09320.09320.09320.09320.0932-0.0932-0.0932-0.0932-0.0932-0.0932內力組合1下梁柱單元1-2平面內的剪力，最大值:1190 最小值:-1190-333.3-129.4129.4-256.1207-502.9502.929.53-649.2202.626.46

9、-3470.11490.1752333.341.03-276-0.1149-0.1752-178.9-101.752.66129.9-41.03-30.95-20.87-10.799.37319.45276143.9-120.5-252.7-384.8-517-207-129.9-52.66101.7178.9256.1-29.53-19.45-9.37310.7920.8730.95649.2517384.8252.7120.5-143.9-202.6-135.1-67.5567.55135.1-26.46-17.64-8.828.8217.64346.9231.3115.6-115.6-2

10、31.3346.9214.6100.8-71.16-346.9-214.6-100.871.160.17520.17520.17520.1752-0.1752-0.1752-0.1752-0.1752855571.3310.6-142-333.9-855-571.3-310.6142333.90.11490.11490.11490.11490.1149-0.1149-0.1149-0.1149-0.1149-0.1149內力組合2下梁柱單元1-2平面內的剪力，最大值:855 最小值:-8558明挖車站計算模型（1）永久荷載：結構自重、水、土壓力、各層板裝修荷載等；（2）可變荷載：樓面人群荷載、

11、地面超載、設備荷載；（3）偶然荷載： 6級人防荷載； 設備區(qū)荷載：一般按8kPa計算，超過8kPa按設備實際重量及其運輸路線計算； 人群荷載：車站公共區(qū)、樓梯等部位按4.0kpa計算； 地面超載：地面超載應按實際情況取值,一般情況取20kPa； 施工階段各層板堆載不得超過8KPa；荷載9地鐵一號線明挖車站主要工程數(shù)量匯總表結構形式車站長度砼延米混凝土指標鋼筋含鋼量mm3m3/mt/m3雙層雙跨4192602762 4296165 雙層多跨144.41302990 3099238 雙層雙跨179.41220768 2322190 雙層三跨27128314104 5530195 雙層雙跨190.4

12、1236165 2472200 雙層雙跨180.0321209367 2332193 雙層雙跨454.63044867 5966196 雙層雙跨273.82354786 4141176 三層三2692183 雙層雙跨151.657667380 11650202 雙層三跨174.4111200069 1859155 雙層雙跨456.63016966 4812160 雙層雙跨1941553980 3007194 雙層三跨299.42094370 3807182 10明挖主體配筋的有關問題（消峰及腋角）計算彎矩計算配筋最大裂縫跨度KN.mmm2mm58060000.2046

13、545500.19彎矩不考慮腋角考慮腋角截面高度計算配筋截面高度計算配筋KN.mmmmm2mmmm2465800455011004100M=Mmax1/3(QB)式中：Q為A點位置的剪力。 B為邊墻的寬度。消峰對配筋影響對比表 腋角對配筋的影響對比表 11明挖主體配筋的有關問題（軸力對配筋的影響）位置彎矩軸力壓彎計算配筋純彎計算配筋KN.mKNmm2mm2頂板邊支座46523140004550底板邊支座810.674464007500側墻頂支座518.451046006500側墻底支座778858750010000軸力對配筋影響對比表 12明挖主體配筋的有關問題（實際配筋人為放大）序號位置計算

14、配筋量實際配筋實際配筋量1頂板邊支座頂板邊支座455028100+25100110672頂板中支座頂板中支座650028100+252008612.53頂板跨中頂板跨中49002810061584底板邊支坐底板邊支坐750025100+2510098185底板中支坐底板中支坐540025100+252007363.56底板跨中底板跨中49002810061587側墻頂支坐側墻頂支坐460028100+25100110678側墻底支坐側墻底支坐750025100+2510098189側墻跨中側墻跨中1000251004909合計4685074970某車站計算鋼筋面積與實際配筋面積對比表 13明挖

15、主體配筋的有關問題（分布筋過大）項目項目重量重量比例比例受力主筋受力主筋350.9 t100%縱向分布筋縱向分布筋102.2t29.1%掖角附加筋掖角附加筋22.0 t6.3%鉤筋鉤筋31.0 t8.8%合計合計506.1 t某車站頂板鋼筋數(shù)量統(tǒng)計表 混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010 9.1.7條 當按單向板設計時，應在垂直于受力方向布置分布鋼筋。單位寬度上的配筋不宜小于單位寬度上受力鋼筋的15%。14蓋挖順筑法施工步序（一）蓋挖順筑法施工步序（一）15蓋挖順筑法施工步序（二）蓋挖順筑法施工步序（二）16蓋挖順筑法施工步序（三）蓋挖順筑法施工步序（三）17半蓋挖車站結構施工步序 18

16、蓋挖順做法施工步驟圖蓋挖順做法施工步驟圖1920212223242526蓋挖逆做法施工步驟圖272829303132暗挖工法匯總表：32 根據不同斷面和地質條件選擇相應的施工方法根據不同斷面和地質條件選擇相應的施工方法1 1臺階法臺階法第一步：拱部超前注漿小導管施工第三步：下斷面開挖防水33 小導管注漿小導管注漿8mm0.2m6mm42鋼管3435長管棚長管棚3637深孔注漿深孔注漿( (前進式和后退式前進式和后退式) )注漿止水墻隧道初支可開挖段長度L=14.0m14米線預留注漿墻厚10米線內側注漿層內側注漿層外側注漿層外側注漿層外側注漿層外側注漿層內側注漿層內側注漿層3839核心土上臺階上

17、臺階核心土下臺階核心土上臺階2 2中隔壁法（中隔壁法（CDCD法）法）40第三步：右上斷面開挖第四步：右下斷面開挖第五步：隧道仰拱防水層鋪設及模筑二襯第六步：滿鋪防水層，隧道拱墻二次襯砌3交叉中隔壁法（CRD法）414雙側壁導洞法（眼鏡法）第一步第二步第三步第四步第五步第六步42雙側壁導坑法北京五號線崇文門站東單站區(qū)間43中洞法(北京5號線崇文門站）445側洞法第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步第八步45側洞法北京地鐵5號線東四站 466中洞法47中洞法(北京5號線崇文門站）487洞樁法之一492、在導洞內作邊樁及中柱5、拆除部分小導洞，施作頂部二襯1、施作上導洞7、向下開挖土體，施作

18、底縱梁及底板、站臺層邊墻6、向下開挖土體，施作中樓板及站廳層邊墻3、施作天梁4、施作頂蓋拱初襯7洞樁法之二50洞樁法（PBA）9991111743411111111法施工順序圖51洞樁法（PBA）北京地鐵北京地鐵10號線海淀黃莊站號線海淀黃莊站52樁柱法53大跨暗挖隧道青島輕紡醫(yī)院站重慶地鐵大坪站 54大跨暗挖隧道大連興工街站大連地鐵興工街站55建筑物沉降控制技術（全斷面注漿）地層預加固56建筑物沉降控制技術淤泥質原狀土層 加固后土層深圳地鐵二號線區(qū)間工程深圳地鐵二號線區(qū)間工程 改良后土層改良后土層 57建筑物沉降控制技術（補償注漿）補償注漿管58建筑物沉降控制技術（跟蹤注漿）跟蹤注漿59深圳

19、地鐵深圳地鐵5 5號線太怡區(qū)間號線太怡區(qū)間建筑物沉降控制技術（建筑物加固）梁柱結構加強后效果圖梁柱結構加強后效果圖60凈距凈距1.98m北京地鐵五號線崇文門站北京地鐵五號線崇文門站下穿既有地鐵二號線區(qū)間下穿既有地鐵二號線區(qū)間600大直徑超前管幕支護大直徑超前管幕支護區(qū)間道床最大沉降16.7mm616號線礦山法號線礦山法區(qū)間區(qū)間北京地鐵北京地鐵6 6號線朝東區(qū)間下穿既有二號線橫剖面圖號線朝東區(qū)間下穿既有二號線橫剖面圖2號線朝陽門站號線朝陽門站5號線東四站號線東四站底板沉降底板沉降3mm62聯(lián)絡通道開洞門前注漿加固63鋼管片割除64鋼管片拆除65聯(lián)絡通道貫通66聯(lián)絡通道加固效果67聯(lián)絡通道施工68

20、聯(lián)絡通道二襯施工6970 凍結法凍結法 凍結法是利用人工制冷技術，利用在凍結孔中的循凍結法是利用人工制冷技術，利用在凍結孔中的循環(huán)低溫鹽水，使地層中的水結冰，將松散含水巖土變成人工凍環(huán)低溫鹽水，使地層中的水結冰，將松散含水巖土變成人工凍土，增加其強度和穩(wěn)定性。人工凍土在要開挖體周圍形成封閉土，增加其強度和穩(wěn)定性。人工凍土在要開挖體周圍形成封閉的連續(xù)凍土帷幕，抵抗土壓、水壓并隔絕地下水與開挖體之間的連續(xù)凍土帷幕，抵抗土壓、水壓并隔絕地下水與開挖體之間的聯(lián)系。實現(xiàn)了在凍結壁的保護下，進行掘砌作業(yè)。的聯(lián)系。實現(xiàn)了在凍結壁的保護下，進行掘砌作業(yè)。 71 水平旋噴與攪拌樁水平旋噴與攪拌樁 旋噴樁是以高壓

21、泵為動力源,通過鉆機的鉆桿、噴嘴把配制好的漿液噴射到土體內,噴射流以較大的能量將一定范圍內的土體射穿,并在鉆桿作緩慢旋轉和進退的同時切割土體,強制土顆粒與漿液攪拌混合。待漿液凝固后,形成水平圓柱狀水泥土固結體即水平旋噴樁。當旋噴樁相互咬合后, 在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體，起到加固地層和止水的作用。72736700500雙排水平旋噴水泥土樁微風化粗砂巖800水平旋噴水泥土樁注：A水平旋噴拱棚B混凝土襯砌C掛網噴射混凝土350800隧道內水平旋噴水泥土樁加固大樣圖隧道外水平旋噴水泥土樁拱殼大樣圖旋噴攪拌超前預支護拱棚橫斷面圖（單位：mm）7.20m42鋼管500500雙排水平旋噴水泥土樁粗砂粉砂5.50m900 20002600300 300300800水平旋噴水泥土樁CB軌面線C15素砼回填隧道中線中線線路C15素砼回填軌面線路線線中線中道隧300MBZ3-4-147.75雜填土淤泥質土5.25m2.20m3.30m3003001530025003005200300300300A520030042鋼管300800747576 淺埋暗挖法關鍵部位的淺埋暗挖法關鍵部位的施工技術施工技術 主要關鍵部位有：（1） 豎井施工（2） 馬頭門部位施工（3) 斷面過渡施工 (4) 橫通道轉為正洞施工77 豎井施工豎