地鐵車站裝配式標(biāo)準(zhǔn)化研究

1、深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究目 錄第一章 研究的現(xiàn)狀，意義和建議§1.1 研究現(xiàn)狀 .31.1.1 國(guó)外裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用歷史和研究現(xiàn)狀 .31.1.2 國(guó)裝配式結(jié)構(gòu)在地下工程中的應(yīng)用和待解決的問題.5 §1.2 研究在實(shí)際工程中的重要意義 .9 §1.3 建議的研究方法和研究路線 .101.3.1 目前地鐵車站裝配式結(jié)構(gòu)研究尚待解決的一些問題101.3.2 建議采用的研究方法和研究路線10第二章 結(jié)構(gòu)選型、劃分和接頭方案§2.1 明挖裝配式地鐵車站的結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)劃分122.1.1 裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則. .122.1.2 車站結(jié)構(gòu)

2、的選型方案和結(jié)構(gòu)劃分.132.1.3 結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)劃分的建議.152.1.4 側(cè)墻連接形式的建議17§2.2 接頭位置選擇和節(jié)點(diǎn)連接方式.182.2.1 接頭位置的選擇原則.182.2.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則182.2.3 目前國(guó)裝配式地下結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力特點(diǎn)302.2.5 單跨和雙跨車站結(jié)構(gòu)可采用的普通裝配式構(gòu)件連接方案.30 - 1 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究2.2.6 建議采用預(yù)壓裝配式接頭方案的必要性和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造適示意圖.33第三章 結(jié)構(gòu)防水§3.1 防水設(shè)計(jì)的原則和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn).34§3.2 城市地鐵工程防水的一般要求.34§3

3、.3 明挖法施工的構(gòu)造特點(diǎn)與防排水要求.35§3.4 車站的防水設(shè)計(jì).363.4.1 主體結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)與施工.363.4.2 結(jié)構(gòu)接頭、接縫等的防水設(shè)計(jì)與施工.37第四章 方案急待解決的問題和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建議§4.1 明挖裝配式地鐵車站抗震設(shè)計(jì)待解決的問題.384.1.1 裝配式地鐵車站抗震設(shè)計(jì)分析理論和設(shè)計(jì)方法研究的重要意義384.1.2 車站震動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)的建議.384.1.3 地鐵車站結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)數(shù)值模擬分析的建議.39 §4.2 裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)剛度折減系數(shù)和節(jié)點(diǎn)延性的研究.394.2.1 裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為研究的必要性.394.2.2 裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)模型實(shí)驗(yàn)

4、的建議.404.2.3 裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)受力理論計(jì)算分析的建議.40§4.3 裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)防水技術(shù)的研究.404.3.1 目前地鐵的防水現(xiàn)狀404.3.2 裝配式地鐵車站防水技術(shù)研究的必要性和緊迫性414.3.3 裝配式地鐵車站防水技術(shù)研究- 2 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究第一章 研究的現(xiàn)狀、意義和建議 §1.1 研究現(xiàn)狀1.1.1 國(guó)外裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用歷史和研究現(xiàn)狀1974年，聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)事務(wù)部在對(duì)歐洲各國(guó)建筑工業(yè)化狀況進(jìn)行調(diào)查后指出:建筑工業(yè)化是本世紀(jì)不可逆轉(zhuǎn)的潮流。1989年國(guó)際建筑研究與文獻(xiàn)委員會(huì)(CIB )第十一屆大會(huì)將建筑工業(yè)化視為當(dāng)

5、代建筑技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。各工業(yè)大國(guó)在住宅建筑方面都己大部分或全部走向工業(yè)化的道路。粘土燒制的小磚已基本被淘汰。前蘇聯(lián)非常重視預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展，早在20世紀(jì)70年代就己有預(yù)制構(gòu)件廠家4500多家。目前，日本大部分房屋都是在工廠制造出來的.以大和房屋工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)單門獨(dú)院的民用預(yù)制裝配式房屋為例，其制造工藝流程簡(jiǎn)單快捷，每棟房屋從客戶訂貨到制造裝配完畢，全部過程只需要幾十天。裝配式建筑在其它東歐國(guó)家也得到了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展，東歐各國(guó)利用預(yù)制裝配技術(shù)建造了大量的工業(yè)廠房和多層民用建筑。其中，前南斯拉夫的，" IMC”體系被成功引入我國(guó)。該結(jié)構(gòu)體系的基本原理是用后張法將預(yù)制樓

6、板和柱子連接起來，在板柱之間形成預(yù)應(yīng)力摩擦節(jié)點(diǎn)，樓板的垂直荷載依靠四角摩擦力傳給柱子，水平荷載則主要依靠剪力墻傳至基礎(chǔ)?！癐MC”體系經(jīng)受了1969和1981年前南斯拉夫班亞·盧卡地區(qū)強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)，表現(xiàn)了良好的抗震性能，如今已在匈牙利、古巴、埃及和安哥拉等國(guó)得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代初期,建筑業(yè)開展的這一系列新工藝,如大板、升板體系、南斯拉夫體系、預(yù)制裝配式框架體系等等,對(duì)建筑工業(yè)化發(fā)展起到了有益的推進(jìn)作用。但這些有益的實(shí)踐之后,均未有大規(guī)模的推廣。究其原因,主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的這些新工藝在高度、建筑型式、功能要求等方面有很大的局限。加之受到當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件制約,機(jī)具設(shè)備和運(yùn)輸工具落

7、后,運(yùn)輸?shù)缆藩M窄,無法滿足相應(yīng)的工藝要求。另外,受技術(shù) 水平的限制,體系接頭處理不善,極易造成漏水,而且接頭構(gòu)造處理不當(dāng),削弱了其受 - 3 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究力性能,在地震設(shè)防區(qū)產(chǎn)生的影響更大。這些客觀的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件遏制了裝配式結(jié)構(gòu)體系發(fā)展的勢(shì)頭。21世紀(jì)初，隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，新技術(shù)、新材料已有長(zhǎng)足發(fā)展,已不是20世紀(jì)70、80年代可以相比的,在現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下, 裝配式建筑又迎了新的發(fā)展契機(jī)。新型裝配式結(jié)構(gòu)體系構(gòu)想和新型裝配式結(jié)構(gòu)體系與企業(yè)流程再造正在不斷取得長(zhǎng)足發(fā)展。1.1.2 國(guó)- 4 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究住宅建設(shè)方面，我

8、國(guó)曾廣泛應(yīng)用和推廣了裝配式大板建筑，并積累了豐富的科研成果和工程經(jīng)驗(yàn)。1976年的唐山地震后，我國(guó)整體板柱建筑“IMC”的研究和開發(fā)開始啟動(dòng)。原國(guó)家建委原國(guó)家建工總局和國(guó)家科委相繼下達(dá)科研任務(wù)，下?lián)芸蒲薪?jīng)費(fèi)近200萬元，在北京、成都、唐山、重慶、廣州、沈陽(yáng)、天津及蘭州等地推廣和應(yīng)用這一體系數(shù)十萬平米。結(jié)合多年的科研成果和工程經(jīng)驗(yàn)積累，我國(guó)在1993年推出了整體預(yù)應(yīng)力裝配式板柱建筑技術(shù)規(guī)程。 1.1.3 裝配式結(jié)構(gòu)在地下工程中的應(yīng)用和尚待解決的問題 從國(guó)內(nèi)外預(yù)制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀看，隧道及地下工程的預(yù)制技術(shù)主要應(yīng)用在盾構(gòu)法修建的工程中，一般為圓形結(jié)構(gòu)。在鐵路隧道和公路隧道中也有應(yīng)用實(shí)例，例如在秦嶺特

9、長(zhǎng)鐵路隧道中，仰拱就采用預(yù)制化的技術(shù)；日本曾在雙車道公路隧道中，進(jìn)行了單跨矩形裝配式結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究。日法曾聯(lián)合在公路的擴(kuò)建工程中開發(fā)了大型拱形結(jié)構(gòu)的預(yù)制技術(shù)，最大跨度已達(dá)到12m左右。在明挖法修建的地下鐵道中，預(yù)制技術(shù)也有一些研究和應(yīng)用實(shí)例。如圖1-1是在地下鐵道明挖法中應(yīng)用過的一種裝配式鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)定型推廣在50年代中后期，在放坡基坑和工字鋼加木襯板維護(hù)的基坑中以及無水地層或配合降水的基坑中，都能成功的采用，而且進(jìn)度亦比現(xiàn)澆混凝土快，它也需要一些讓構(gòu)件整體化的現(xiàn)澆混凝土。這種結(jié)構(gòu)共有8塊預(yù)制構(gòu)件，都由構(gòu)件廠生產(chǎn)。整個(gè)結(jié)構(gòu)采用全包防水層防水。底板的防水層上做了保護(hù)層后拼裝預(yù)制構(gòu)

10、件，灌注底板、邊墻的整體化混凝土，用砂漿灌豎縫，混凝土凝結(jié)后上頂板，之后完成頂板接縫間的混凝土，將頂部抹平，兩側(cè)倒圓角，閉合外包防水層。防水層保護(hù)層做好后，最后才可以實(shí)施回填。這種方法工程費(fèi)用與盾構(gòu)法比較起來，主要是沒有盾構(gòu)的折舊費(fèi)（約占整個(gè)工程費(fèi)用的1/3）。- 5 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 “成段襯砌”結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。這種結(jié)構(gòu)是60年代提出，逐漸定型，70年代以后廣為采用的一種結(jié)構(gòu)形式。它是象預(yù)制的大直徑下水道管段一樣的地鐵襯砌，不過它是矩形截面的空間結(jié)構(gòu)。逐塊地將成段襯砌以明挖法接起來即可形成隧道。在烏茲別克斯坦，塔什干市地鐵二號(hào)線用這種襯砌修建了7.2km長(zhǎng)

11、的隧道。施工進(jìn)度達(dá)到每晝夜9m（一個(gè)工作面）。這種襯砌比用單塊預(yù)制件拼合的拼裝結(jié)構(gòu)含鋼率小，而且完全可以滿足抗震要求。這種采用外包防水層來防水。 除此之外“殼式隧道”在荷蘭鹿特丹地鐵東西線上采用過的一種裝配式結(jié)構(gòu)型式。采用這種預(yù)制方法，施工速度非?？?，每周可以修建30m長(zhǎng)的隧道，此種裝配式地下結(jié)構(gòu)在交付使用數(shù)年后，仍然保持著良好的防水效果。日本在仙臺(tái)市地下鐵道工程中，曾采用預(yù)制雙跨箱型結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的箱體尺寸是11.092m×7.440m，整個(gè)結(jié)構(gòu)分成頂板、底板、側(cè)壁及中柱等5個(gè)預(yù)制構(gòu)件，設(shè)計(jì)中主要解決了構(gòu)件的劃分和輕量化，構(gòu)件的縱向和橫向連接問題。前蘇聯(lián)曾在用明挖法施工的地鐵線上，包括

12、車站、區(qū)間隧道、以及車站附屬建- 6 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究筑和輔助隧道工程，均采用定型拼裝的統(tǒng)一規(guī)格的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。到80年代后期，在明挖法施工的區(qū)間隧道中，開始廣泛采用整體管段襯砌。白俄羅斯在地下鐵道工程中，大力推行將預(yù)制混凝土襯砌設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)，而且取得了一定的成就。在裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用上，俄羅斯取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。俄羅斯在工業(yè)化施工與長(zhǎng)期使用的成功經(jīng)驗(yàn)上，通過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等研究工作，采用單拱結(jié)構(gòu)的基本原理和特點(diǎn)修建了俄羅斯第一個(gè)地鐵雙層換乘樞紐。在彼德堡地鐵伏龍芝濱海線花園站到挈卡諾夫站區(qū)間內(nèi)，建成了伏龍芝濱海線到未來的環(huán)線的體育館換成站，后來

13、批準(zhǔn)的名字為奧林匹克站。車站整體結(jié)構(gòu)形式為裝配式層間樓板單拱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)斷面具體形式如圖1-3所式。車站結(jié)構(gòu)上拱半徑11.2m，由12個(gè)厚70cm，沿車站方向?qū)?0cm的鋼筋混凝土構(gòu)機(jī)組成。仰拱內(nèi)徑15m由13個(gè)構(gòu)件塊組成，它由兩個(gè)帶襯墊的鋼筋契形接頭擠壓緊而閉合。內(nèi)部的裝配式鋼筋結(jié)構(gòu)是作為上層站臺(tái)和道路下的支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)成梁柱組合形式，柱距4m，柱安設(shè)在縱向整體鋼筋混凝土構(gòu)件的“杯子”中，構(gòu)件是混凝土澆筑在剛性基礎(chǔ)界限內(nèi)，剛性基礎(chǔ)鋪設(shè)在仰拱襯砌上。在柱的頂部安設(shè)裝配式鋼筋混凝土梁，這些梁聯(lián)成絎架。為了承接上層道路行駛列車的荷載，在路軌下設(shè)置了鋼筋混凝土裝配式梁，一端支撐在絎梁上，另一端支撐在

14、整體式混凝土支柱的托架上。車站上下兩層站臺(tái)都是由裝配式鋼筋混凝土建造而成的。上層站臺(tái)寬11.7m,由于下層中柱占去一部分空間，下層站臺(tái)寬度為13.2m.車站建成后于1996年交付使用。 圖1-3 裝配式層間樓板單拱結(jié)構(gòu)地鐵車站- 7 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究除此之外，近年來在地鐵車站建設(shè)中使用裝配式結(jié)構(gòu)亦出現(xiàn)了其它形式。 圣彼得堡地鐵車站也式采用單拱車站橫斷面，具體形式如圖1-4所示。車站埋設(shè)于不透水的致密粘土層中，拱圈和仰拱均由混凝土砌塊組成，并支撐在兩個(gè)圓形支墩上。由于該種結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有受拉接構(gòu)件，所以只適用于有一定自穩(wěn)能力的地層。 圖1-4 圣彼得堡地鐵車站裝配結(jié)構(gòu)

15、形式 在明挖法施工的裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)多采用矩形斷面形式。如圖1-5所示，該地鐵車站結(jié)構(gòu)的底板采用整體現(xiàn)澆的混凝土，邊墻和頂板預(yù)制，頂板采用的密肋板式結(jié)構(gòu)，使得重量減輕且有利于拼裝。 圖1-5 明挖法裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)形式 以上實(shí)例說明，地下結(jié)構(gòu)的預(yù)制技術(shù)以有一定程度的發(fā)展。發(fā)展地下工程的預(yù)制技術(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效益也是明顯的。然而近年來，裝配式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在一些橋梁工程中，在地下工程方面，裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展速度非常緩慢。而且，目前地下鐵道裝配式結(jié)構(gòu)還沒有成熟的計(jì)算理論可依，而且國(guó)內(nèi)外對(duì)裝配式地下結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論研究不是很多,防水技術(shù)方面亦處 - 8 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)

16、預(yù)制技術(shù)研究于試驗(yàn)摸索階段，在裝配式地下工程抗震理論方面的研究更是欠缺。 §1.2 研究在實(shí)際工程中的重要意義目前許多國(guó)家都把預(yù)制化作為技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志,構(gòu)件預(yù)制化的程度越高技術(shù)水平也就越高。同時(shí)構(gòu)件預(yù)制化也是使工廠化的一個(gè)必然趨勢(shì)，是加快修建速提高工程質(zhì)量的有效辦法。采用預(yù)制構(gòu)件不僅可以提高工程質(zhì)量還可以縮短工期降低成本。同時(shí)提高地下工程施工的工業(yè)化程度。尤其對(duì)改善地下工程內(nèi)的施工環(huán)境更是明顯。雖然國(guó)內(nèi)對(duì)地鐵區(qū)間裝配式結(jié)構(gòu)有一定的研究，但對(duì)地鐵車站以及其他地下鐵道附屬物裝配式結(jié)構(gòu)的研究還處于起步階段。相對(duì)對(duì)于地上裝配式建筑而言，地下工程裝配式結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)、施工規(guī)范

17、都十分欠缺。由于地下工程本身的復(fù)雜性，我們不可能將現(xiàn)有的地上工業(yè)與民用建筑裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的計(jì)算理論和施工工藝照搬照用到地下結(jié)構(gòu)中來。由于地下工程裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，可以給我們帶來可觀時(shí)間、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又由于國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的缺乏和研究的空白，這就迫使我們必須進(jìn)行地下工程裝配式結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)理論的研究。同時(shí)，在地下工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方面，據(jù)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位介紹,在進(jìn)行地鐵車站設(shè)計(jì)時(shí),考慮到土的阻尼和約束作用,一般不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。然而,從1995年1月日本神戶地震的震害調(diào)查表明, 神戶的地鐵車站在這次地震中車站結(jié)構(gòu)遭受了嚴(yán)重震害。這是第一起地下結(jié)構(gòu)遭受的嚴(yán)重震害,因而引起人們的關(guān)注。研究地下

18、結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng),無論對(duì)研究地下結(jié)構(gòu)的震害,還是對(duì)地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都有特殊的意義。同時(shí)，由于裝配式地下工程結(jié)構(gòu)本身所具有的特殊性，對(duì)它抗震的研究更有必要性和工程意義。 - 9 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究1.3 建議的研究方法和研究路線1.3.1 目前地鐵車站裝配式結(jié)構(gòu)研究尚待解決的一些問題在大型預(yù)制化技術(shù)的發(fā)展中，結(jié)合已有的工程實(shí)例來看，目前地鐵車站裝配式結(jié)構(gòu)的研究要重點(diǎn)解決以下四個(gè)方面的問題。一構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化的研究。構(gòu)件預(yù)制化是與構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化緊密相關(guān)的。而地下鐵道中的構(gòu)件是否能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，是采用構(gòu)件預(yù)制化的前提條件，也是與效益相關(guān)的。二預(yù)制結(jié)構(gòu)形式的選擇及構(gòu)件的合理

19、劃分。結(jié)構(gòu)型式選定后，構(gòu)件的劃分不僅僅要考慮到結(jié)構(gòu)合理的受力狀態(tài)，更要考慮構(gòu)件的制造和安裝的可能性。三構(gòu)件的接頭構(gòu)造及防水。構(gòu)件的接頭構(gòu)造和防水處理是構(gòu)件預(yù)制化的關(guān)鍵技術(shù)之一，影響到結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境和結(jié)構(gòu)的耐久性。四構(gòu)件的制作與安裝。構(gòu)件預(yù)制化技術(shù)的成敗，是在施工管理上。嚴(yán)格的、良好的施工管理主要表現(xiàn)在構(gòu)件的制造和安裝工藝上，這兩個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該給予充分的關(guān)注。1.3.2 議采用的研究方法和研究路線結(jié)合上述地鐵車站裝配式結(jié)構(gòu)研究尚待解決的的這些主要問題，對(duì)本研究項(xiàng)目建議采用以下的研究路線和研究方法。一建議的研究路線：（1）、配合管線布置，對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)件劃分，提出裝配式雙層雙跨框架結(jié)構(gòu)

20、和裝配式雙層單跨式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)兩種方案。結(jié)構(gòu)接縫設(shè)計(jì)，包括接縫構(gòu)造和接縫防水；（2）、對(duì)兩種方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析；（3）、根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式比選、構(gòu)件劃分的確定；（4）、對(duì)劃分后的構(gòu)件進(jìn)行縱向、橫向接頭的選型；（5）、結(jié)構(gòu)接縫、接頭的防水設(shè)計(jì)；- 10 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究（6）、對(duì)該方案在施工方面的可行性，對(duì)環(huán)境的影響和經(jīng)濟(jì)性等方面做出客觀評(píng)價(jià)。二建議的研究方法：首先通過有限元分析確定構(gòu)件劃分的合理位置；再次通過模型試驗(yàn)和數(shù)值分析、理論計(jì)算等方法，確定接頭受力特性和剛度折減系數(shù)；其次通過裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)震動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算確定確定裝配式地鐵車站的地震反應(yīng)機(jī)理

21、以及地震情況下可能造成的震害；通過對(duì)裝配式車站結(jié)構(gòu)整體防水和接頭、接縫的防水試驗(yàn)研究，得出適合裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)的防水理論和防水工藝。以上研究為地鐵車站裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工提供合理依據(jù)。 - 11 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究第二章 結(jié)構(gòu)選型、劃分和接頭方案§2.1 明挖裝配式地鐵車站的結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)劃分2.1.1 裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于保證結(jié)構(gòu)體系的整體性，為此裝配式結(jié)構(gòu)必須合理地設(shè)計(jì)預(yù)制件間的連接，提高連接部位的整體連續(xù)性能，從而保證結(jié)構(gòu)體系的整體性，使其具有盡可能多的贅余度，因?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)比靜定結(jié)構(gòu)具有更高的安全性和更好的抗震性

22、能。因此，裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下的一些基本設(shè)計(jì)原則：一裝配式結(jié)構(gòu)宜用于平面規(guī)整對(duì)稱，豎向剛度均勻的建筑結(jié)構(gòu)中。二裝配整體式框架剛性節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，其節(jié)點(diǎn)的承載力余延性不應(yīng)低于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。三裝配式結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)能保證構(gòu)件的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)的整體性。四構(gòu)件連接部位的承載力，不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力。五裝配整體式接頭應(yīng)滿足施工階段和使用階段的承載力、穩(wěn)定性和變形的要求。六對(duì)承受彎矩的剛性接頭，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使接頭部位的截面剛度與鄰近接頭處的預(yù)制構(gòu)件的截面剛度相接近，避免引起應(yīng)力集中。七按剛性連接設(shè)計(jì)的柱與柱、梁與柱、梁與梁之間的接頭，鋼筋宜采用焊接或機(jī)械連接。當(dāng)接頭的構(gòu)造和施工措施能保證節(jié)

23、點(diǎn)的承載力和剛性要求時(shí)，接頭的鋼筋亦可采用其他的連接方法。八在保證結(jié)構(gòu)整體受力性能的前提下，應(yīng)力求連接形式簡(jiǎn)單，傳力形式簡(jiǎn)單，傳力直接，受力明確。九裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安裝的方便，誤差易于調(diào)整，且連接后能較早承受荷載，以便上部結(jié)構(gòu)的繼續(xù)施工。十預(yù)制梁、柱構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求，應(yīng)滿足混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范和 - 12 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究裝配式結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。十一 裝配式框架使用階段，在豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算，應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)剛度降低對(duì)框架內(nèi)力的影響。十二 裝配式框架結(jié)構(gòu)中，砌體填充墻在平面和豎向的布置，宜均勻?qū)ΨQ，避免形成薄弱層或短柱。十三 在多遇地震作用下

24、，裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)剛度降低對(duì)框架位移的影響，計(jì)算層間位移。2.1.2 車站結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型和劃分方案根據(jù)相關(guān)要求，在明挖地鐵車站預(yù)制技術(shù)研究中，選取了兩種裝配式結(jié)構(gòu)方案，分別為雙層雙跨式框架結(jié)構(gòu)和雙層單跨式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。一雙層雙跨式框架結(jié)構(gòu)底板采用現(xiàn)澆方法制作，底板和柱通過榫式連接。為了達(dá)到梁與柱接頭處的彎矩較小的目的，可將梁和柱的接頭設(shè)置在梁上彎矩為零的地方。梁與柱的連接可采用疊合梁現(xiàn)澆式連接。除底板外，構(gòu)件劃分為10塊，如圖2-1所示，其中側(cè)墻和板的縱向間距為2m，側(cè)墻厚度為0.7m，板厚為0.5m；柱距離為8m,柱子尺寸為0.8×0.8m;縱梁梁高為1.5m。- 13 -深圳地

25、鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究二、雙層單跨式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)底板亦采用現(xiàn)澆方法制作，底板和柱通過榫式連接。由于跨中彎矩隨梁的跨度增加而增大，因此如果要取消中柱成為雙層單跨式結(jié)構(gòu)，需要將預(yù)制梁做成預(yù)應(yīng)力梁的形式。取消中柱后，梁與柱相交處的剪力也增大了。為了提高梁與柱接頭處的抗剪能力，采用預(yù)壓裝配式接頭。除底板外，構(gòu)件劃分為4塊，如圖2-2所示，其中側(cè)墻和板的縱向間距為2m，側(cè)墻厚度為0.7m，板厚為0.5m；柱距離為8m,柱子尺寸為0.8×0.8m；橫梁梁高為1.5m。 圖2-2 雙層單跨式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件劃分圖 - 14 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究2.1.3

26、結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)劃分的建議一橫斷面結(jié)構(gòu)選型通過上述的計(jì)算分析，并考慮施工和吊裝的簡(jiǎn)便，建議采用雙層雙跨式框架結(jié)構(gòu)，底板現(xiàn)澆。如圖2-3所示。 對(duì)于雙層單跨裝配式車站結(jié)構(gòu)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和分析，建議將改方案進(jìn)行調(diào)整，頂層預(yù)制樓板采用變截面預(yù)應(yīng)力樓板。調(diào)整后的方案如圖2-4所示。 - 15 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究圖2-4 雙層單跨式裝配框架結(jié)構(gòu)（方案2） 同時(shí)，在考慮到雙層單跨、雙層雙跨結(jié)構(gòu)裝配時(shí)候施工的方便，可采取將柱和底板的榫式連接改為柱與底板的剛性連接。預(yù)制柱底部和底板雙層單跨、雙跨柱與底板搭接方案圖（方案3） 2、縱向結(jié)構(gòu)劃分在上述建議結(jié)構(gòu)選型的基礎(chǔ)上，將雙層雙跨式框

27、架結(jié)構(gòu)橫斷面分成柱、梁共分9塊，柱之間和梁之間通過預(yù)制板連接，預(yù)制構(gòu)件的縱向間距為2.53.0m。具體劃分亦參見圖2-1所示；將雙層單跨式框架結(jié)構(gòu)橫斷面分成柱、梁共分5塊，柱之間和梁之間通過預(yù)制板連接，預(yù)制構(gòu)件的縱向間距為2m。具體劃分亦參見圖2-3至圖2-5。 - 16 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究2.1.4 側(cè)墻連接形式的建議裝配式地鐵車站預(yù)制側(cè)墻與地下連續(xù)墻以及預(yù)制側(cè)墻之間的連接，是裝配式地鐵車站設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。一 側(cè)墻與連續(xù)墻的連接對(duì)于側(cè)墻與地下連續(xù)墻的連接，建議采用預(yù)應(yīng)力連接和剛性連接兩種。具體參見圖2-6所示。 二 圖2-6 預(yù)制側(cè)墻與地下連續(xù)墻之間的預(yù)制連接和

28、剛性連接 側(cè)墻之間的連接 由于地下結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的特點(diǎn)，預(yù)制側(cè)墻之間的連接，不僅要考慮到連接穩(wěn)定，更重要的是要考慮到防水性能。因此，建議預(yù)制側(cè)墻板采用如圖2-7所示的連接方式。 - 17 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究§2.2 接頭位置選擇和節(jié)點(diǎn)連接方式2.2.1 接頭位置的選擇原則在第五章的計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，最佳接頭位置的確定有三種方案：第一種設(shè)置方式就是將接頭設(shè)置在對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力影響最小的位置；第二種設(shè)置方式就是將接頭位置設(shè)置在對(duì)整體結(jié)構(gòu)受力最有利的位置；第三種考慮構(gòu)件裝配施工的方便。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，建議將接頭設(shè)置在彎矩為零處，這是本著減少接頭處節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)的

29、一般原則一節(jié)點(diǎn)形式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工條件確定；在保證結(jié)構(gòu)整體受力性能的前提下，力求構(gòu)造簡(jiǎn)單、傳力直接、連接形式與靜力計(jì)算假定計(jì)算假定相符合。二要求施工方便，安裝固定簡(jiǎn)單可靠，誤差易于調(diào)整，構(gòu)件連接后能盡快承受部分或全部設(shè)計(jì)荷載。三盡量減少二次澆灌混凝土和焊接工作量，盡量減少鋼材用量。四滿足抗震節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。 - 18 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究2.2.3 目前國(guó) 榫式連接示意圖連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：- 19 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究榫式連接式為框架結(jié)構(gòu)中常用的接頭形式。其構(gòu)造特點(diǎn)是鋼筋采用剖口焊接，然后在榫頭外邊進(jìn)行混凝土二次澆灌，以形成整體。

30、其優(yōu)點(diǎn)是接頭受力性能較好，特別對(duì)于豎向荷載更是如此。而且能節(jié)省鋼材。 其缺點(diǎn)是由于剖口焊接工作量大，焊接應(yīng)力大，二次澆灌工作量大且質(zhì)量不易保證，冬季施工不方便。 （2） 插入式連接具體構(gòu)造方式：插入式連接同樣適用于民用建筑和一般多層工業(yè)建筑，但不宜用于抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和實(shí)心磚填充墻框結(jié)構(gòu)。如果是偏心受壓柱的接頭，應(yīng)設(shè)置在軸向力對(duì)截面重心的偏心距e010.35h0處，且柱截面尺寸不應(yīng)小于400×400mm。具體構(gòu)造如圖2-9所示。 圖2-9 插入式連接示意圖 連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：剛性連接插入式接頭的構(gòu)造特點(diǎn)是將上柱做成榫頭，下柱做成杯口，榫頭與杯 - 20 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建

31、工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究口間的接縫用水泥砂漿填實(shí)，以形成整體。其優(yōu)點(diǎn)是免除了鋼筋焊接，后澆水泥砂漿少，冬季施工方便，不受氣候影響，施工簡(jiǎn)便，安裝進(jìn)度快。缺點(diǎn)是榫頭及杯口處鋼筋用量較多，另外，由于上下柱體鋼筋在水平接縫處斷開，拉力靠榫頭 漿錨式連接示意圖- 21 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：預(yù)制柱漿錨式連接用于非抗震和抗震設(shè)計(jì)的民用建筑，建筑高度不宜超過20m。而且漿錨式連接不得用于偏心受拉柱。雖然其裝配速度較快，但此中節(jié)點(diǎn)構(gòu)造在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中是受剪、受拉、偏心受壓的薄弱環(huán)節(jié)。因此在地下結(jié)構(gòu)裝配式結(jié)構(gòu)中不建議采用。 二梁柱節(jié)點(diǎn)連接（1） 整澆式節(jié)點(diǎn)具體

32、構(gòu)造方式：整澆式梁柱節(jié)點(diǎn)式在節(jié)點(diǎn)區(qū)利用現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土，將預(yù)制梁和柱連接成為整體框架節(jié)點(diǎn)的一種連接構(gòu)造，這種節(jié)點(diǎn)具有外形簡(jiǎn)單、制作和安裝方便、節(jié)點(diǎn)整體性能良好等特點(diǎn)。整澆式節(jié)點(diǎn)按構(gòu)造分為兩類：整澆式A型節(jié)點(diǎn)，梁下部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)采用焊接連接；整澆式B型節(jié)點(diǎn)，梁端下部的縱向鋼筋不宜多于二根，直徑不宜大于25mm。梁端下部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)采用搭接彎折錨固的作法。而整澆式節(jié)點(diǎn)預(yù)制柱的具體構(gòu)造如圖2-11所示。- 22 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 圖2-11 整澆式節(jié)點(diǎn)的預(yù)制柱連接示意圖 連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：梁、柱整澆裝配式連接的構(gòu)造特點(diǎn)是短柱分層預(yù)制，梁擱在柱，柱與柱、梁與柱在同

33、一處連接。其優(yōu)點(diǎn)在于此種連接焊接工作量少，而且不需要剖口焊。構(gòu)件安裝時(shí)不用大型起重機(jī)械，只需用塔式起重機(jī)吊裝。接頭整體性好，受力特性良好。其缺點(diǎn)在于對(duì)節(jié)點(diǎn)澆筑時(shí)候，鋼筋密集澆筑震搗密實(shí)困難，需要架設(shè)模板，且節(jié)點(diǎn)不能立即受力。 （2） 現(xiàn)澆柱預(yù)制梁節(jié)點(diǎn)具體構(gòu)造方式： - 23 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究現(xiàn)澆柱預(yù)制梁框架是全裝配式結(jié)構(gòu)的一種發(fā)展，由于節(jié)點(diǎn)與柱在現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)澆筑混凝土，節(jié)點(diǎn)的整體性能較全裝配式框架有很大的改善?，F(xiàn)澆柱預(yù)制梁A型節(jié)點(diǎn)，梁端下部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)采用焊接連接；現(xiàn)澆預(yù)制梁B型節(jié)點(diǎn)，梁端下部縱向鋼筋不宜多于二根，直徑不宜大于25mm，梁端下部縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)采

34、用搭接彎折錨固的做法?，F(xiàn)澆預(yù)制梁A型節(jié)點(diǎn)具體構(gòu)造如圖2-12所示。 - 24 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究圖2-12 現(xiàn)澆柱預(yù)制梁A型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：此種接頭的特點(diǎn)亦是節(jié)點(diǎn)整體性好，受力特性良好。其優(yōu)缺點(diǎn)與整澆式節(jié)點(diǎn)有相同之處，即對(duì)節(jié)點(diǎn)澆筑時(shí)候，鋼筋密集澆筑震搗密實(shí)困難，需要架設(shè)模板，節(jié)點(diǎn)不能立即受力。同時(shí)有一定的焊接工作量。但節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能良好。 （3） 暗牛腿式節(jié)點(diǎn)具體構(gòu)造方式：暗牛腿式節(jié)點(diǎn)適用于預(yù)制長(zhǎng)柱體系施工的民用建筑和多層輕工業(yè)廠房。暗牛腿構(gòu)造做法也可用于主、次梁間的連接。暗牛腿節(jié)點(diǎn)要求預(yù)制柱采用型鋼牛腿；節(jié)點(diǎn)部位預(yù)制柱和預(yù)制梁間的接縫寬度不宜小于8

35、0mm；梁端及柱相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置齒槽，以利于傳遞梁端剪力；預(yù)制梁梁端箍筋直徑不宜小于8mm、間距不大于100mm，梁端缺口處箍筋不應(yīng)少于兩道。 連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)在于牛腿不外露，外形美觀，梁端截面削弱較小和施工方便等。其缺點(diǎn)在于接頭處的二次澆灌混凝土不易密實(shí)，能承受的節(jié)點(diǎn)豎向荷載較小。（4） 疊壓漿錨式節(jié)點(diǎn)具體構(gòu)造方式：疊壓漿錨式節(jié)點(diǎn)構(gòu)造適用于具有內(nèi)廊和外挑廊的建筑物。構(gòu)造時(shí)要求預(yù)制柱縱向鋼筋總數(shù)不宜多于4根，柱截面不宜大于400×400mm；預(yù)制柱縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)部位搭接總長(zhǎng)度不應(yīng)小于25d,在漿錨孔內(nèi)的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于20d,且應(yīng)在搭接的上部加焊。具體構(gòu)造如圖2-13所示。連接

36、構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：疊壓漿錨式節(jié)點(diǎn)在施工過程中，對(duì)焊接工藝復(fù)雜，施工工序繁瑣。 （5） 明牛腿式節(jié)點(diǎn)- 25 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究具體構(gòu)造方式：明牛腿式節(jié)點(diǎn)用于框架結(jié)構(gòu)時(shí)高度不宜超過40m，用于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)高度不宜超過60m.構(gòu)造要求預(yù)制柱截面不宜小于400×400mm；預(yù)制梁寬度不宜小于200mm，且不宜小于柱截面寬度的1/2；牛腿跳出的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)梁端下部縱向鋼筋與牛腿間焊接時(shí)所需焊縫長(zhǎng)度和梁端與柱間所留接縫寬度確定，且不得小于250mm；牛腿底面傾斜角不宜大于45度（與水平面夾角）；牛腿外邊緣高度不宜小于牛腿高度的1/3，且不應(yīng)小于200mm.具體構(gòu)造

37、如圖2-14所示。連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：明牛腿式節(jié)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)在于適用于樓面荷載較大的工業(yè)建筑。且此種連接接頭受力明確可靠，焊接工作量少，安裝方便。能承受較多的節(jié)點(diǎn)剪力。與暗牛腿相比，明牛腿節(jié)點(diǎn)形狀突出形象美觀。 圖2-14 明牛腿式節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖 - 26 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 圖2-13 疊壓漿錨式節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖 （6） 齒槽式節(jié)點(diǎn)具體構(gòu)造方式：齒槽式節(jié)點(diǎn)的適用高度按暗牛腿式節(jié)點(diǎn)的規(guī)定采用。適用于預(yù)制長(zhǎng)柱的梁柱連接，也可用于主次梁連接。 - 27 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究由于齒槽要承受梁端剪力，所以齒槽構(gòu)造應(yīng)符合以下要求：齒型一個(gè)采用等腰三角形或梯

38、形，斜度取45度；具體構(gòu)造如圖2-23所示。1)齒槽沿高度均勻布置，齒槽靜距不應(yīng)小于齒高；2)齒深一般取40mm,齒高40100mm,但不宜大于齒深的3倍；3)齒槽數(shù)不應(yīng)少于2個(gè)，且齒槽受剪面積不宜小于梁全截面面積的1/3。 圖2-15 齒槽式節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖連接構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)：齒槽式剛性連接優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件安裝就位方便，牛腿不外露，不需要任何防腐處理。節(jié)點(diǎn)整體受力性能良好。但接頭處二次澆灌的混凝土不易密實(shí)。 三梁板連接（1） 疊合梁預(yù)制梁與板的連接，是通過疊合梁的疊合層后澆混凝土使其連成整體的。疊合梁的設(shè)計(jì)和構(gòu)造應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。（2） 預(yù)制板與梁的連接非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)制板與梁的連接及預(yù)制板板縫配筋

39、構(gòu)造，可分別采用圖2-16(a)和(b)所示連接構(gòu)造。設(shè)計(jì)時(shí)候要注意加強(qiáng)構(gòu)造措施，以增強(qiáng)體系的整體性；增加新老澆灌的混凝土的粘結(jié)。- 28 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 圖2-16 非抗震板與梁的連接示意圖 二級(jí)抗震等級(jí)框架及二、三級(jí)抗震等級(jí)框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制板與疊合梁的連接構(gòu)造可按圖2-25(a)、(b)所示連接構(gòu)造；三、四級(jí)抗震等級(jí)框架結(jié)構(gòu)預(yù)制板與疊合梁的連接及板縫間設(shè)置焊網(wǎng)可按圖2-17(c)構(gòu)造做法。 圖2-17 抗震設(shè)計(jì)預(yù)制板與疊合梁的連接及預(yù)制板板縫配筋構(gòu)造示意圖 - 29 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究2.2.4 裝配式地下結(jié)構(gòu)

40、節(jié)點(diǎn)的受力特點(diǎn)以及構(gòu)造時(shí)的注意事項(xiàng) 裝配式地下結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)受到地層的重力作用；由于彈性地基梁的作用原理，其底部結(jié)構(gòu)受到很大的地基反力；側(cè)墻部分又受到土層的側(cè)壓力。所以與地上結(jié)構(gòu)相比，地下裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)除了要承受彎矩外，還要承受很的大剪力。這就要求我們?cè)跇?gòu)造裝配式地下結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)時(shí)要保證結(jié)構(gòu)體系的整體性，連續(xù)性，提高連接部位的抗剪能力，從而提高結(jié)構(gòu)的安全性。2.2.5 單跨和雙跨車站結(jié)構(gòu)可采用的普通裝配式構(gòu)件連接方案一雙層雙跨裝配式地鐵車站普通接頭構(gòu)造方案根據(jù)2.1節(jié)所述，接頭設(shè)置在彎矩為零處以減少接頭處內(nèi)力的原則，將雙層雙跨頂板的接頭分別設(shè)置在居左右邊墻1.3m處和距離中柱2.0m處。根據(jù)工程具

41、體特點(diǎn)，接頭連接方式可以選擇普通連接方案。所有接縫、接頭均采用剛性連接，如圖2-3和圖2-18所示。 - 30 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 圖2-18 剛性連接示意圖 二雙層單跨裝配式地鐵車站普通接頭構(gòu)造方案雙層單跨裝配式地鐵車站普通接頭構(gòu)造方案具體參見圖2-4和圖2-19所示。 - 31 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 圖2-19 單跨結(jié)構(gòu)預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力連接示意圖2.2.6 采用預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力接頭的必要性和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造適示意圖一 采用預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力接頭的必要性發(fā)展裝配式結(jié)構(gòu)體系是建筑工業(yè)化的必由之路，但由于裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接可靠性差，往往難以滿足反復(fù)

42、荷載下的受力要求，在地震區(qū)的使用受到限制。預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力框架，采用工廠化生產(chǎn)的預(yù)制柱和預(yù)制預(yù)應(yīng)力梁，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)直接吊裝，梁柱就位后，將后張預(yù)應(yīng)力筋穿過梁、柱預(yù)留孔道，對(duì)節(jié)點(diǎn)實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉預(yù)壓。后張預(yù)應(yīng)力筋可作為施工階段拼裝手段，又可以在使用階段承受梁端彎矩，構(gòu)成整體受力節(jié)點(diǎn)和連續(xù)受力框架，克服了裝配式節(jié)點(diǎn)受力可靠性差的缺陷，解決了預(yù)應(yīng)力混凝土框架難以裝配的問題，形成預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體框架。由于地下結(jié)構(gòu)受力的復(fù)雜性，以及施工的困難性，采用預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力接頭更具有工程實(shí)際意義。 二 車站預(yù)壓裝配式接頭節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖根據(jù)現(xiàn)在的工程實(shí)例和工程經(jīng)驗(yàn)，建議對(duì)雙層單跨裝配式車站結(jié)構(gòu)采用預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)

43、力接頭的構(gòu)造方案，如上圖7-11所示。對(duì)于雙層雙跨裝配式車站結(jié)構(gòu)，建議采用以下預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力接頭的構(gòu)造方案，如下圖2-20所示。 - 32 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究 圖2-20 預(yù)壓裝配式預(yù)應(yīng)力接頭連接示意圖 - 33 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究第三章 結(jié) 構(gòu) 防 水§3.1 防水設(shè)計(jì)的原則和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)地下工程結(jié)構(gòu)由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所處空間的特殊性，防水設(shè)計(jì)的好壞，在對(duì)地下工程結(jié)構(gòu)施工是否便利，交付使用后能否正常運(yùn)營(yíng)和結(jié)構(gòu)使用壽命的長(zhǎng)短都起著至關(guān)重要的作用。因此我們?cè)谶M(jìn)行地下工程防水設(shè)計(jì)時(shí)，必須確立正確的防水設(shè)計(jì)原則和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。一設(shè)計(jì)

44、原則遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則。以結(jié)構(gòu)自防水為根本，接縫防水為重點(diǎn)，輔以附加防水層加強(qiáng)防水。二防水標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)地下工程防水技術(shù)規(guī)范（GB50108-2001）及地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157-2003），并根據(jù)相關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn)，防水標(biāo)準(zhǔn)擬定如下：車站（包括通道及風(fēng)道）及機(jī)電集中區(qū)段：防水等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬。強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)自防水為本，采取有效措施增強(qiáng)混凝土抗?jié)B抗裂性，減小地下水對(duì)混凝土的滲透性，主體結(jié)構(gòu)防水混凝土抗?jié)B等級(jí)為S8。 §3.2 城市地鐵工程防水的一般要求在進(jìn)行城市地鐵工程防水設(shè)計(jì)時(shí)候，應(yīng)遵循以下一些基本要求：一 地鐵工程防水設(shè)計(jì)

45、，首先應(yīng)滿足技術(shù)先進(jìn)、施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全、確保質(zhì)量的要求。二 地鐵工程的防水設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地下水、地表水的作用，全方位考慮工程防水。三 地鐵工程的防水是一個(gè)系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)時(shí)候要綜合考慮各種因素與防排 - 34 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究水的關(guān)系，在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足防水的需要。四 地鐵工程防水應(yīng)當(dāng)采取綜合防水的措施，優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)的自防水，根據(jù)需要采用附加防水層、注漿防水等附加防水措施。五 地鐵工程的施工縫、變形縫、后澆帶等都是地鐵防水的薄弱環(huán)節(jié)，這些部位應(yīng)當(dāng)采取多道防線進(jìn)行加強(qiáng)防水處理。六 地鐵工程的防水材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇質(zhì)量可靠、耐久性好、物

46、理力學(xué)性能優(yōu)越的，符合環(huán)境保護(hù)要求、施工簡(jiǎn)單的材料。七 地鐵工程具有防水要求高、滲漏治理難的特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)精心施工，嚴(yán)格控制防水材料質(zhì)量和施工質(zhì)量，層層把關(guān)，不留隱患。 §3.3 明挖法施工的構(gòu)造特點(diǎn)與防排水要求明挖法施工與地面建筑施工技術(shù)相近，相對(duì)于暗挖法施工，具有技術(shù)成熟，施工較為方便，質(zhì)量容易控制，便于防排水措施的實(shí)施等特點(diǎn)。對(duì)于采用明挖整體式的車站結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自身具有很好的防水性，而且抗震性能也好，能適應(yīng)結(jié)構(gòu)體系的變化，有利于結(jié)構(gòu)的防排水；而對(duì)于明挖裝配式結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件的防水等級(jí)一般容易達(dá)到，裝配件之間的連接式防水的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)采取加強(qiáng)防水措施。明挖法施工的防排水要求：一 基坑開挖

47、時(shí)，做好基坑坡頂?shù)慕厮ぷ鳎乐惯吰马數(shù)乃魅牖?；基坑?nèi)如果有地下水，應(yīng)采取基坑內(nèi)降水或注漿堵水等措施。二 采用樁墻或地下連續(xù)墻支護(hù)的明挖結(jié)構(gòu)，樁墻和地下連續(xù)墻應(yīng)具有一定的抗?jié)B能力，其抗?jié)B標(biāo)號(hào)不得小于S6。地下連續(xù)墻槽段之間應(yīng)保證接頭部位具有良好的防水效果。三 墊層混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)不小于C15的混凝土，厚度不小于150cm，要求墊層混凝土堅(jiān)固密實(shí)，并基本平衡。四 結(jié)構(gòu)宜采用全外包膨潤(rùn)土防水板或柔性防水層。防水層板或防水層施工應(yīng)做到材質(zhì)優(yōu)、搭接牢固、完整無缺陷。- 35 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究五 對(duì)施工縫、變形縫、后澆帶等防水薄弱部位和施工拐角部位，應(yīng)采取附加防水措

48、施的方法進(jìn)行防水處理。 §3.4 車站的防水設(shè)計(jì)3.4.1 主體結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)與施工明挖結(jié)構(gòu)應(yīng)采用外貼全包防水。一結(jié)構(gòu)底板防水。結(jié)構(gòu)底板澆筑前，首先應(yīng)在基底澆筑底板墊層，要保證澆筑質(zhì)量以確保墊層滿足不小于S6的抗?jié)B等級(jí)。墊層此采用不小于C10等級(jí)的混凝土，厚度不小于10cm。要求墊層結(jié)構(gòu)密實(shí)，并且基本平整。墊層上面敷設(shè)膨潤(rùn)土防水板或柔性防水層，防水材料采用膨潤(rùn)土防水板或兩層各4mm厚的聚脂胎體改性瀝青防水卷材。采用卷材時(shí)，施工應(yīng)嚴(yán)格按照防水卷材敷設(shè)的施工工序和要求進(jìn)行。防水層施工完畢后，應(yīng)即使施作防水層的細(xì)石混凝土保護(hù)層。二側(cè)墻的防水設(shè)計(jì)與施工側(cè)墻防水層采用滿粘法施工，敷設(shè)防水層前應(yīng)

49、在側(cè)墻外表面上抹厚度不小于2cm的水泥砂漿找平，側(cè)墻第二層（靠近回填土）鋪膨潤(rùn)土防水板或防水卷材，在敷設(shè)完的防水層表面抹2cm厚的防水層的水泥砂漿保護(hù)層。側(cè)墻的保護(hù)層也可以采用厚度不小于5cm的聚乙烯泡沫塑料等材料。三頂板的的防水設(shè)計(jì)與施工頂板的膨潤(rùn)土防火板或改性瀝青防水卷材也應(yīng)采用滿鋪滿粘法施工，但應(yīng)該注意頂板混凝土澆筑完畢后，要進(jìn)行二次收水平抹實(shí)，不得在頂板表面抹水泥砂漿，以免找平層開裂將防水層拉斷。 - 36 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究3.4.2 接頭、接縫等的防水設(shè)計(jì)與施工構(gòu)件接頭、接縫防水包括接縫間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)側(cè)相鄰構(gòu)件間的嵌縫防水以及必要時(shí)向接縫內(nèi)

50、注入聚氨酯藥液等。1）密封墊防水，由扭緊連接螺栓、密封墊膨脹等因素產(chǎn)生接觸面應(yīng)力來達(dá)到防水的效果。 2）接縫嵌縫防水，即隧道內(nèi)側(cè)用防水材料進(jìn)行鑲縫，諸如環(huán)氧類、聚硫橡膠類、尿素樹脂類為主的材料3）接縫注漿即在拚裝塊的四邊端面上設(shè)置灌注槽；構(gòu)件拼裝后，由隧道內(nèi)向構(gòu)件的灌注槽內(nèi)壓注砂漿或藥液。4）螺栓孔和壓漿孔防水一種方法是用塑性（合成樹脂類、石棉瀝青或鉛）和彈性（橡膠或聚氨酯水膨脹橡膠等）密封因墊在螺栓和螺孔口之間，在擰緊螺栓時(shí)，密封因受擠壓變形充填在螺栓與孔壁之間，達(dá)到止水效果。另一種方法是采用一種塑料螺栓孔套管，澆注混凝土預(yù)埋在構(gòu)件內(nèi)，與密封圈結(jié)合起來使用。5）變形縫防水- 37 -深圳地鐵

51、1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究變形縫防水構(gòu)造型式和材料應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、地基和主體結(jié)構(gòu)變形情況以及水壓、水質(zhì)和防水等級(jí)等因素確定。水壓較大的變形縫通常均采用埋入式塑料（橡膠）止水帶。另一種防水方式是采用鋼翼橡膠型止水帶，先澆注在底板里，在往底板上安置襯砌構(gòu)件前，在基坑里將底板接縫上方的鋼翼止水帶全截面用焊接的方法聯(lián)接起來，使它嵌入到端頭接縫里。變形縫內(nèi)側(cè)還有嵌縫橡膠條。 - 38 -深圳地鐵1號(hào)線續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究第四章 方案急待解決的問題和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建議§4.1 明挖裝配式地鐵車站抗震設(shè)計(jì)待解決的問題據(jù)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位介紹,在進(jìn)行地鐵車站設(shè)計(jì)時(shí),考慮到土的阻尼和約束作

52、用,一般不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。然而,從1995年1月日本神戶地震的震害調(diào)查表明,此次地震,除一般的建筑物受到不同程度的破壞外,神戶的地鐵車站也受到了嚴(yán)重的損壞,邊墻有的局部開裂或斷裂。由于這是第一起地下結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重震害，因而引起了人們的關(guān)注。因此，研究地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)，無論對(duì)研究地下結(jié)構(gòu)的震害，還是對(duì)地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都有特殊的意義。4.1.1 裝配式車站抗震設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法研究的重要意義 地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)及對(duì)策是城市工程抗震和防災(zāi)減災(zāi)研究的重要組成部分,然而迄今為止,我國(guó)尚沒有一套科學(xué)系統(tǒng)的地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范體系。所以,對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗震理論和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究是一個(gè)現(xiàn)實(shí)而又迫

53、切的課題。對(duì)于裝配式地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論研究更式空白。4.1.2 建議的裝配式地鐵車站震動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)對(duì)地下鐵道開展建立抗震設(shè)計(jì)方法的研究正逐漸得到人們的關(guān)注。由于目前國(guó)內(nèi)地下結(jié)構(gòu)抗震理論研究的空白，因此，建議通過對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn),深入了解軟土地鐵結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的規(guī)律,以便為檢驗(yàn)理論計(jì)算結(jié)果的正確性提供驗(yàn)證,進(jìn)而制定軟土地鐵抗震設(shè)計(jì)指南等提供依據(jù)建議的模型試驗(yàn)分自由場(chǎng)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)和地鐵車站結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)兩類,后者又分典型地鐵車站結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)和可反映考慮區(qū)間隧道與地鐵車站接頭結(jié)構(gòu)相互影響的地鐵車站接頭結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)兩種。自由場(chǎng)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)主 - 39 -深圳地鐵1號(hào)線

54、續(xù)建工程車站明挖結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)研究要用于模擬自由場(chǎng)地土層的地震反應(yīng),據(jù)以獲得模型箱內(nèi)不同位置處的土的動(dòng)力響應(yīng),確定“邊界效應(yīng)”的影響程度和鑒別模型箱構(gòu)造設(shè)計(jì)的合理性,并為地鐵車站結(jié)構(gòu)和車站接頭結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)作準(zhǔn)備。通過典型地鐵車站結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)和地鐵車站接頭結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn),將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以得到地鐵車站結(jié)構(gòu)和車站接頭結(jié)構(gòu)與土共同作用時(shí)地震動(dòng)反應(yīng)的規(guī)律與特征,并為建立分析理論和設(shè)計(jì)方法,以及了解車站結(jié)構(gòu)的可能破壞方式積累資料。4.1.3 建議的地鐵車站結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)數(shù)值模擬分析在建議裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)震動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的同時(shí)，同時(shí)建議采用基于土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的有限元計(jì)算模型。該模型中間部分為地下結(jié)構(gòu)及周圍地基土，兩側(cè)部分為自由場(chǎng)地。中間部分的地基采用平面應(yīng)變單元，自由場(chǎng)地土采用層元，地下結(jié)構(gòu)的梁柱按梁?jiǎn)卧幚?，?nèi)空形成空元。有限元部分與