城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工2第二章

1、城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工Structural Design and Construction of Urban Rail Transit第二章第二章 城市軌道交通的結(jié)構(gòu)類型城市軌道交通的結(jié)構(gòu)類型第一節(jié) 高架區(qū)間結(jié)構(gòu)第二節(jié) 高架車站結(jié)構(gòu)第三節(jié) 地下車站結(jié)構(gòu)第四節(jié) 地下區(qū)間結(jié)構(gòu)第五節(jié) 地面線的路基結(jié)構(gòu)目錄目錄第一節(jié)第一節(jié) 高架區(qū)間結(jié)構(gòu)高架區(qū)間結(jié)構(gòu)一、一般梁式結(jié)構(gòu)一、一般梁式結(jié)構(gòu)高架區(qū)間結(jié)構(gòu)采用的梁形有箱梁、板梁、T形梁和槽形梁等形式。箱梁：橋梁工程中梁的一箱梁：橋梁工程中梁的一種，內(nèi)部為空心狀，上部種，內(nèi)部為空心狀，上部?jī)蓚?cè)有翼緣，類似箱子，兩側(cè)有翼緣，類似箱子，因而得名。因而得名。 特點(diǎn)：動(dòng)力

2、性能優(yōu)越，扭特點(diǎn)：動(dòng)力性能優(yōu)越，扭剛度大，整體性好，適用剛度大，整體性好，適用性強(qiáng)，在區(qū)間直線、曲線性強(qiáng)，在區(qū)間直線、曲線均可采用。均可采用。(1)單箱單室箱梁(雙線)圖 2-1 單 箱 單 室 結(jié) 構(gòu)橫截面圖(尺寸單位:mm)(2)雙箱單室箱梁(雙線)(3)單箱多室箱梁(雙線或多線)路線中心線路線中心線軌頂面圖2-2 雙箱單室結(jié)構(gòu)路線中心線路線中心線軌頂面圖2-3 單箱雙室結(jié)構(gòu)橫截面圖(尺寸單位:mm)橫截面圖(尺寸單位:mm)2. 板梁結(jié)構(gòu)板梁結(jié)構(gòu)板梁主要有空心板和低高度板梁兩種形式。板梁：指由鋼板組合而成的梁型結(jié)構(gòu)構(gòu)件。板梁：指由鋼板組合而成的梁型結(jié)構(gòu)構(gòu)件。特點(diǎn)：板梁結(jié)構(gòu)建筑高度低，外形

3、簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于預(yù)制拼特點(diǎn)：板梁結(jié)構(gòu)建筑高度低，外形簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于預(yù)制拼裝施工。裝施工。路線中心線路線中心線軌頂面路線中心線路線中心線軌頂面圖2-4 空心板梁圖2-5 低高度板梁空心板梁橫截面圖低高度板梁橫截面圖3. T形梁形梁圖2-6 T形梁橫截面圖T形梁：指橫截面形式為形梁：指橫截面形式為T型的梁。型的梁。兩側(cè)挑出部分稱為翼緣，其中間兩側(cè)挑出部分稱為翼緣，其中間部分稱為梁肋。部分稱為梁肋。特點(diǎn)：特點(diǎn)：T形梁的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)比形梁的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)比較成熟，常采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)較成熟，常采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，其施工速度快，對(duì)既有道吊裝，其施工速度快，對(duì)既有道路交通干擾少。路交通干擾

4、少。4. 槽形梁槽形梁圖 2-6 槽 形 梁橫截面圖槽形梁：是為了減少自軌面到梁槽形梁：是為了減少自軌面到梁底的高度，從而增加橋下凈空而底的高度，從而增加橋下凈空而提出的一種橋梁形式。提出的一種橋梁形式。特點(diǎn)：槽形梁為下承式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)：槽形梁為下承式結(jié)構(gòu)，其建筑高度低，適用于由地下轉(zhuǎn)入建筑高度低，適用于由地下轉(zhuǎn)入高架及建筑高度受限的地段。高架及建筑高度受限的地段。二、一體化高架結(jié)構(gòu)二、一體化高架結(jié)構(gòu)一體化的高架結(jié)構(gòu)是指軌道交通與城市道路高架一體化的一體化的高架結(jié)構(gòu)是指軌道交通與城市道路高架一體化的高架結(jié)構(gòu)。如圖，中部為軌道交通列車走行結(jié)構(gòu)，上部為高架結(jié)構(gòu)。如圖，中部為軌道交通列車走行結(jié)構(gòu)，上

5、部為高架道路汽車行走結(jié)構(gòu)。高架道路汽車行走結(jié)構(gòu)。660006600016500174202.0%2.0%高架線路中心線600PHC管樁600PHC管樁一體化高架結(jié)構(gòu)圖三、橋墩結(jié)構(gòu)三、橋墩結(jié)構(gòu)1. T形墩：形墩：既能減輕墩身重量、既能減輕墩身重量、節(jié)約工程材料、減少節(jié)約工程材料、減少占地面積，又較為美占地面積，又較為美觀。觀。AAT形墩示意圖三、橋墩結(jié)構(gòu)三、橋墩結(jié)構(gòu)2.雙柱墩雙柱墩雙柱墩質(zhì)量輕、雙柱墩質(zhì)量輕、節(jié)約工程材料，節(jié)約工程材料，且承載能力和且承載能力和穩(wěn)定性均較強(qiáng)，穩(wěn)定性均較強(qiáng)，其梁蓋的工作其梁蓋的工作條件比條件比T形墩形墩有利。有利。BBBBCCCC雙柱墩結(jié)構(gòu)示意圖3. Y形墩形墩Y形

6、墩兼有形墩兼有T形墩和雙柱墩的優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量輕，占地面積少，外形墩和雙柱墩的優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量輕，占地面積少，外表美觀簡(jiǎn)潔，造型輕巧，視野良好，并有利于橋下交通。表美觀簡(jiǎn)潔，造型輕巧，視野良好，并有利于橋下交通。(a)(b)(c)Y形墩結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)第二節(jié) 高架車站結(jié)構(gòu)高架車站結(jié)構(gòu)高架車站屬地上高架結(jié)構(gòu)高架車站屬地上高架結(jié)構(gòu),軌道列車運(yùn)行于結(jié)軌道列車運(yùn)行于結(jié)構(gòu)最上層。高架車站既不是單一的房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)最上層。高架車站既不是單一的房屋結(jié)構(gòu), 也不是單一的橋梁結(jié)構(gòu)也不是單一的橋梁結(jié)構(gòu),而是橋梁和房建融合而是橋梁和房建融合在一起的結(jié)構(gòu)體系。在一起的結(jié)構(gòu)體系。一、車站建筑與橋梁分離式結(jié)構(gòu)一、車站建筑與橋梁分離式結(jié)構(gòu)

7、車站建筑設(shè)在高架橋之外，高架橋從房屋建筑中穿過，車站建筑設(shè)在高架橋之外，高架橋從房屋建筑中穿過，兩者在結(jié)構(gòu)上完全分開，受力明確，傳力簡(jiǎn)潔。兩者在結(jié)構(gòu)上完全分開，受力明確，傳力簡(jiǎn)潔。站臺(tái)軌頂面雨篷二、空間框架式結(jié)構(gòu)二、空間框架式結(jié)構(gòu)軌道區(qū)和站臺(tái)區(qū)同時(shí)設(shè)置在空間框架結(jié)構(gòu)之上，而橋墩作為軌道區(qū)和站臺(tái)區(qū)同時(shí)設(shè)置在空間框架結(jié)構(gòu)之上，而橋墩作為站房框架的一部分。這種結(jié)構(gòu)體系受力合理，結(jié)構(gòu)整體性和站房框架的一部分。這種結(jié)構(gòu)體系受力合理，結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性好。76007600 軌面線路中線線路中線4300645064504300400400打入方柱895035002860三、車站建筑與橋梁整體式結(jié)構(gòu)

8、三、車站建筑與橋梁整體式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系的傳力比較明確，結(jié)構(gòu)的整體性能好。但軌道梁與結(jié)構(gòu)體系的傳力比較明確，結(jié)構(gòu)的整體性能好。但軌道梁與區(qū)間的接口不好處理，同時(shí)結(jié)構(gòu)施工難度大。區(qū)間的接口不好處理，同時(shí)結(jié)構(gòu)施工難度大。線路中心線線路中心線400445063006300445040022300EDCBA第三節(jié)第三節(jié) 地下車站結(jié)構(gòu)地下車站結(jié)構(gòu)地下車站通常包含站臺(tái)區(qū)、設(shè)備區(qū)和客流集散區(qū)，建地下車站通常包含站臺(tái)區(qū)、設(shè)備區(qū)和客流集散區(qū)，建筑空間比較大。一般根據(jù)不同的施工方法，地下車站筑空間比較大。一般根據(jù)不同的施工方法，地下車站可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式。可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式。第三節(jié)第三節(jié) 地下車站結(jié)構(gòu)地下車站

9、結(jié)構(gòu)一、矩形框架結(jié)構(gòu)一、矩形框架結(jié)構(gòu)地下兩層雙柱三跨車站結(jié)構(gòu)圖地下兩層單柱雙跨車站結(jié)構(gòu)圖二、拱形結(jié)構(gòu)二、拱形結(jié)構(gòu)1. 大跨度雙層單拱結(jié)構(gòu)大跨度雙層單拱結(jié)構(gòu)線路中線3600600045r2=8000r1=110005008879486114440線路中線6000360045r2=8000r1=11000900 192940612. 單層雙連拱結(jié)構(gòu)單層雙連拱結(jié)構(gòu)2260016300北京市蒲黃榆地鐵站德國(guó)柏林廣場(chǎng)地鐵站廣州地鐵3號(hào)線林和西站北京市新橋地鐵站隧道斷面美國(guó)紐約地鐵站以上這些車站都采用了單層雙連拱方案，施工方法均采用淺埋暗挖法。3. 單層三連拱結(jié)構(gòu)單層三連拱結(jié)構(gòu)站臺(tái)層站臺(tái)層35006007

10、001200 1400340014007003500600120018200500300哈爾濱單層三連拱車站結(jié)構(gòu)4. 雙層雙連拱結(jié)構(gòu)雙層雙連拱結(jié)構(gòu)線路中線軌面線路中線軌面深圳雙層雙連拱車站5. 雙層三連拱結(jié)構(gòu)雙層三連拱結(jié)構(gòu)北京地鐵1號(hào)線雙層三連拱結(jié)構(gòu)6. 分離式結(jié)構(gòu)分離式結(jié)構(gòu)展廳層設(shè)備通道（兼行人通道）展臺(tái)層設(shè)備通道（兼行人通道）南京地鐵1號(hào)線南京站結(jié)構(gòu)北京地鐵10號(hào)線呼家樓站結(jié)構(gòu)左洞中洞右洞北京地鐵10號(hào)線光華北路站結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 地下區(qū)間結(jié)構(gòu)地下區(qū)間結(jié)構(gòu)地下區(qū)間結(jié)構(gòu)為聯(lián)結(jié)兩個(gè)地下車站之間的建筑物，應(yīng)地下區(qū)間結(jié)構(gòu)為聯(lián)結(jié)兩個(gè)地下車站之間的建筑物，應(yīng)根據(jù)沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、埋深、城市

11、規(guī)根據(jù)沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、埋深、城市規(guī)劃以及工程投資等具體條件選擇相應(yīng)的施工方法和結(jié)劃以及工程投資等具體條件選擇相應(yīng)的施工方法和結(jié)構(gòu)形式。構(gòu)形式。一、明挖法一、明挖法 明挖法指的是地下結(jié)構(gòu)工程施工時(shí)，從地面向下分層、分段依次明挖法指的是地下結(jié)構(gòu)工程施工時(shí)，從地面向下分層、分段依次開挖，直至達(dá)到結(jié)構(gòu)要求的尺寸和高程，然后在基坑中進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)開挖，直至達(dá)到結(jié)構(gòu)要求的尺寸和高程，然后在基坑中進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工和防水作業(yè)，最后回填恢復(fù)地面。施工和防水作業(yè)，最后回填恢復(fù)地面。明挖法施工的車站結(jié)構(gòu)明挖法施工的車站結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)，可以靈活布置車站的平面及縱斷面；適應(yīng)性強(qiáng)，可以靈活布置車站的平面及縱斷面

12、；可較好的利用地下空間；可較好的利用地下空間；尤其適用于客流量大的車站尤其適用于客流量大的車站換乘站以及需要考慮城市地下、地上空換乘站以及需要考慮城市地下、地上空間綜合開發(fā)利用的車站；間綜合開發(fā)利用的車站；一般情況下淺埋地鐵以明挖車站為主。一般情況下淺埋地鐵以明挖車站為主。2050線路中線21503002050軌面標(biāo)高4600線路中線2150560矩形隧道結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式一般為整體澆注鋼筋混凝土矩形框架結(jié)構(gòu)，可設(shè)中隔墻或根據(jù)線路要求采用單跨結(jié)構(gòu)，隧道出地面后為鋼筋混凝土U槽型結(jié)構(gòu)。敞開段U型結(jié)構(gòu)二、淺埋暗挖法二、淺埋暗挖法 淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進(jìn)行各種類型淺埋暗挖法是在距離地表較近的地

13、下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。在城鎮(zhèn)軟弱圍巖地層中，地下洞室暗挖施工的一種方法。在城鎮(zhèn)軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點(diǎn)，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和噴以控制地表沉降為重點(diǎn)，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和噴錨作為初期支護(hù)手段，稱之為淺埋暗挖法。錨作為初期支護(hù)手段，稱之為淺埋暗挖法。二、淺埋暗挖法二、淺埋暗挖法采用淺埋暗挖法修建的區(qū)間隧道一般為單跨拱形渡面中線斷面中線南正線南京地鐵1號(hào)線珠江路站鼓樓站區(qū)間隧道北京市地鐵復(fù)興門折返線斷面形式當(dāng)區(qū)間隧道存在過渡線時(shí)，也可以采用連拱隧道渡線平面圖渡線范圍

14、隧道橫剖面圖三、盾構(gòu)法三、盾構(gòu)法盾構(gòu)法是在盾構(gòu)機(jī)剛殼體保護(hù)下，依靠其前部的刀盤或挖掘機(jī)開挖地層，并在盾構(gòu)機(jī)殼體內(nèi)完成出渣、管片拼裝、推進(jìn)等工作。采用盾構(gòu)法修建的隧道一般為單圓或多圓隧道。單圓盾構(gòu)隧道雙圓盾構(gòu)隧道第五節(jié)第五節(jié) 地面線的路基結(jié)構(gòu)地面線的路基結(jié)構(gòu)地面線設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾個(gè)問題：（1）要結(jié)合沿線土體的使用性質(zhì)從長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃上綜合慎重考慮是否設(shè)置地面線，因城市軌道交通的行車密度大，地面線要防護(hù)隔離，浙江隔斷線路兩側(cè)的聯(lián)系，并帶來很大的噪聲。（2）在南方地區(qū)要充分考慮路基的防淹和排水問題，以確保線路的運(yùn)營(yíng)安全。帶調(diào)查搜集當(dāng)?shù)氐谋┯攴e水強(qiáng)度來確定最小路面高程。如上海軌道交通9號(hào)線經(jīng)過一處高壓走廊，因受高壓線高度控制，局部線路由高