北京地鐵明挖車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的論文

北京地鐵明挖車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的論文摘要采用明挖法施工的地下車站結(jié)構(gòu)受力特,護(hù)和主體設(shè)計(jì)原則、計(jì)算模型的建立及施工要點(diǎn)。關(guān)鍵詞地車站明挖法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地鐵車站的結(jié)構(gòu)根據(jù)施工的工法可分為明挖、蓋挖及暗挖三種形式,挖車站結(jié)構(gòu)受力合理使用功能好,工方法簡(jiǎn),技術(shù)成熟,期短造價(jià)低是埋地鐵車站的主要形式。結(jié)設(shè)計(jì)原則車結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)選擇的結(jié)構(gòu)型式、施工方法、荷載特性等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)站結(jié)構(gòu)要滿足車站建筑、設(shè)備安裝、行車運(yùn)營(yíng)、施工工藝、環(huán)境保護(hù)等要求,保車站的正常使用達(dá)到總體規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求。(3)車站結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)足地鐵建筑限界和其他使用及施工工藝等要求,考慮施工誤差、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)變形及后沉降的影響對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)類型必須選擇與實(shí)際狀態(tài)相吻合的設(shè)計(jì)理論規(guī)范和配體系進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算(5)構(gòu)計(jì)算模型應(yīng)符合實(shí)際工況條件,充分考慮結(jié)構(gòu)與地層的相互作用和施工中已形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。車站結(jié)構(gòu)按八度抗震設(shè)防,震等級(jí)為二級(jí)車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮在施工過(guò)程中盡可能減小對(duì)車站周圍環(huán)境重要建筑物、城市交通干道及地下管)的負(fù)面影響。荷計(jì)算及組合北地區(qū)的土層一般為上部粘土層中為細(xì)砂及中砂部為卵礫層,地質(zhì)情況還是較好的。土層壓力在施工階段根據(jù)土層情況采取水土分算或水土合算,基坑開(kāi)挖面以上采用朗金土壓力公式對(duì)于連續(xù)墻及灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)基開(kāi)挖面以下外側(cè)土壓力采用矩形分布,內(nèi)側(cè)模擬為土彈簧。基坑外側(cè)超載一般取20ｐａ。(2)主體結(jié)構(gòu)主要荷載有結(jié)構(gòu)自重、土壓、設(shè)備荷載、人群荷載、地面車輛超載、地震力及人防荷載。設(shè)備荷:設(shè)備區(qū)按8ｎ/ｍ算對(duì)個(gè)別超重設(shè)備考慮其運(yùn)輸路徑對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。地面超:地面超載按20ｎ/計(jì)。站內(nèi)人群荷載:站臺(tái)、站廳、樓梯、車站管理人員用房等部位的人群荷載按ｎ/ｍ2計(jì)算。(3)地鐵車輛荷載:據(jù)列車所采用的車輛軸重、排列和制動(dòng)力計(jì)算。地震力及人防荷載根據(jù)相應(yīng)規(guī)范計(jì)算。荷載組合參照表計(jì)中慮載的最不利組合。工材料(1)混凝土強(qiáng)度等級(jí):續(xù)墻及灌注樁ｃ車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)ｃ～ｃ。混凝土抗?jié)B等級(jí)≥ｓ8(2)鋼筋:受鋼筋、構(gòu)造鋼筋及土釘采用ｈｒｂ335級(jí)鋼筋為主,箍可采用ｈｐｂ級(jí)鋼筋。(3)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般采用鋼。基圍護(hù)結(jié)構(gòu)(1)根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》地下車站的基坑的安全等級(jí)及基坑變形控制保護(hù)等級(jí)一般為一,γ=,并此等級(jí)對(duì)基坑穩(wěn)定性及變形進(jìn)行驗(yàn)算。(2)采用明挖法施工的車基坑范圍內(nèi)的管線需移或采取懸吊、架空等措基坑設(shè)計(jì)一般不考慮周邊管線保護(hù)要求。對(duì)于基坑周邊一定范圍內(nèi)的建筑物和構(gòu)筑物,基應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)程及安全等級(jí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型選擇根據(jù)地下車站的結(jié)構(gòu)形式、埋深、場(chǎng)地地質(zhì)情況及周邊環(huán)境,時(shí)參考北京地區(qū)地下工

程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)下車站主體結(jié)構(gòu)部分的基坑圍護(hù)一般用地下連續(xù)墻、灌注樁及土釘墻等幾種形式。(4)對(duì)于采用連續(xù)墻及灌注樁圍護(hù)式的圍護(hù)結(jié),支錨一般單獨(dú)采用內(nèi)支撐及錨索兩者結(jié)合使用,支撐一般采用600或800的管壁14～16ｍ,向間距一般為3米豎向間距一般為～6米錨一般采用鋼絞線。(5)根據(jù)坑底土層的工程力學(xué)指標(biāo)經(jīng)體的抗滑動(dòng)、抗傾覆、抗隆起、整體穩(wěn)定、抗管涌等驗(yàn)算確定連續(xù)墻及圍護(hù)樁入土度。(6)圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算對(duì)連續(xù)墻及灌注計(jì)算時(shí)將其模擬為豎向彈性地基,采用有限元分析方法計(jì)算計(jì)算時(shí)需根據(jù)基坑開(kāi)、加撐和內(nèi)部結(jié)構(gòu)回筑、拆撐的不同工分步計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、基坑位移、地面沉降,并驗(yàn)算基坑的抗滑移、抗隆起、抗傾覆內(nèi)部穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定性。主結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式根據(jù)車站站型,結(jié)構(gòu)型式一般為長(zhǎng)條型地下不同數(shù)和跨數(shù)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)型式。車站頂、中、底板可設(shè)計(jì)為梁板體系,板也可設(shè)計(jì)成密肋樓蓋等型式。車站立柱一般為矩形、圓形,可選用其他形狀。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)及模型假定一般原則(1)車站主體結(jié)構(gòu)采用以概率理論基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度。采用以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)承載力極限狀及正常使用極限狀態(tài)的要分別按下列規(guī)定進(jìn)行算和驗(yàn)算。1)承載力及穩(wěn):有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載(包括壓曲失穩(wěn))算;考慮地震、人防、施工等特殊荷載的作進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗承載力計(jì)算。2)變形對(duì)使用上需控制變形的結(jié)構(gòu)構(gòu),進(jìn)行變形驗(yàn)算?？沽蚜芽p寬度:對(duì)用上要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算;對(duì)用上允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,按荷載的短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響求出最大裂縫寬度進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。地震力、人防等偶然荷載作用,不驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的裂縫寬度。車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按最不利情況進(jìn)行抗浮穩(wěn)定算在考慮側(cè)壁摩阻力時(shí)其抗浮安全系數(shù)不得小于在適當(dāng)考慮側(cè)壁摩阻力時(shí)其浮安全系數(shù)不得小于當(dāng)結(jié)構(gòu)抗浮不滿足要求時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施。(4)車站結(jié)構(gòu)的人防抗力等級(jí)為5級(jí)應(yīng)算結(jié)構(gòu)在核爆炸等效靜載與靜荷載共同作用下的承載能力,不驗(yàn)算在動(dòng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)變形、裂縫度、地基承載能力及變形。(5)對(duì)于采用連續(xù)墻及灌注樁圍護(hù)式的圍護(hù)結(jié),連續(xù)墻及灌注樁在施工期間作為坑支護(hù)結(jié)構(gòu),考慮承擔(dān)施工期間全部的側(cè)向土壓力。待內(nèi)部結(jié)完成,在車站使用期間作為側(cè)墻的一部分,內(nèi)墻共同受力。計(jì)算模型車站主體結(jié)構(gòu)一般按平面受力進(jìn)行分,構(gòu)按底板支承在彈性地基上的結(jié)構(gòu)物計(jì)算采用荷載-結(jié)構(gòu)模型平面桿系有限單元法。計(jì)算基本假定(1)開(kāi)挖與回筑階段迎土面采用主土壓力,使用階段為靜止土壓力?；拥酌嬉陨蠈?shí)際三角形分地面以下為矩形分布。(2)對(duì)于采用圍護(hù)樁及連續(xù)墻的支結(jié)構(gòu)支結(jié)構(gòu)與內(nèi)襯結(jié)構(gòu)之間的傳力采用二力桿模擬。二力桿僅傳遞壓不承受彎距、剪與拉力。當(dāng)二力桿受拉時(shí)應(yīng)取消此桿重新計(jì)算。

使階段的結(jié)構(gòu)計(jì)算,護(hù)樁與內(nèi)襯墻間設(shè)受壓鏈桿按彈性地基上變截面框架進(jìn)行各種工況的計(jì)算,考慮立柱和樓板變形的影以最不利情況作構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的依據(jù)。(4)用布置于底板各節(jié)點(diǎn)上的彈簧元來(lái)模擬圍巖與車站主體結(jié)構(gòu)底板的相互約;假定彈簧不承受拉力,簧受壓時(shí)的反力即為圍巖對(duì)底板的