地铁车站结构设计

地铁车站结构设计

车站是旅客上、下车的集散地,也是列车始发和折返的场所,是地下铁道路网中的重要建筑。

在使用方面, 车站供旅客乘降, 是旅客集中处所, 故应保证使用方便、安全、迅速进出车站。为此, 要求车站有良好的通风、照明、卫生设备，以提供旅客正常的清洁卫生环境。

地下铁道车站又是一种宏伟的建筑物, 它是城市建筑艺术整体的一个有

机部分,一条线路中各站在结构或建筑艺术上都应有独特的特点。

车站设计时, 首先要确定车站在现有城市路网中的确切位置, 这涉及到城市规范和现有地面建筑状况, 地下铁道车站不比地面建筑，一但修建要改移位置则比较困难, 因此确定车站的位置时,必须详细调查研究，作经济技术比较。车站位置确定后，进行选型, 然后根据客流及其特点确定车站规模,平面位置,断面结构形式等。然后进行车站构造设计，内力计算, 配筋计算等等。

一、工程概况：

长沙市五一广场站设计为两层三跨岛式车站,车站全长134．6m,宽度为21．8m,上层为站厅层,下层为站台层。车站底板埋深16m，采用明挖法施工,用地下连续墙围护。

二、设计依据:

地铁设计规范(GB50１５７-２０03);

地铁施工技术规范。

三、地铁车站结构设计

3．1设计选用矩形框架结构。

设计为岛式车站，采用两层三跨结构。地铁车站采用明挖法。车站其矩形框架由底板、侧墙、顶板和楼板、梁、柱组合而成。顶板和楼板采用单向板,底板

按受力和功能要求,采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。采用地下连续墙和钻孔桩护壁,采用钢管和钢板桩作基坑的临时支护。临时立柱采用钢管混凝土，柱下基础采用桩基，桩基采用灌注桩。

３.2 车站开挖围护结构

地铁车站围护结构采用0.８ｍ厚、30m深地下连续墙,入土深度比为 =0.875，其中基坑开挖深度Ｈ为16ｍ，入土深度Ｄ为1４m 。

四、侧压力计算:

土分层及土的钻孔柱状图如图4.１:

图4．1土分层及土的钻孔柱状图（单位,m）

计算主动土压力: a a a c K -Z K =P 2γ

其中 a P ………………………主动土压力

a K ………………………主动土压力系数

γ………………………沙土的容重

Z ………………………土层的深度

c ………………………土的黏聚力

各层土压力系数：

1Z ： 41.0225452=⎪⎭⎫

⎝⎛-=K tg a

2Z ： 33.0230452

=⎪⎭⎫

⎝⎛-=K tg a

3Z :31

.0232452=⎪⎭⎫

⎝⎛

-=K tg a

4Z ：26.0234452=⎪⎭⎫

⎝⎛-=K tg a

5Z ：22.0236452=⎪⎭⎫

⎝⎛-=K tg a

各层土压力：

a : 02=K -Z K =P a a a c γ

b : 1Z K =P γa b 上=0.41×13.2×６.5=３５.2 kpa

=Z K =P 2γa b 下０．３３×１3.2×６.5＝28．3

k ｐa

c ： =Z K =P 2γa c 上0.３３×(13．2×６．5 + 1９.8×２．0）=41．4 ｋpa

=Z K =P 3γa c 下0．31×(1３．2×6.5 ＋ １9.８×2.0)=3８.9 k ｐa

d :=Z K =P 3γa d 上0.３１×（1３.2×６.5 ＋ 19．8×2．0 + 26.7×9)=１１3.4 kpa

26.04=BZ K =P γa d 下×(13.2×6.5 + 19.8×2．0 ＋ 26.7×9)=95.1 ｋｐa

e ：26.04=Z K =P γ上e ×(1３．２×6.5 + 1９.8×2.0 + 26.７×9 + 26.5×1.2)=103.５ ｋpa

=Z K =P 5γa e 下0.22×(13．2×6.５ ＋ １9.8×2.0 ＋ 26．7×９ ＋ 2６.５×１.2)=87.6 kpa

f :=P f 0.22×(13.2×６．５ + １9.8×2．０ + 26.7×9.0 ＋ ２6．5×1.２ ＋ ２7×11.3)＝１5４.7 kp ａ

由于黏聚力C = ０ ,所以临界深度为0 。

其主动土压力(水土和算)分布图如图4.２所示：

图４.２土压力分布图(单位，m)

简化计算：

沙土层ϕγ⋅⋅c 的平均直如下:

γ = 42.2330

3.11272.15.2697.260.28.195.62.13=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑∑i i i h h γ k ｐa

Ｃ = 0

03230

3627345.26327.26308.19252.13=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑∑i i i h h ϕϕ

31.02452

=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=K ϕtg p 55.0=K p

25.32452=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=K ϕtg a 80.1=K a

五、车站结构分析计算:

5.1 车站框架设计

车站站台建筑设计长度为１３４６00ｍm , 车站宽度２1800 mm,站台层净高4２00 mm, 站厅层净高5６00 mm , 站台至轨道净高2000 mm,顶板厚800 mm,中板厚40０ mm 车站基础厚1０0０ mm, 车站总高12000 m ｍ。

车站框架设计图如图5.1所示：

图５.1车站框架设计图(单位:mm)

５.２受力分析:

① 顶板荷载计算