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，宽度为，

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

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。

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 =，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：

图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=××= kpa

=Z K =P 2γa b 下××= kpa

c ： =Z K =P 2γa c 上×× + ×= kpa

=Z K =P 3γa c 下×× + ×= kpa

d ：=Z K =P 3γa d 上×× + × + ×9)= kpa

26.04=BZ K =P γa d 下×× + × + ×9)= kpa

e ：26.04=Z K =P γ上e ×× + × + ×9 + ×= kpa

=Z K =P 5γa e 下×× + × + ×9 + ×= kpa

f ：=P f ×× + × + × + × + 27×= kpa

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)分布图如图所示：

图土压力分布图（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 kpa

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：

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 mm 。

车站框架设计图如图所示：

图车站框架设计图（单位：mm）

受力分析：

①顶板荷载计算

线荷载：

20mm厚水泥沙浆面层：×20 = KN/㎡

800mm钢筋混凝土板：×25 = 20 KN/㎡ 20 mm厚沙浆抹灰：×17 = KN/㎡

上部填土荷载(从地下4m开始开挖)： 4× = KN/㎡

总荷载： KN/㎡

线恒荷载设计值(取1m宽度)： g = 1×× = m

地面活荷载： q = 20 KN/㎡地面活荷载设计值(取1m宽度)： q = 20× =28 m

总的线荷载： g + q = + 28 = m

②中板荷载计算

恒载：

20mm厚水泥沙浆面层：×20 = KN/㎡

400mm钢筋混凝土板：×25 = 10 KN/㎡

20 mm厚沙浆抹灰：×17 = KN/㎡

总荷载： KN/㎡