【正文】 天津地鐵六號(hào)線某車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Line six of Tianjin metro station for structure design 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：城市地下空間工程指導(dǎo)教師： 土木工程學(xué)院 2014年06月 日摘 要 地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的施工和設(shè)計(jì)，是建設(shè)地鐵工程的亮點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。本畢業(yè)設(shè)計(jì)按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范GB501572003》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500102010》 等規(guī)范，根據(jù)天津地鐵六號(hào)線理工大學(xué)站的運(yùn)營(yíng)要求、選址情況和工程地質(zhì)水文條件等，本著實(shí)用安全、經(jīng)濟(jì)合理的原則，對(duì)？？天津地鐵六號(hào)線進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)配筋和施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：勘察水文、地質(zhì)條件，進(jìn)行工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。根據(jù)線路特點(diǎn)、運(yùn)營(yíng)要求、周?chē)h(huán)境狀況及施工方法確定車(chē)站平面形式。根據(jù)客流量確定車(chē)站規(guī)模，按照“適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的原則對(duì)車(chē)站建筑設(shè)計(jì)，包括對(duì)車(chē)站型式、站廳、站臺(tái)層的平面布置、站臺(tái)的長(zhǎng)和寬以及車(chē)站附屬設(shè)施等。根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算各種荷載。在縱向選取1m長(zhǎng)來(lái)計(jì)算荷載作用。選擇正常使用階段的標(biāo)準(zhǔn)組合荷載結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用彈性地基梁的理論，使用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件SAP84對(duì)車(chē)站結(jié)構(gòu)在正常使用階段工況下進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的控制內(nèi)力，繪制內(nèi)力圖并確定危險(xiǎn)截面。按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，采取偏心受壓構(gòu)件模式對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行配筋計(jì)算。 根據(jù)工程地質(zhì)條件，水文地質(zhì)條件和周?chē)h(huán)境等因素，對(duì)車(chē)站施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取連續(xù)墻作法。關(guān)鍵詞：地鐵結(jié)構(gòu)；區(qū)間隧道；附屬設(shè)施；車(chē)站形式；運(yùn)營(yíng)去掉頁(yè)眉ABSTRACT The design and construction of metro station, not only is the bright of metro engineering, but also is a difficult problem. According to the environment and geology situation as well as the code for design of metro and the code for design of concrete structures etc, this thesis acplishes the architecture design, structure design and construction design of Line ligong univercity station of Tianjin metro in the principle of economy, reasonability, safety and practicality.The way to acplish this thesis is shown below:1. Explorating geology, hydrology conditions and engineering geological evaluation.2. providing the plane arrangement of the station based on the line characteristic, business requirement, overground and underground environment and construction method etc。3. determining the scale of the station by the amounts of the passengers, and making the architecture design of the station with the purpose of “applicability, economy, pretty”, which includes the station pattern, the plane arrangement of the hall ,the length and the breadth of the platform and the platform of the station, the subsidiary facilities of the station, etc。4. According to the code metro design calculation of load. In selecting 1 m long vertical to calculate load. Choose the standard of normal use phase bination load structure model. Applying the theory of elastic foundation beam, Using finite element analysis software SAP84 to the station in normal use phase structure of working conditions is internal force calculation. According to the output of calculation of internal force, try to determine the drawing and dangerous section. According to the concrete structure design specification, Take eccentric loading ponent model of main body structure reinforcement calculation.5. According to the engineering geological conditions, hydrogeological condition and the surrounding environment, and other factors, the station construction scheme design. The Ming WaFa construction, palisade structure take continuous wall practice.Key words: the subway structure。 Running tunnel。 Ancillary facilities。 The station form。 Operating 目 錄第一章 緒論 2第二章 工程概況 5 設(shè)計(jì)范圍 5 工程地質(zhì)條件 5 地層巖性 5 水文地質(zhì) 11 水文地質(zhì)條件 11 工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 11第三章 車(chē)站建筑設(shè)計(jì) 12 設(shè)計(jì)依據(jù) 12 設(shè)計(jì)原則 12 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 13 車(chē)站各部通行能力 13 站廳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 14 站臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 14 車(chē)站管理用房 14 車(chē)站主要設(shè)備 15 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 16 工程規(guī)模、車(chē)站形式 17 設(shè)計(jì)使用年限、耐火等級(jí)、抗震設(shè)防烈度、人防防護(hù)等級(jí) 17 車(chē)站坐標(biāo)、高程系統(tǒng)的選用 17 總平面設(shè)計(jì) 17 防災(zāi)設(shè)計(jì) 18 建筑防火設(shè)計(jì) 18 防洪（防淹）設(shè)計(jì) 18 人防設(shè)計(jì) 18 無(wú)障礙設(shè)計(jì) 18 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 車(chē)站站臺(tái)設(shè)計(jì)、計(jì)算 18 車(chē)站埋深及平面設(shè)計(jì) 20 主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì) 21第四章 車(chē)站主體結(jié)構(gòu)計(jì)算 23 計(jì)算原理 23 荷載類(lèi)型及組合 23 荷載類(lèi)型 23 荷載取值 24 荷載分析 24 參數(shù)加權(quán)平均計(jì)算 27 參數(shù)加權(quán)平均計(jì)算 27 土壓力計(jì)算 27 荷載計(jì)算 28 恒載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)計(jì) 28 結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算 30 車(chē)站結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 32 彎矩分配法手算結(jié)構(gòu)彎矩 33 地下室頂板計(jì)算 40 設(shè)計(jì)資料 40 有限元計(jì)算 41 有限元方法的分析過(guò)程 41 SAP2000軟件介紹 43 軟件建模及計(jì)算 44 主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖繪制 44第五章 車(chē)站主體結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算 49 主體框架結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算 49 頂板配筋 50 縱梁結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算 51 縱梁荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 51 縱梁內(nèi)力圖繪制 57第六章 施工方法與施工組織 64 ？？ 64 施工方法比選 64 第一章 緒論現(xiàn)代城市發(fā)展日新月異，地面交通格局越來(lái)越擁堵，世界各地的城市交通規(guī)劃者們都將目光轉(zhuǎn)向了地下交通運(yùn)輸能力的開(kāi)發(fā)規(guī)劃，所以越來(lái)越多的國(guó)家和城市中地下交通得以迅速發(fā)展。地鐵無(wú)疑是目前城市地下交通中發(fā)展最為迅速的交通工具，地鐵站則是為城市軌道交通系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)城軌系統(tǒng)）提供供鐵路列車(chē)停靠的地方，用以容納疏散大量人流物流。建設(shè)方式上通常采用地下或高架方式建構(gòu)，其地下或者高空通道均可作為疏通人流物流或者人防設(shè)施容納人流物流。地鐵建筑空間按使用功能分為三類(lèi)：第一類(lèi)是為旅客乘車(chē)提供服務(wù)的房屋建筑空間，主要指地鐵車(chē)站；第二類(lèi)是為全線運(yùn)行提供服務(wù)的房屋建筑空間，主要指車(chē)輛段、控制中心、變電站等；第三類(lèi)是為配套服務(wù)提供的房屋建筑空間，主要指辦公樓、公寓、公安派出所等。在上述地鐵建筑中，最能體現(xiàn)地鐵特色的，是指直接面對(duì)旅客的第一類(lèi)，即地鐵車(chē)站。具體來(lái)說(shuō)，從車(chē)站在地鐵全線中所處位置分析，可以分為單線站和換乘站。單線站，即本身只為一條地鐵線路服務(wù)的車(chē)站，該種站型主要的考慮的是如何吸引周邊客流，一般規(guī)模較??；換乘站是為兩條及以上地鐵線路服務(wù)的車(chē)站，該站較單線站須另增考慮多線間旅客的換乘，一般規(guī)模較大。從站臺(tái)形式上，地鐵車(chē)站又可以細(xì)分為島式車(chē)站、側(cè)式車(chē)站和島側(cè)結(jié)合車(chē)站及更為復(fù)雜的聯(lián)合車(chē)站。從施工角度來(lái)看，地鐵車(chē)站基坑施工方法包括明挖法、暗挖法、蓋挖法和盾構(gòu)法等，實(shí)際工程建設(shè)中往往根據(jù)具體情況選擇聯(lián)合施工方法我們?cè)谶M(jìn)行地鐵車(chē)站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要先考慮地鐵車(chē)站站位選擇、車(chē)站站型選擇、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型、建筑設(shè)計(jì)，上述因素充分考慮后就要確定車(chē)站主體結(jié)構(gòu)梁、柱、板及作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻的尺寸，然后確定荷載組合、選擇最不利組合進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算及配筋?？紤]到實(shí)際地鐵設(shè)計(jì)時(shí)候通常采用SAP2000或者SAP84軟件進(jìn)行電算，而我們需要掌握獨(dú)立手算能力，因此本次設(shè)計(jì)采用手算一品框架和電算輔助方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第二章 工程概況天津地鐵6號(hào)線理工大學(xué)站位于南開(kāi)區(qū)紅旗南路與迎水道交口，沿紅旗南路大致呈南北向布置，本車(chē)站為中間站，現(xiàn)狀車(chē)站站址為大片待拆遷的單層民宅及某食品調(diào)料廠磚房，場(chǎng)區(qū)無(wú)重要市政管線。理工大學(xué)站向北連迎水北里站，向南連陽(yáng)光100站，車(chē)站南北兩端設(shè)置盾構(gòu)掉頭井，車(chē)站兩端區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工。理工大學(xué)站為二層島式車(chē)站，地下一層為地鐵站廳層，地下二層為地鐵站臺(tái)層。車(chē)站主體結(jié)構(gòu)采用雙柱三跨現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，有效站臺(tái)寬12m。車(chē)站的中心里程為DK21+963，兩端里程分別為K21+，K22+，。車(chē)站主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工。車(chē)站共設(shè)4個(gè)出入口，其中2個(gè)出入口共用通道，出入口均連至地下一層站廳層；車(chē)站共設(shè)2個(gè)風(fēng)道，分別設(shè)于車(chē)站西北和東南；車(chē)站還設(shè)置1個(gè)垂直電梯口。除4號(hào)出入口穿越道路及控制性管線段采用暗挖法施工外，其他風(fēng)道、出入口、安全口和垂直電梯口均采用明挖法施工。根據(jù)《天津地鐵6號(hào)線理工大學(xué)站巖土工程勘察報(bào)告》，以ZDb849數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)依據(jù)，地層層序自上而下依次為：第①層為人工填土層，主要為①1雜填土層和①2素填土層?！?。第③層為第I陸相層，主要為③1粉質(zhì)粘土和③3粘土層，軟塑～流塑。 第④層為第I海相層，主要為④5淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，呈軟塑～流塑，工程性質(zhì)較差。第⑤層為第II陸相層的湖沼相沉積層。主要為⑤1粉質(zhì)粘土層，呈可塑~軟塑狀。第⑥層為第II陸相層的河床~河漫灘相沉積層。主要為⑥1和⑥4粉砂層。第⑦層為上更新統(tǒng)第Ⅲ陸相層：主要包括⑦2粉土層、⑦1粉質(zhì)粘土層。本層工程性質(zhì)及抗震性能較好。層位穩(wěn)定的土層可作為樁尖持力層。底板坐落在第⑤1層粉質(zhì)粘土上，地基承載力特征值為130kPa。表1 地層巖性特征表表頭跟著表格時(shí)代成因土層編號(hào)巖土名稱(chēng)土層容重knm3土層厚度 (m) 頂板 高程 (m)巖性描述Qml ①1雜填土 ∫ /雜色、褐灰色，稍濕～飽和，松散～密實(shí)，由磚頭、碎石、灰渣、粘性土等組成；以粘性土為主的雜填土，多為可塑 ①2素填土 ∫ /以粉質(zhì)粘土、粘土為主，灰黃色、黃灰色，灰褐色，含少量磚渣及灰渣，含腐植物及有機(jī)質(zhì)，可塑～軟塑Q43al ③1粉質(zhì)粘土 ∫ ∫黃褐色、灰黃色、褐灰色，可塑～軟塑，與粉土互層，具銹染，含少量貝殼 ③2粉土 ∫ ∫ 灰黃色、灰褐色、黃褐色，中密～密實(shí)，濕。具銹色斑紋 ③3粘土 ∫ ∫黃褐色、灰褐色、灰黃色，硬塑～軟塑，具銹染，含少量蚌殼Q42m ④1粉質(zhì)粘土 ∫ ∫灰色、灰褐色、灰黑色，可塑～流塑，局部與粉土互層，呈千層餅狀，含貝殼、腐植物及有機(jī)質(zhì) ④2粉土 ∫ ∫灰色，濕～很濕，稍密～密實(shí)，夾粉質(zhì)粘土薄層，局部含少量貝殼 ④5淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 ∫ ∫灰色、淺灰色，流塑，含貝殼及有機(jī)質(zhì)。局部夾粉質(zhì)粘土及粉土 ④8粉質(zhì)粘土 ∫ ∫灰色、褐灰色，可塑～軟塑