地铁车站建筑结构设计计算书.doc

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地铁车站建筑结构设计

摘要

地铁是地下铁道的简称。

它是一种独立的轨道交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。

地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。

而地铁车站是地下铁道的重要组成部分，它要解决客流的集散、换乘，同时也要解决整条线路行驶中的就技术设备、信息控制、运行管理，以保证交通的顺畅、快捷、准时、安全。

车站设计本着“以人为本”的观念，坚持适用性、安全性、识别性、舒适性、经济性的原则。

本设计主要是针对青岛地铁进行设计。

所设计为汇泉广场车站，其设计内容为：

结构设计，防水设计和施工设计三部分。

车站结构设计主要内容有：

荷载确定、采用弹性支承链杆模型，通过有限元处理软件（sap84）进行应力分析、中间支撑系统的设定、二次衬砌计算与配筋计算。

防水设计时根据规范和运营要求，系统的讲述了结构防水材料的选择和施工方法。

关键词地铁车站，二次衬砌，有限元，结构设计

ACONSTRURTSTRUCTUREDEDESIGNOFQINGDAOHUIQUANSQUARESTATION

ABSTRACT

Thesubwayisthebriefnameoftheundergroundrailway.Itisakindofindependencetracktransportationsystem,beingfreefromtheinfluenceofroadcircumstanceofground,canaccordingtodesignofnormalmovementofability,thusfast,safety,deliverthepassengercomfortably.Thesubwayefficiencyishigh,freefrompollution,cancarryouttherequestofthebigcarryingcapacity,havegoodsocialperformance.Thesubwaystationisoneofthemostimportantpartsofthesubway.Itnotonlysolvespassengers’collectinganddistributing，transferring,butalsodealswithwholeprocessofcircuitcontrolling,technicalequipment,message,soastoensuresmoothness,swiftness,punctualityandsecurityofthetraffic.Theprincipleofthisdesignistofollowhumanspirit,andtoobservesuitability,security,clearness,comfortableness,economy.

ThisdesignismainlyaboutthehuiquansquarestationofQingdaosubway.Themainpartsofthisdesignare:

structuredesign,waterproofdesignandconstructiondesign.

Keypartsofstructuraldesignofthestationareasfollows:

confirmingload,adoptingtheelasticallysupportedlinkingmodel,carryingonstructuralanalysis,Propuptheenactmentofthesysteminthecenter，reinforcementdistributioncalculationandinnerliningscalculation,whichareallcarriedoutbythesoftwarethroughfiniteelementmethod（forexamples）.

Accordingtothenormandoperation,thewaterproofdesignsystematicallydiscussestheselectionofwaterproofmaterialofthestructureandconstructionmethod.

KEYWORDS:

Subwaystation，Innerlinings，FEM（finiteelementmethod），Structuraldesign

目录

前言 1

第1章概述 2

1.1工程概况 2

1.2工程地质与水文地质条件 3

1.2.1地层岩性 3

1.2.2岩土物理力学指标 4

1.2.3场地土类型、场地复杂程度及场地类别 4

1.2.4地震基本烈度 5

1.2.5壤冻结深度 5

1.2.6水文地质特征 5

1.2.7气候特征 5

1.2.8不良地质作用 5

1.2.9特殊岩土工程地质 5

1.3工程环境控制 6

第2章车站建筑设计 7

2.1车站结构方案比选 7

2.2设计原则及标准 7

2.2.1设计原则 7

2.2.2设计标准 8

2.3出入口及风道设计 9

2.3.1出入口通道结构设计 9

2.3.2风道结构设计 10

2.4防水设计 10

2.4.1变形缝、施工缝、穿墙管的防水处理 11

第3章车站结构设计 12

3.1结构框架拟定 12

3.1.1结构尺寸拟订的原则 12

3.1.2主要结构的尺寸的拟定 12

3.2荷载组成及荷载图示 12

3.2.1地面车辆荷载极其冲击力 13

3.2.2与计算简图相对应的荷载计算与荷载组合 13

3.2.3不平衡水土压力 14

3.2.4结构自重 15

3.2.5列车荷载及其冲击力 15

3.2.6车站上方和破坏棱体内的设施和建筑物压力 16

3.2.7人群荷载和道床重 16

3.3计算模型的确定 16

3.4结构计算 16

3.5配筋计算 19

3.5.1顶板计算 26

3.5.2中板计算 31

3.5.3底板计算 37

3.5.4车站侧墙的配筋计算 43

3.6.梁的计算 46

3.6.1顶纵梁计算 47

3.6.2中纵梁计算 54

3.6.3底纵梁计算 62

3.6.4中柱的配筋计算 69

第4章地铁车站施工组织方法 71

4.1、地铁车站施工的一般方法：

71

4.2施工方法的选择 71

4.3、明挖车站施工的主要步骤：

72

参考文献 94

结束语 95

致谢 96

外文资料翻译 97

前言

一.选题背景及意义

（1）背景

我国地铁建设事业起步较晚,其发展经历了一个相当曲折的过程。

20世纪50年代起步阶段。

我国开始筹备北京地铁网络建设,于1969年10月建成北京地铁1号线,全长23.6km。

随后建设了天津地铁（7.1km,现已拆除重建）、哈尔滨人防隧道等工程。

该阶段地铁建设以人防功能为指导思想。

20世纪80年代:

发展阶段。

我国仅有北京、上海、广州等几个大城市规划建设地铁。

该阶段地铁建设开始真正以城市交通为目的。

20世纪90年代:

政府调控阶段。

进入90年代,一批省会城市开始筹划建设地铁。

由于项目多且造价高,1995年12月国务院发布国办60号文,暂停了地铁项目的审批。

同时,国家计委开始研究制定地铁交通设备国产化政策。

该阶段为政府通过研究制定相关政策来指导地铁的规划和建设。

1999年以后:

建设高潮阶段。

在这段时期,国家的政策逐步鼓励大中城市发展地铁交通,全国已建有地铁的城市达10个,新申请立项准备建设的城市有23个。

实习期间有感：

我于3月25日开始校外实习，到青岛地铁三号线中铁十六，中铁十七，中铁二十五等项目部进行实地学习。

而实习中，我了解到地铁车站的浅挖暗埋法，爆破法，明挖法等地铁施工的方法。

我对此非常感兴趣，因为我把中铁十七局的汇泉广场车站项目部当成了我毕业设计的雏形。

因而也可以把我的实习所得能表现出来。

理论意义：

该建筑独具匠心的外形彰显了地铁这个作为新世纪发展的鲜明个性和独特魅力，同时也标志着新的技术能在不断的提升发展。

我们得倡导新事物，新方法的发展。

现实意义：

此毕业设计对我个人意义来说是对青岛生产实习的一个总结，是非常珍贵的财富。

因为我觉得一个由自己设计总结出来的的项目是非常难能可贵的。

也是代表我在一个生产实习是否有成长有收获的一个重要标志！

这一整套的毕业设计对我对地铁的了解逐步得到了了解，也为我以后的地铁建设工作提供了重要的认识来源，因此我觉得是对我以后的工作也是受益匪浅的。

第1章概述

1.1工程概况

图1—1汇泉广场车站地理位置

本站位于文登路与延安路交汇路口东侧，文登路正下方。

车站周边较空旷，适合明挖法施工。

车站总长203..5m，标准段总宽18.5。

车站有效站台中心里程为K2+866.059，车站起点里程K2+792.809，车站终点里程K2+996.809。

有效站台长128米，宽10米。

结构净高根据隧道建筑限界、梁下有效高度、车站功能及设备安装要求等确定，站厅层结构净高为4.65m，站台层结构净高为5.86m。

车站采用岛式站台，为地下二层二跨矩形断面,车站底板基本位于强风化岩层，局部位于粘性土层。

本站设3个出入口，2座风道，1座消防通道。

1.2工程地质与水文地质条件

1.2.1地层岩性

青岛地区所处大地构造位置为华北地台，“青岛——海阳”断块凸起的Ⅴ级构造单元的南部。

自太古代~元古代以来一直处在一个长期、缓慢、稳定的上升隆起状态，缺失华北型地层沉积。

自中生代燕山晚期以来，区域性构造活动强烈，发生大规模、区域性酸性岩浆侵入，形成稳固的花岗岩岩基，以深成相似斑状中粗粒黑云母花岗岩为主要组成岩石。

随后受华夏式构造体系影响，形成NE向为主的压扭性断裂构造。

其后，酸性~中基性岩浆沿岩基内薄弱面入侵，形成煌斑岩、细晶岩和辉绿岩等浅成相岩脉，与花岗岩岩基组成复合岩体，形成充填型构造。

它们之间虽然岩性不同，但属于同源异相的岩浆岩类硬质岩石，是坚硬稳固的地质体，一般无后期沉积夹层、溶洞等不良地质作用。

在漫长的地壳抬升、风化、剥蚀、夷平作用的反复改造下，使燕山晚期稳固的花岗岩体，以岩基形式分布于地表或地下一定深度内，并在长期风化作用下形成了一定厚度的风化带，其上沉积了厚度不一的第四纪松散堆积物。

表1-1地层岩性特征及土层分布规律表

分层序号及

土层名称

厚度平均值

（m）

岩土特性及分布规律描述

1素填土

1.5

灰黄~黄褐色，软塑，以粘性土为主，结构稍松，