地铁车站设计实例.docx
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地铁车站设计实例
设计思路及提纲:
第一章概述
1.1设计依据、设计内容
1.1.1设计依据
1.规范标准
1《地下铁道设计规范》GB50157-92
2《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999
3《建筑结构荷载规范》GB5009-2001
4《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
5《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
6《锚杆喷射混凝土支护技术与施工规程》GB50086-2001
7《钢管混凝土结构设计与施工》CECS28-90
8《地下工程防水技术规范》GBT108-87
9《建筑设计防火规范》GBJ16-87
10……..
2.教材
1朱合华主编.《地下建筑结构》.中国建筑工业出版社,2005
2钟桂彤主编.《铁路隧道》.中国铁道出版社,2000
3张庆贺,庄荣.《地铁与轻轨》.人民交通出版社,2003
4施仲衡,张弥主编.《地下铁道设计与施工》陕西科学出版社,1997
5同济大学,西安建筑科技大学,东南大学,重庆建筑大学编.《房屋建筑学》.第三版.中国建筑工业出版社,1997
6……..
1.1.2设计内容
例如:
1.车站总平面布置图(包括站位选择,出入口设置,通风亭布置);
2.车站结构形式的选择;
3.车站纵断面设计;
4.换乘方式设计;
5.主体结构各工况内力组合计算;
6.截面验算与结构配筋设计;
7.施工方案设计;
1.2站址环境(以宣武门车站为例)
宣武门站是北京地铁四号线的甲级站,在宣武门站,四号线与二号线换乘。
北京地铁四号线是北京市交通网络中一条贯穿市区南北的轨道交通主干线,预计在2009年9月开通。
1.2.1车站站位
车站位于宣武门内、外大街与宣武门东、西大街交叉路口下,呈南北向布置,与既有线(二号线)十字交叉,从既有站下面穿过,站位下有规划的铁路直径线与之十字交叉。
本段线路位于永定河冲积扇,地形起伏不大,地面标高44.25~44.88米。
1.2.2车站范围内建筑物
车站站址范围内城市道路已基本完成,地势平坦。
东站东北侧位是天主教爱国会,宣内日杂仓库等;车站西北侧现为临建商业用房,将来规划位大型绿化广场,主要为配合国际新闻中心修建;车站东南侧(宣武门外大街)是繁华的商务、商业、办公区,并有大量的住宅,目前建成的有越秀大饭店、宣武门饭店、崇光百货、庄胜广场等;车站西南侧有大片绿地,绿地南侧有中国图片社,远期规划为国际新闻中心。
1.2.3地面交通状况
宣武门内外、东西大街是北京市重要的南北交通干道,路面较宽,交通繁忙。
宣武门外大街,红线宽度70m,宣武门内大街,红线宽度90m,宣武门东西大街规划宽度为90m,大街两侧,人流密集,客流量大。
1.2.4地下管线情况
本段线路上方和两侧分布有高压电缆、光缆、各种管道,地下管线纵横交错,地面道路交通十分繁忙。
交叉路口地下管线众多,控制车站设计的管线有:
宣武门外大街西侧有一条3800mm×2200mm的热力管廊(埋深约9.25~9.89m),宣武门外大街东侧有一条2000mm×2200mm的电力管沟(埋深约8.77~6.03m),宣武门内大街东侧一条2000mm×2350mm的电力管沟(埋深约7.88~7.02m),站址区地面以下2~5m范围内密布市政管线,800×750及Φ400、Φ500、Φ600的雨水管沟、Φ720、Φ600的上水管、Φ300、Φ500的低压煤气管线。
1.3工程地质条件
本地铁车站及路线建设所在地为第四纪地层。
第四纪地层沉积韵律明显,地层由上到下依次为:
杂填土,细沙,粉土,粘土,中砂,基岩。
其主要物理力学指标如表1,地下水位在地面以下10.3m处;本地区地震烈度为8度。
表1各层土的物理力学指标
土的种类
厚度(m)
重度(KN/m3)
侧向压力系数
压缩模量E(MPa)
泊松比υ
内摩擦角Φ(ο)
粘聚力C(MPa)
杂填土
1.8
16.8
0.22
76
0.20
18.5
0.006
细沙
2.9
26.0
0.28
38
0.25
25.5
0.018
粉土
2.6
23.1
0.31
32
0.28
21.5
0.016
粘土
3.3
21.5
0.38
27.8
0.35
22.8
0.023
中砂
4.8
27.10
0.30
40
0.23
0.019
基岩
34
93
46
0.048
1.4客流预测
预测单向高峰小时客流量:
初期(2015年)14550人次/小时,近期(2020年)16500人次/小时;远期(2035年)18500人次/小时;上行乘0.4,下行乘0.6。
上行
下行
超高峰小时系数
上车人数
下车人数
上车人数
下车人数
1.5车辆编组
车辆采用地铁A型车,3动车+3拖车编组。
第二章地铁及地铁车站
1地铁综述
如:
地下铁道作为一项庞大复杂的交通系统工程已有100年的历史。
一个世纪以来,地铁土建工程技术,特别是地铁车站土建工程的修建技术和其他系统技术一样有了很大的发展。
随着社会的发展,城市人口急剧膨胀,交通拥挤成为制约城市发展的瓶颈。
改革开放以来,国民经济的快速发展和人民物质生活水平的迅速提高,我国城市交通事业进入了一个历史上建设与发展最快的时期,取得了举世瞩目的成就,地下铁道以其方便、快速、无污染和对城市干扰小成为各大城市缓解交通状况的首选。
……
1.2地铁车站的概述
地铁车站是供旅客乘降换乘和候车的一种静态交通设施,集当代新科技、现代化运营管理与建筑艺术于一体。
它集中地体现了当代地铁科技的先进水平,也反映了新时代的建筑艺术成就和风貌。
地铁车站在总体布置、内外空间组织、建筑处理、结构形式、施工方法以及设备等方面,都有明显的特点,是地下快速轨道交通系统中最复杂的组成部分,是一种特殊的交通建筑类型。
……
1.2.1地铁车站的组成
地铁车站是乘客在地铁线路上能直接接触到的建筑空间,在使用和感官上对乘客有直接的影响。
车站的建筑组成和内容比较复杂,一般包括乘客使用、运营管理、技术设备和生活辅助等四大部分。
地铁车站由车站主体(站台,站厅,生产、生活用房),出入口及通道,通风道及地面通风亭等三大部分组成,车站主体是列车在线路上的停车点,其作用是供乘客集散、候车、换车及上、下车,它又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。
出入口及通道是供乘客进、出车站的口部建筑设施。
通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站具有一个舒适的地下环境。
对于地下车站来说,这三部分必须具备;高架车站一般由车站、出入口及通道组成;地面车站可以仅供车站及出入口。
(1)、乘客使用空间
乘客使用空间在车站建筑组成中占有很重要的位置,它是车站中的主体部分,此部分的面积占车站总面积50%左右。
乘客使用空间是直接为乘客服务的场所,主要包括站厅、站台、出入口、通道、售票处、检票口、问讯、公用电话、小卖部、楼梯及自动扶梯等。
乘客使用空间的布设位置对决定车站类型、总平面布置、车站平面、结构横断面形式、功能是否合理、面积利用率、人流路线组织等的设计有较大的影响。
乘客使用区内设有自动扶梯,楼梯,自动售、检票设施,通风管道及建筑装修,因此这部分的投资所占的费用比重较大。
(2)、运营管理用房
运营管理用房是为保证车站具有正常运营条件和营业秩序而设置的办公用房。
由进行日常工作和管理的部门及人员使用,是直接或间接为列
车运行和乘客服务的,主要包括站长室、行车值班室、业务室、广播室、会议室、公安保卫、清扫员室。
(3)、技术设备用房
技术设备用房是为保证列车正常运行、保证车站内具有良好环境条件及在事故灾害情况下能够及时排除灾情的不可缺少的设备用房。
它是直接或间接为列车运行和乘客服务的,主要包括环控室、变电所、综合控制室、防灾中心、通信机械室、信号机械室、自动售检票室、泵房、冷冻站、机房、配电以及上述设备用房所属的值班室、FAS、BAS、AFC室、工区用房、附属用房及设施等。
技术设备用房是整个车站的心脏所在地。
由于这些用房与乘客没有直接联系,关系不太密切。
因此,一般可布设在离乘客较远的地方。
(4)、辅助用房
辅助用房是为保证车站内部工作人员正常工作生活所设置的用房。
是直接供站内工作人员使用的,主要包括厕所、更衣室、休息室、茶水间、盥洗间、储藏室等。
这些用房均设在站内工作人员使用的区域内。
……
1.2.2地铁车站分类:
地铁车站按其所处位置不同可以分为地下车站、地面车站、高架车站三种形式,此外还可以有以下几种分类。
(1)、车站按其运用功能可分为一般站、换乘站、折返站和尽端站。
A、一般站:
只供乘客上、下车之用。
B、换乘站:
设在两条运营正线的相交处,除供车站吸引范围内(包括地面交通换乘)的乘客上、下车外,还为两线间需要换乘的乘客提供方
便的换乘条件,如换乘通道等,并根据两站组合的位置不同,可分为L形、T形、十字形和混合式换乘站。
C、折返站:
站内设有道岔折返设备。
除供乘客上、下车外,根据折返能力和列车作业的需要,还设置相应形式的折返线、尽端线或存车线,以供列车折返、停放之用。
一般还要设置列车检修作业所需的相关检修设备。
D、尽端站:
这是线路的起、终点站。
除供乘客上、下车外,根据折返能力和列车作业的需要,还设置相应形式的折返线、尽端线或存车线,以供列车折返、停放之用。
一般还要设置列车检修作业所需的相关检修设备。
(2)、车站按其站台形式可分为岛式站台车站、侧式站台车站和由侧式、岛式或双岛式组成的混合式站台车站。
(3)、按车站运营性质分类:
A、中间站(即一般站):
中间站仅供乘客上、下车之用。
功能单一,是地铁最常用的车站。
B、区域站(即折返站):
区域站是设在两种不同行车密度交界处的车站。
站内设有折返线和设备。
根据客流量大小,合理组织列车运行,在两个区域站之间的区段上增加或减少行车密度。
区域站兼有中间站的功能。
C、换乘站:
换乘站是位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。
它除具有中间站的功能外,更主要的是它还可以从一条线上的车站通过换乘设施换乘到另一条线路上的车站。
D、枢纽站:
枢纽站是由此分出另一条线路的车站。
该站可接、送两条线路上的乘客。
E、联运站:
联运站是指车站内设由两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。
联运站具有中间站及换乘站的双重的功能。
F、终点站:
终点站是设在线路两端的车站。
就列车上、下行而言,
终点站也是起点站(或称始发站),终点站设有可供列车全部折返的折返线和设备,也可供列车临时停留检修。
(4)、地下车站按其施工方法的不同又分为明(盖)挖车站、暗挖车站、明暗结合车站等形式。
……
1.2.3我国现有地铁车站的形式
地铁站台布置形式除了岛式布置还有侧式、混合式,侧式站台即轨道在中间站台在两边,多用在地面车站,混合式站台即岛式站台加半幅侧式站台,较少运用,上海9号线桂林路站是混合式的*************************(待改)
1.2.4现代地铁车站发展趋势
……
1.2.5本设计车站类型及特点:
第三章车站建筑
3.1设计原则和主要技术标准
3.1.1建筑设计原则
1.“以人为本,百年大计,安全可靠,经济适用,保护环境”的设计原则。
2.合乎国家“适用、经济、美观”的建筑方针,更好地体现时代精神和地方特色。
3.车站的总体布局应符合城市规划,城市交通规划,环境保护和城市景观要求,妥善处理好于地面建筑,地下管线,地下构筑物等之间的关系。
4.车站设计必须满足客流需求,保证乘客安全,疏导速度布置紧凑,便于管理,并具有良好的通风、照明、卫生、防灾等设施,为乘客提供舒适的乘车环境。
…….
3.1.2主要技术标准
1.车站规模等级为甲级。
2.站厅层
(1)公共区装修面层至吊顶底面净高不小于3000mm。
(2)公共区装修面层至任何悬挂障碍物不小于2500mm。
(3)站厅层公共区装修层厚度不小于120mm。
(4)售票处距出入通道处距离不小于2500mm。
……
3.站台层
1)岛式站台宽度不小于8000mm。
(2)岛式站台的侧站台宽度不小于2500mm。
(3)有效装修面层厚度80mm。
(4)站台装修面层至结构顶板底面净高不小于4100mm。
……
4.通道、出入口
(1)宽度不小于2500mm。
(2)净高不小于2400mm。
(3)车站出入口的数量应根据吸引与疏散客流的要求设置但不得小于两个。
…….
5.自动扶梯
自动扶梯应采用30°倾角,有效净宽为1000mm,运输速度宜采用0.65m/s,设计通过能力应不大于9600人/h。
上、下两端水平运行梯级数不得少于三级平级梯。
作为事故疏散用的自动扶梯,应采用一级负荷供电。
……
6.人行楼梯
乘客使用的人行楼梯宜采用26°34΄倾角,其宽度单向通行不小于1.8m,双向通行不小于2.4m。
当宽度大于3.6m时,应设置中间扶手。
楼梯宽度应符合建筑模数。
每个梯段不超过18步。
休息平台宽度宜采用1.2~1.8m。
……
7.售检票机
检票机正对步行楼梯时距步行楼梯第一级踏步之净距不得小于5000mm。
检票机正对自动扶梯扶手带端净距不小于9000mm。
…..
8.无障碍设施
电梯箱尺寸不小于
……
3.1.3建筑等级、火灾危险等级、耐火等级
……
3.1.4抗震设计等级
……
3.1.5人防设计等级
…….
3.1.6无障碍设计要求
3.1.7环保要求
3.2车站总平面布置
3.2.1总平面布置
1.本方案为跨路口方案,主要考虑是把车站跨过交叉路口,出入口能设置于交叉路口的四个象限,更有利于便捷的吸纳周边的客流,体现地铁设计“以人为本”的原则。
2车站有起始里程为K+350,相应轨面埋深21.94m;站台层有效中心里程处轨顶标高为±0.000相当于绝对标高为:
28.610m。
4.车站外包尺寸194.2m×22.8m;车站标准段宽度为22.8m,长度194.2m。
站台宽为13m。
总平面布置见图3.1和建施1:
…….
3.2.2外部边界条件及协调情况
车站站址范围内城市道路已基本完成,地势平坦。
车站西北角是四川大厦、国宾大厦等,车站西北角是阜成门内大街,车站西南角是万通、华远大厦等,车站东南是中国银行等。
……..
3.3车站规模
3.3.1客流预测
根据设计任务书提供的客流预测资料,其各时期预测客流及换乘客流详见表3.1。
表3.1预测客流量
日期
客流量
初期(2014年)
近期(2020年)
远期(2035年)
预测单向客流量
14450人次/小时
15500人次/小时
19000人次/小时
预测换乘单向客流量
——
——
——
考虑车站为甲级车站,人流密集、客流量大等因素,车站超高峰小时系数定位(1.1~1.4)取1.2
远期设计上车客流量为(人/小时)=
远期设计下车客流量为(人/小时)=
远期设计客流量为(人/小时)=
3.3.2站台长度、宽度及形式
(1)站台长设计
…..
(2)站台宽度设计
…..
3.3.3站厅与站台联系楼梯设计
表3.2出入口楼梯的通过能力(北京)
通过形式
通过人数(人/小时)
1m宽楼梯
单向下行
4200
单向上行
3800
双向上行
3200
1m宽自动扶梯
9600
根据规范当站台到站厅高度小于6m时,只设置上行自动扶梯不设置下行自动扶梯。
1.自动扶梯台数的计算:
n=
=
=2.97取4台
……
2.楼梯宽度计算:
……
3.3.3.5车站布置内容、规模指标及车站技术参数统计
3.3.4车站埋深
(1)站台层的布置及站厅层的布置见表3.3、3.4
3.4建筑设计
3.4.1车站形式
3.4.2站厅层
3.4.3站台层的平面布置及断面形式
3.5车站附属设施
3.5.1出入口设计
本设计设有四个通道六个出入口,一台垂直电梯供残疾人使用。
出入口形式:
1.通道宽度计算:
2.出入口楼梯的总宽度计算:
3.5.2售检票设施
1.售票设施采用人工与机器相结合的形式。
设定自动售票占80%,半自动售票占20%。
2.进出站检票机设置及付费区和非付费区隔离栏的设置
3.5.3风亭、风道设计
3.6防灾设计
3.6.1建筑防火
3.6.2建筑防水
3.7车站主要技术参数统计
此部分设计时间为两周,望同学们抓紧时间。
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