地铁车站装修设计分析

地铁车站装修设计分析（精选12篇）

地铁车站装修设计分析 第1篇

随着我国经济的迅猛发展, 汽车数量快速增加, 城市路面交通拥堵问题已日益严重。目前, 广大民众出行优先选择具有运量大、速度快、绿色节能等优点的地下铁道公共交通系统, 我国已进入地铁建设的黄金时期。

截止目前, 我国尚无完善的、针对性的地下结构抗震分析方法及相关设计规范。本文通过理论计算与工程实例的结合, 对地铁车站结构进行抗震计算分析, 找出地震工况下车站结构薄弱部位, 并通过与静力计算结果相比较分析, 得出车站结构控制工况。

1 工程概况

沈阳地铁某站标准段宽20.7 m, 顶板覆土约4.1 m, 车站底板埋深约17.85 m, 车站周边既有高层住宅楼、电力管沟、高压电塔等控制性建筑物。主体结构采用地下两层三跨箱形框架结构, 主要结构尺寸如表1所示。站址处土层从上至下依次为:杂填土、粉质粘土、圆砾、砾砂。勘察期间稳定地下水位埋深14.4 m~16.6 m。站址处地震基本烈度为7度, 地震动峰值加速度为0.10g, 场地类别Ⅲ类, 反应谱特征周期Tg=0.35 s。

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2 地铁车站结构抗震设计计算

地下结构抗震分析方法[1,2,3,4,5], 地下结构抗震计算方法主要有静力法和动力法两种。静力法是将随时间变化的地震力或地层相对位移以等效的静力或静地层位移的形式施加在地下结构上, 再用静力计算模型进行分析计算。常用的静力法有地震系数法和反应位移法。用静力计算方法计算结构内力时, 其量值一般偏大于动力法, 一般地下结构抗震设计时常采用静力法计算。

地下结构地震中一般不会产生比周围岩层更为剧烈的震动, 主要原因:第一, 地下结构因包含净空, 其外观换算密度通常比周围土体小, 从而使得地震发生时, 作用在其上的惯性力也较小;其次, 即使地下结构物的震动在瞬间比周围土体剧烈, 但因其震动受到围岩包裹、约束, 很快收敛变小, 并与地层震动保持一致。这时, 地震对地下结构施加的作用, 主要是车站结构随周边围岩一同产生的变形, 惯性力的影响则可忽略不计。天然地层在地震时, 其震动特性、位移、应变等会随不同位置和深度而有所不同, 从而会对其中的地下结构产生影响。这种不同部位位移差会以强制位移的形式作用在结构上, 从而使得地下结构中产生应力和位移。以这一概念建立起来的抗震分析方法称为“反应位移法”, 其特点是以地下结构所在位置的地层位移作为地震对结构作用的输入。

1) 本文采用反应位移法对地铁车站进行抗震设计验算 (如图1所示) 。

a.弹簧支座点位移及等效地震荷载计算。根据。其中, U (z) 为地震时深度z处土层的水平位移, m;z为结构深度, m;umax为基本设计地震动峰值位移, 取值参照《城市轨道交通结构抗震设计规范》表5.2.3-1和表5.2.3-2;H为地面至地震作用基准面的距离, m。根据《城市轨道交通结构抗震设计规范报批稿》表5.2.3-1及表5.2.3-2查得对应基本设计地震的地震动峰值位移umax=1.2×0.07=0.084 m。其中, H按地面至剪切波速大于500 m/s, 其下各层土 (岩) 的剪切波速均不小于500 m/s的土层顶面的距离计。根据该站《工程场地地震安全性评价》, 该站处基准面埋深H=60 m。b.弹簧刚度 (根据《场地地震工程地质条件及地震地质灾害评价》所提参数) 。顶板所在土层压缩弹簧刚度。顶板处于粉质粘土层, 土层的压缩弹簧刚度Kv=25 000 k N/m, 剪切弹簧刚度Ksv=8 300 k N/m。底板土层压缩弹簧刚度。底板处于砾砂层, 土层的压缩弹簧刚度Kv=35 000 k N/m, 剪切弹簧刚度Ksv=11 000 k N/m。侧墙土层压缩弹簧刚度。侧墙弹簧刚度按各土层相应地基反力系数取加权平均值。土层压缩弹簧刚度按Ksv=35 000 k N/m, 剪切弹簧刚度Ksh=11 000 k N/m计。c.剪切力计算。剪切力按下式计算:γxz=zu (z) =-π12H2umaxsin2Hπz。其中, umax为基本设计地震动峰值位移;z为结构深度, m;H为地面至地震作用基准面的距离, m。由材料力学公式τ=G·γxz, G为土体的动剪切模量, 由地勘报告确定。d.惯性力计算。惯性力按照GB 50111—2006铁路工程抗震设计规范8.1.3式中规定计算:Fih E=η·Ag·mi。计算结果:永久荷载分项系数取1.2, 地震荷载分项系数取1.3。采用SAP84通用有限元软件 (V6.5) , 计算如图2~图4所示。

2) 计算结果与静力工况和地震工况配筋结果对比分析。

本文中车站主体结构主要对如图5所示内力控制截面的地震工况及静力工况 (本文直接引用计算结果, 计算过程略) 配筋计算结果进行比较。

根据GB 50011—2010建筑抗震设计规范5.4节、DG TJ08—2008地下铁道建筑结构抗震设计规范 (上海市工程建设规范) 规定, 地震力作用下, 荷载组合时, 设计值需考虑承载力抗震调整系数γRE=0.85。

由表2可见, 计算混凝土截面配筋均为非地震工况下构件的裂缝宽度 (根据地铁设计规范裂缝宽度限值迎土面wmax≤0.2 mm, 背土面wmax≤0.3 mm) 所控制, 即满足静力工况下的裂缝宽度要求时均满足地震工况下的承载力要求。

3) 罕遇地震工况下的变形验算。

地震荷载、弹簧刚度、剪切力计算、惯性力计算同1) , 但需注意计算地震荷载时罕遇地震的地震动峰值位移:

层间位移角验算。

根据GB 50011—2010建筑抗震设计规范要求混凝土结构弹塑性层间位移角限值〈θp〉宜取1/250。本站计算结果:站厅层层间位移角: (0.011 5-0.002 57) /5.9=1/661<1/250;站台层层间位移角: (0.005 87-0.002 57) /6.7=1/2 030<1/250。可见, 在罕遇地震作用下, 车站结构仍满足混凝土结构弹塑性层间位移角小于1/250的要求。

3 结语

通过对沈阳地铁某站结构抗震的计算, 可得出如下结论:车站结构中柱的地震轴力较大, 底板与车站两边下侧墙衔接部位剪力和弯矩均较大, 为薄弱部位。车站结构总体满足抗震设防性能要求, 截面配筋受裂缝宽度控制。抗震设计的重点是加强构造措施, 对于浅埋矩形框架结构的车站, 宜采用现浇钢筋混凝土结构, 避免采用装配式和部分装配式结构。特别应保证侧墙板与顶板、梁板与柱节点的刚度、强度及延性。加强中柱与顶板、中板钢筋连接, 可能的情况下, 中柱采用钢骨或钢管混凝土柱代替钢筋混凝土柱, 增加延性, 提高抗震性能。

摘要：以沈阳地铁某站为工程背景, 选取地铁车站主体结构建立合适的有限元模型, 采用反应位移法对车站结构进行地震力计算, 并将静力工况下和地震力工况下的计算结果进行比较, 得出地铁车站在地震力工况下的薄弱部位, 以及车站结构的控制工况。

关键词：地铁车站,反应位移法,抗震分析

参考文献

[1]孙钧, 侯学渊.地下结构1[M].北京:科学出版社, 1987.

[2][日]川岛一彦.地下构造物的抗震设计[M].东京:鹿岛出版社, 1994.

[3]GB 50157—2013, 地铁设计规范[S].

[4]施仲衡, 张弥, 王新杰, 等.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社, 1997.

地铁车站公共区装修设计浅谈 第2篇

摘要 对车站公共区装修设计中材料的选用、色彩的搭配、路引、导向、标志、广告等的搭配进行了阐述，对装修设计中需要注意的问题进行了分析。关键词 地铁车站 公共区 装修设计 装修材料车站装修概述

装修是指在一定区域和范围内进行的，包括走水电施工、墙体、地板、天花板、景观等所实现的依据一定设计理念和美观规则形成的一整套施工和解决方案。

车站公共区是乘客进出车站所通过的空间，是乘客对车站最直观的了解，而地铁车站往往是一个狭长、净高低矮的空间。如何改善这种空间下乘客心理所产生的压抑、沉闷感;如何增强每座地下车站的可识别性;如何把车站设计成大气、空透、恰到好处的小体量，这些设计理念对于每个建筑师来说都是必须确切把握的。装修材料的选用 2． 1 地面

地面装修应采用耐磨、防滑、易清洁材料，站厅、站台层公共区一般采用石材地面，如西安地铁 2号线采用芝麻白花岗岩，杭州地铁 1 号线采用的是人造岗石。2． 2 墙面

车站内墙面常用的有釉面砖、人造大理石、烤瓷铝板、微晶玻璃板、硅钙涂装板、氟维特板、水泥压力板(NAFC 板)、马赛克、质量上等的美术型水磨石还包括西安地铁 2 号线采用的无机预涂板，杭州地铁 1 号线采用的陶瓷墙砖等。2． 3 柱面

柱的装饰面积较地坪、墙面少得多，故所用材料的档次可提高一些，常用的有人造大理石、花岗岩、铝合金复合板、马赛克、彩钢板、玻璃砖等。也可采用与地面相同的材料进行柱面装饰，如西安地铁 2 号线部分车站遍采用与地面材料相同的芝麻白花岗岩作为柱面装饰。2． 4 吊顶

地铁车站的吊顶设计应满足质轻、牢固、防火、防潮、防腐蚀、美观、易于安装，以及便于吊顶内部设备的维护、检修等要求。

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铝合金板有耐高温、防潮、防尘、抗腐蚀、自身重量轻，结构牢固、易拆装，抗冲击力强，不易磨损，吸音隔音，不受正负压影响，有利于通风口或其他设备散热等特性，作为大部分地区公共区吊顶的主选材料。

其形式有单片、井式、U 形片、条板、方板、弧形板及其冲孔铝合金板，金属网架等。2． 5 其他

公共区与设备区连接处的防火门、隔声门应采用金属材料;如需采用木材时应采用耐火极限不低于 3 h 的防火材料贴面。车控室观察窗位于防火分区界面上时，应采用 C 类甲级防火玻璃。当楼梯栏板采用玻璃时应采用钢化玻璃、夹丝玻璃等。色彩的搭配

色彩是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定，人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。

车站公共区的最基本要求是保持客流畅通，无堵塞拥挤，需满足正常情况下客流的通行和紧急情况下的疏散。而在色彩中，冷色调会给人以距离、凉爽之感不会引起客流的滞留，可促进乘客快进快出;而适当的暖色可给乘客带来一丝暖意，避免产生冷冰冰无人情味的印象，所以车站公共区应以冷色调为基础，辅以局部暖色。

设在站台层休息椅的色彩可配合本车站主色调或一条线主色调选用，其色调可鲜艳夺目，当配合每座车站主色调选用时，将会大大增强车站的识别性。

在一个城市的整个线网中，各线应有各自的色彩。每条线开行列车、站台上可开行方向的指示牌等的色带均采用同一标色，这样即增加各线的可识别性，又体现每条线的统一性。路引、导向、标志、广告 4． 1 地铁标志

地铁标志是代表一个城市地铁含义的形象符号，往往需要通过征集并向市民公示后采用。地铁标注应便于识别且具有个性，能引导乘客进入车站。地铁标记往往设置在出入口、道路指示标识等明显部位，一般配有灯光，便于夜间识别。图1 为世界部分城市地铁标志。

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4． 2 指示标志

指示标志是表示地铁在某处的职能或某场所用途，一些能供乘客使用或与乘客联系密切的场所，如售票处、检票口、补票处、问讯处、站长室、站铭牌、公共厕所、无障碍电梯等等，此种标志应全线统一，且与国际准、国内标准尽量统一。4． 3 导向标志

导向标志其作用是引导指示乘客行进方向。导向标志极为重要，一般设在通道内的交叉口、转弯处及不易判明走向的地方，此种标志应全线统一，同时配有英文。

目前国内的导向标识基本以矩形牌为其主要形式，有些城市的导向标志也进行了一些细节设计，将导向标志做的新颖、独特。如西安地铁 2 号线导向牌的基本造型取自人们熟悉的基本建筑构件“瓦”，将瓦的原型进行艺术的加工处理、简化、升华，形成西安地铁二号线导向牌的侧面造型“U”，瓦即为意，意即形的灵魂，语意蕴含了形态升华与凝练的情感，意与形之间如“影”随“形”。在设计导向标志中，省去诸多方形的棱角的冰冷，采用圆滑过渡，多了更多的人性化。4． 4 疏散导向标志

疏散导向标志是当地铁发生事故时，引导乘客迅速、安全疏散必须设置的标志，所以其规格尺寸、图文、形式、安装位置、高度、用色、供电需求等均应符合国家有关规定。一般距地面1 m 或在地面处设置。其间距一般不大于 15 m。如区间设有应急通道则每隔 20 m 设一处。同时疏散导向标志还应采用荧光材料，当无光源时可自行发光，引导乘疏散。4． 5 广告灯箱

广告灯箱是给地铁运营单位带来经济效益的一种重要手段，已成为各城市地铁不可缺少的设置。

现今的地铁设计中，广告灯箱的尺寸已基本模数化，由于新建地铁车站墙面采用干挂形式，广告灯箱可内嵌于车站装修层中，不会对乘客通行产生印象。同时也应注意广告灯箱的位置不能阻挡、影响车站指示、导向等标志功能使用;广告的用色不能对地铁信号功能产生任何影响;广告箱不可采用易燃材料。装修中应该注重的几个要点

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(1)应以安全、适用、美观为总原则，以速度、秩序、通畅、易识别以体现快捷性交通建筑的特点，力求简洁、明快、朴实、经济、不追求豪华、并最大限度地体现各城市的风貌为目标。

(2)避免单纯从装饰效果考虑而减小乘客的通行面积。在通道、出入口等处不应设置有碍于通行的装饰和凹凸界面。

(3)对于平顶结构应防止平顶装饰材料及悬挂物的脱落。

(4)墙面、柱面的阳角在人体接触高度范围内不应成锐角，选用的材料宜较坚固，不易碰坏，不易玷污。

(5)凡乘客涉足的地坪在小高差处应铺砌成坡道。

结束语

目前我国地铁空间呈现出向大型化、综合化、网络化发展的趋势。然而无论如何演变，人性化的设计思想必须贯穿始终，关注并尊重人的生理、心理乃至更高层次的文化审美需求是每个设计者所要恪守的准则，而通过设计手法的表现，创造即有人性化又能达到体现车站特点则是每个设计者的最高理想与最终目标。

地铁车站管线综合设计方案研究 第3篇

摘 要：本文简述了综合管线设计涉及的专业知识、设计目的及意义，根据综合管线的设计原则，并结合郑州地铁1号线工程实例的分析，针对地铁车站管线较多的部位提出一些自己的布置方式，以期对今后的综合管线设计人员有一定的指导和借鉴。

关键词：地铁车站；综合管线；内走道

随着全社会节能的要求以及对空气品质的提高，地铁车站内的通风管线越来越多，尺寸也越来越大，信息时代的发展，通信信号的电缆也随之增多。伴随着地铁中水系统的增加，车站内管线越来越多，越来越大。管线在不停地增加，在传统的车站规模的情况下，合理地布置这些管线，保证吊顶标高和充分检修空间，对管线综合设计师来说，是一项艰难的任务。笔者结合自己设计过的一些车站，对地铁车站管线综合设计进行了一些总结。

1 车站管线综合涉及的专业

①通风空调专业——风管、冷冻水管、冷却水管；

②给排水及消防专业——消防管、给水管、通气管、废水管、污水管、气灭管；

③低压配电专业——电缆桥架和线管；

④通信信号专业——电缆桥架线管；

⑤FAS/BAS专业——电缆桥架和线管；

⑥屏蔽门专业——电缆桥架和线管；

⑦供电专业——电缆支吊架；

⑧AFC——埋地线槽。

2 地铁车站管线综合设计的任务

地铁车站空间狭小，管线众多。管线综合设计就是要把车站内所有的管线合理地布置在有限的空间内，在满足各系统功能的前提下，保证管线维护和检修的可行性，同时又要与装修外观协调。

3 管线综合设计图纸的作用

①控制车站土建的规模；

②给装修提供可参考的管线标高；

③指导机电设备施工安装，避免管线冲突；

④为运营提供必要的设备及管线检修空间。

4 需要了解相关专业的知识

①建筑专业：吊顶标高及分布；离壁墙分布及厚度；防静电地板房间及高度；构造柱分布；圈梁和过梁的分布；疏散楼梯的构造；门洞的高度及门的开户方向。

②结构专业：顶板、中板和底板梁的分布和高度；孔边梁的分布及高度；腋角。

③各部位的管线的限界。

5 管线综合设计的基本原则

①避让原则：小管让大管，有压让无压，弱电让强电。

②位置关系：一般遵守电气管线（强电电缆桥架、强电电缆）在上层布置；通风空调风管在中间布置；给排水、空调冷冻、冷却水管和气体灭火系统的管线在下层布置，弱电电缆桥架位于风管下方和水管上方。

6 设备及管理用房区管线布置

6.1 设备房管理用房区管线布置基本要求

①充分利用设备用房上方的空间布置大风管，少量小风管可以布置在走道。

②任何水管都不能进入电气房间。

③空调送风口要避开电气设备。

④通风空调专业的大系统风管不要设在走道内。

大系统风管通常都在1.6～2.0m的宽度，高度也在0.8～1.0m的之间。如此巨大的管线安装在走道上方，把1.8m宽的走道占得所剩无几，低压配电专业的桥架无法安装在最上层，其他管线的吊架也无法在顶板上固定。大系统风管在走道内占据了大部分高度，会导致走道的吊顶高度达不到设计要求。

⑤走道上方避免横穿大管线。

横穿大管线导致走道局部高度不够。特别是离环控机房较近的走道，风管大而且多。如果风管要分支，尽可能在机房内分支后再出来，机房内管线标高满足人能通行即可。

6.2 内走道布置方式一（如图1）

管线分两侧布置，中间保证0.4～0.6m的检修空间。

分布两侧的管线应进行分类，一侧为无水管线，包含低压配电桥加、风管（1～4层）、通信信号线槽、FASBAS线槽、气灭管。另一侧为有水管线，包括给水管、通气管、污水管、空调水管、消防管。总的来说这样布置可以保证水管安装在高处而不会出现在电缆上方。

对于无水侧，电缆桥架设在最上方。风管从第二层开始，走道内的风管往往会有很多支管，支管要进入各房间又不能露在房间吊顶以下，所以主风管就得设在高处；弱电线槽设在风管下方，中间隔着风管加大了强电和弱电之间的距离，减少强弱电之间的影响；弱电电缆较多，线槽放在低处也方便放缆。气灭管比较小，而且进场施工较晚，所以气灭管设在最下层。气灭管的位置也比较灵活，如果无水侧的管线较多，可以把气灭管放到有水侧安装。

对于有水侧管线的安排，给水管由于卫生的要求应该设在最上层。消防管要引出支管接消火栓，有时还要跨走道，这种情况下，消防水管最好设在最下一层，这样支管可以直接水平引出跨过走道而不会出现在电缆上方。对于空调水管，因为须要保温而且保温工序放在最后，往往是在所有专业都安装完后才进行空调水管的保温工作，对于这种情况，空调水管设在较低处也是比较合理的。剩下的污水管和通气管，顺理成章就放在给水管与消防管或者空调管之间了。

对于这种布置方法，会产生一些问题：

①两根都有支管的风管不能并排安装，否侧有一根风管的支管没法伸出来，这种情况下，就得把两根主风管做宽做扁，上下重叠安装，但风管宽度最好控制在0.8m以内，极限1.0m宽。

②FASBAS两个小桥架通常会并排安装，但要注意这两个桥架的间距不能太小，宜0.3m，因为桥架要从侧面出线，而线管是DN10的钢管，如果空间不够，线管无法拐弯。

③风管的支管或者线槽进房间时，会与另一侧的水管发生冲突，这种情况下，尽量选择通气管拐弯，因为通气管拐几道弯也不会影响功能。

④弱电线槽进入房间处会与上方的水管十字交叉，出现水管在电线上方这种问题，现场也是很常见的，解决的办法就是避免电缆上方出现水管接头，或者在交叉处水管外面加套管。

⑤弱电桥架挡住了走道排烟口，这种情况，只能从风管侧面开口，做一弯头把风管引下来，如果走道不设吊顶，排烟口直接开设在风管的侧面。

⑥风管上的调节阀和防火阀不宜设置在走道内，尽量放到房间里。

6.3 内走道布置方式二（如图2）

管线上下布置，上面无水管线，下面有水管线，中间保证0.4～0.6m的检修空间。

这种布置方式就是把所有的水管都放在最下面，上面无水管线可以根据空间及管线尺寸灵活布置。这种布置方法有一定的局限性，管线横穿走道时，与另一侧的管线十字交叉不好处理。

7 站厅层公共区与设备区交界处的管线标高处理

从设备区到公共区的管线有大系统风管、低压配电桥架、通信信号线槽、FASBAS线槽、空调水管、给水管、消防管。此处管线标高由走道的2.6m突然变为3.2m，空间突然减少了0.6m，所有的管线都得重新布局到3.2m的标高上方，此处常出现公共区吊顶标高局部不足现象。

针对上述的问题，采取措施有：

①分散管线，弱电线槽如通信信号、FASBAS不一定非得从走道出公共区，可以先进入一些房间，然后再出到公共区，这样可让出一些空间给水管。

②空调大系统送回风管交叉处应远离走道，避免在管线集中处交叉，同时，送回风管的分支管不要太靠近设备区，应留出一定的空间，让设备区出来的管线在此处能有一个过渡空间。

管线出到公共区后，空间很宽敞，管线的标高通常是不会有问题的。但也要注意几点问题：

①侧墙的腋角。大系统回排风管靠侧墙安装，往往会碰到腋角而达不到设计标高，会间接影响公共区的吊顶标高，在布置站厅回风管时，应保证错开腋角。

②靠近侧墙处的吊顶往往是连续的灯带，灯带标高3.2m，很容易与侧墙安装的水管支架发生冲突。

③控制管线不要侵入造型区。装修专业喜欢在靠近中轴的区域设计各种造型，这种地方管线标高往往要求比较高，通常3.7m以上。

④通信信号线槽与FASBAS的线槽在公共区应尽量按不同的高度布置，因为它们有很多侧出的线管，通信信号的出线管通常是DN50的，拐弯有难度。如果不能分层安装，也得留有至少0.4m的空间让线管拐弯。

8 超长出入口通道净高

出入口通道的管线较少，净高通常控制在3.5m。通常管线综合图上也不反映这部分管线的内容。但是，对于长度超过60m的出入口通道，会增加排烟系统、空调系统。对于超长通道的净高要求，笔者结合一些参考值：

拱形顶面：吊顶离最高点应保证0.9-1.1m净高。对于拱形顶面，弱电最好采用穿线管贴拱形面安装。

方形顶面：吊顶上方净高应保证0.6-0.8m的净高。

若排烟风机设在通道吊顶上方，吊顶上方的净高应保证1.2-1.5m净高。

9 联络通道的管线

物业区与公共区之间的联络通道，会设置数道防火卷帘门。防火卷帘门上方要求0.6～0.8m的安装空间。在分配管线标高的时候，一定要考虑这个安装空间，否则防火卷帘都无法安装。

10 站台层公共区管线处理

在处理站台层管线标高时，先要弄清楚中板纵梁高度、扶梯孔、出土孔孔边梁的分置和高度。

站台层的管线主要有空调送回风管、低压配电桥架、通信信号线槽、FASBAS线槽，管线主要分布在靠近屏蔽门侧的吊顶上方空间里。

管线的处理方法：低压配电桥架在最上层，中间层是风管，最下层是通信信号线槽和FASBAS线槽，同时要保证0.4～0.6m的检修空间。

需要注意的问题：

①管线不要离屏蔽门太近，一般保持0.5m距离，或者管线高度在3.3m上方均不会对屏蔽门顶盒的开启产生影响；

②风管下面的线槽，不能挡住风口，如果下方线槽无法避开风口时，可以将FASBAS线槽中的一路改为穿线管；

③如果低压配电、通信信号、FASBAS三个专业的桥架出现在同一侧时，先试着排标高，如果标高不够，可以把低压配电专业的桥架移到另一侧；。

11 站台层设备区

站台层设备区管线相对较少，做管线综合设计时应注意几个地方：

①靠近轨行区的管线不能入侵限界；

②管线不能从吊装孔下方穿过；

③供电专业的房间门高至少2.7m，管线不能低于这个高度；

④供电设备上方不应该有任何风管。

12 设计心得

地铁地下车站抗震设计与实例分析 第4篇

我国地震灾害发生频繁,地下铁路结构抵抗地震破坏作用的能力非常重要,直接关系着城市交通秩序和人民生命财产安全。我国目前地铁建设发展比较迅速,关于地下结构的设计规范逐渐完善,但是对于地下结构抗震方面相关的研究还相对较少[2]。因而对地铁地下结构的抗震设计与分析十分有必要。

该文以武汉地铁某三层地下车站为例,按照正常使用极限状态和承载能力极限状态,采用反应位移法进行抗震计算分析,探讨地下车站的抗震分析研究。

1 工程概况

此车站为是一个地下三层站,位于武汉市江岸区。车站形式为地下三层岛式,采用明挖顺做法施工。车站总宽度23.5m,总高度22.89m,其中负一层6.25 m,负二层高7.85 m,底层高8.79 m,顶板覆土厚度3.2~4.2m,底板埋深26.6m,为三层双柱三跨结构,车站标准段剖面图见图1。

车站深度范围内根据钻孔揭露,场地表层分布人工填土层,其下依次为第四系全新统,下伏基岩为白垩—古近系东湖群(K-Edn)和二叠系下统栖霞组(P1q)。主要地层有:(1)杂填土;(2)粉质粘土;(3)粉砂;(4)粉细砂;(5)砂砾卵石;(6)泥质粉砂岩;(7)泥岩。

根据单孔检测法测试场地剪切波速,计算场地土层等效剪切波速约为216 m/s,场地土类型为中软土,建筑场地类别为II类,为建筑抗震一般地段。抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组分组为第一组,按7度采取抗震措施,地下车站抗震等级为三级。对本工程地面以下20 m范围内的饱和粉土进行液化判别,为不液化土层。

车站抗震设防分类为重点设防类(乙类),其抗震的设防目标是:结构在遭受相当于本工程抗震设防烈度的地震影响时(即475年一遇地震动),不轻微破坏或破坏,能够保持其正常的使用功能,结构处于弹性工作阶段,不因结构的变形致使轨道的过大变形从而影响行车安全;结构在遭受高于本工程抗震设防烈度的罕遇地震(高于设防烈度1度)影响时(即2450年一遇地震动),通过修补,短期内能够恢复其正常功能,结构局部进入弹塑性工作阶段。

2 车站抗震计算

2.1 设计地震动参数

根据《武汉轨道交通工程场地地震安全性评价报告》(以下简称《地震安评报告》),地震波输入采用50年超越概率10%模拟475年一遇地震作用,50年超越概率2%模拟2450年一遇地震作用。

对于此车站根据《地震安评报告》,基岩处地震波采用50年超越概率10%(峰值加速度0.051 6g)和50年超越概率2%(峰值加速度0.104g)两个概率水准的基岩水平向地震波,每概率水准一组,每组三条,计6条,即第1区段人工合成基岩地震波,如图2所示。

2.2 抗震计算方法选择

抗震设计中地震效应的计算方法有地震系数法、反应位移法、弹性时程方法、非线性时程方法等。

地震系数法是一种从地面结构抗震设计方法类比而来的地下结构抗震设计方法。该方法将随时间变化的地震力用等代的静力地震荷载代替,再用静力计算方法分析地震作用下的结构内力。当地下结构刚度大、变形小,其重量相比周围的土层大很多时,结构的惯性力起到了支配作用,可以近似地运用地震系数法进行计算[3]。但地下车站和区间隧道由于自重相对于周边土体较小,惯性力不起支配作用,因此采用地震系数法是不合适的。近年来,发达国家极少在地下车站及区间的抗震计算中采用地震系数法,《城市轨道交通结构抗震设计规范》[4]也未将地震系数法作为推荐计算方法。

弹性时程方法及非线性时程方法是目前最为先进的计算方法,但其技术要求相对复杂,计算中对土岩本构关系和边界条件的选取对计算结果的影响非常显著。因此,在一般地下车站和区间隧道的抗震计算中普遍采用该方法尚存在一定困难。

反应位移法是基于一维土层地震反应分析,在地震动作用下,结构计算变形与实测变形较为吻合,其概念清晰,可以反映土-结构间的相互作用,是日本等发达国家目前普遍采用的地下结构抗震计算方法,我国的《城市轨道交通结构抗震设计规范》也将反应位移法作为主要计算方法。

从整个场区分析,此地下车站及区间隧道周围地层分布较为均匀、结构规则且纵向较长,结构分析可采用平面应变分析模型。在考虑到计算可操作性和计算准确性的基础上,此车站采用反应位移法进行横断面计算。

2.3 反应位移法

20世纪70年代,日本学者通过地震观测着手,提出了地下线状结构抗震设计的反应位移法[5]。该方法以一维土层地震反应计算为基础,认为地下结构在地震时的反应主要取决于周围土层的变形。将土层在地震时产生的最大变形通过地基弹簧以静荷载的形式作用在结构上,以此计算结构反应。其中,地基弹簧是为了考虑结构刚度与土层刚度的不同,定量表示两者相互作用时引入的单元。采用反应位移法进行地下结构横截面的抗震计算时,需考虑土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力三种地震作用。

1)一维土层地震反应分析

一维波动模型是一种半无限弹性均匀基岩空间上覆盖水平成层土体的较为理想的场地力学模型。它假定土层沿两个水平方向均匀不变,而仅沿竖向分层变化。虽然一维分析模型是一较为理想的场地力学模型,但从工程近似的角度上分析,它能用以模拟局部范围内地面、土层界面及基岩面较平坦的场地。因此,它适用于大多数局部场地或大面积场地的局部范围。目前,对水平成层的土层,通常采用一维波动模型并用等效线性化的方法考虑土体非线性特性的影响进行土层地震反应分析。一维剪切波动模型见图3,一维地震反应分析根据地基土分层及车站结构位置综合考虑,细分土层厚度及划分结构单元长度,取0.5~1.0m左右,保证土体分层深度与结构单元节点相对应。

S波在图4体系中垂直向上传播时,满足一维波动方程

式中,ρ为质量密度;η为粘滞阻尼系数;u为位移;G为土体剪切模量。

考虑土的非线性特性时采用等效线性化方法,采用美国加利福尼亚大学开发的EERA计算程序求解此一维波动方程。

为求得地震时地层水平位移和土层剪力的竖向分布,首先进行地层的一维地震响应计算,所需场地土的静、动力性能参数有:土层波速、土的重度、动剪切模量及阻尼比与剪应变关系曲线。

限于安评报告仅对车站给出一个钻孔、三个深度的Gd/Gdmax~γd和λ~γd的关系曲线,没有给出每层土的关系曲线,计算中土体分上、中、下三种,分别用提供的3种关系曲线模拟,见图5。

2)反应位移法计算模型

采用反应位移法进行地下车站结构横向地震反应计算时,可将周围土体作为支撑结构的地基弹簧,结构可采用梁单元进行建模(见图4),考虑了由一维土层地震反应分析计算得到的土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力三种地震作用。地基弹簧刚度以地基反力系数为依据,并考虑集中弹簧间距和车站纵向计算长度的影响。

对于地下车站,各种地震荷载计算说明如下:

1)顶板、底板及侧墙处土层剪力

顶板、底板处土层剪力由一维土层反应分析得到,侧墙剪力近似计算方法按下式计算

2)结构惯性力计算方法按下式计算

式中,FI为结构惯性力;G为结构质量;αmax为一维地震反应分析计算加速度峰值,其中50年超越概率10%的惯性力峰值加速度为0.051 6g,50年超越概率2%的惯性力峰值加速度为0.104g。

3)土层横向位移(计算中转化为施加于侧墙节点处的等效集中力)

各节点处的等效集中力F按下式计算

式中,F为相对位移等效集中力;k为弹簧刚度系数;s为土层位移,由一维土层反应分析得到,A为地基水平向反力系数;L为弹簧间距;d为计算断面沿车站纵向的计算长度。

对于区间隧道,各种地震荷载计算方法参见《城市轨道交通结构抗震设计规范(送审稿)》第6.7节。

2.4 计算荷载及其组合

荷载组合依据《建筑结构荷载规范》[6],地震工况荷载组合包括:永久荷载、可变荷载和地震作用,分项系数见表1。计算考虑的荷载有结构自重、覆土荷载、侧向水土荷载、人群荷载、设备荷载、地面超载、地铁车辆荷载、浮力以及地震作用。反应位移法进行地下结构地震反应计算时,考虑了土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪力,土层相对位移、结构周围剪力均由一维土层地震反应计算得到,结构惯性力为结构质量与峰值加速度的积。

注:1、括号内为重力荷载代表值有利时的分项系数取值;2、重力荷载代表值计算按《建筑抗震设计规范》第5.1.3条执行。

3 抗震计算结果与验算

3.1 内力计算结果

在各种荷载组合工况下进行计算,得到车站主体结构的内力值见表2。

3.2 内力调整

在根据《建筑抗震设计规范》[7]和《城市轨道交通结构抗震设计规范》的相关规定,武汉地铁地下车站的框架抗震等级均为三级。因此,需对此车站计算结果按二级框架进行内力设计值调整。另外,从日本阪神地震的经验来看,浅埋式地下结构在竖向地震作用下震害较为明显[8],而计算结果仅考虑横向地震作用,因此应对计算结果进行适当调整,以考虑竖向地震作用。

1)“强柱弱梁、强剪弱弯”内力设计值调整

对车站进行结构抗震验算时,按地震作用效应与其他荷载效应的基本组合进行构件截面抗震验算,并对梁、柱、墙的设计内力按强柱弱梁、强剪弱弯的原则进行调整(满足《建筑抗震设计规范》的相关要求)。

(1)二级框架的梁柱节点处,柱端组合的弯矩设计值应符合式(5)的要求,本条适用于顶板、中板、底板与中柱节点区

式中,Mc为节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和,上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配;Mb为节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和,一级框架节点左右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零;ηc为框架柱端弯矩增大系数,对二级框架结构取1.5。

(2)二级的框架梁,其梁端截面组合的剪力设计值应按式(6)调整,本条适用于顶板、中板、底板和侧墙

式中,ln为梁的净跨;VGb为梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值;Mbl和Mbr分别为梁左右端反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值,一级框架两端弯矩均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零;ηvb为梁端剪力增大系数,二级取1.2。

(3)二级框架柱的剪力设计值应按式(7)调整,本条适用于中柱

式中,Hn为柱的净高;Mcb和M分t别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值,应符合本节第1)条的规定;ηvc为柱剪力增大系数对二级框架结构取1.3。

(4)侧墙的受力性能更接近于梁,且轴压比较小,故不对侧墙的弯矩进行调整,仅按第二条调整其剪力设计值。

2)中柱轴力设计值调整

从日本阪神地震的经验来看,浅埋式地下结构在竖向地震作用下震害较为明显,且以中柱破坏最为严重,因此计算中应考虑竖向地震作用的影响。但本计算中未考虑竖向地震作用影响,故引入中柱轴力调整系数,对中柱轴力进行适当调整,调整原则如下所述。

(1)《建筑抗震设计规范》第5.3.4条建议竖向地震影响系数取为相对横向地震水平的0.65倍,故这里对依据横向地震作用,引入中柱轴力调整系数。侧墙由于轴压比较小,调整意义不大,故不作调整;

(2)上海《地下铁道建筑结构抗震设计规范》[9]基于振动台实验对反应加速度法计算的各构件内力进行了调整,其中中柱轴力调整系数为1.6~1.9,但其仅适用于上海软土地区,考虑到武汉地区基岩埋深相对较浅,震害亦较小,故取中柱轴力调整系数上限取为1.6。

综上所述,中柱轴力调整系数可按式(8)计算

式中,γm为50年超越概率10%地震动作用下,中柱轴力调整系数,不大于1.6;Fm为50年超越概率10%地震动作用效应与其它荷载效应标准组合下中板轴力最大值;F为静力工况荷载标准组合下中板轴力最大值。

50年超越概率10%地震动作用下,调整后的中柱轴力设计值按式(9)计算

式中,N为50年超越概率10%地震动作用下,调整后的中柱轴力设计值;Nm为50年超越概率10%地震动作用效应与其它荷载效应的基本组合下,中柱轴力值。

3.3 主体结构计算与验算

1)截面抗震验算原则

根据《建筑抗震设计规范》,对地震工况截面验算时还需考虑承载力抗震调整系数γRE。即结构构件的截面抗震验算,按式(10)验算截面承载力

式中,S为50年超越概率10%地震动作用效应与其它荷载效应的基本组合下,结构构件内力设计值;R为结构构件承载力设计值;γRE为承载能力调整系数,中柱取0.8,其他构件取0.85。

2)主体结构抗震验算

根据内力计算结果和截面抗震验算原则要求,调整后的中震工况下各站内力设计值汇总于表3,并按式(10)计算中震工况下的配筋。表3中,中柱内力为单根中柱内力,其它截面内力为每延米构件内力,没有考虑维护结构作用。为方便比较,表中也列出了静力荷载准永久组合下按裂缝0.2mm计算配筋率。

表3中,根据《建筑抗震设计规范》,验算50年超越概率10%地震弹性层间位移比是否满足规范要求(弹性层间位移角限值为1/550),同时验算弹塑性层间位移比是否满足规范要求(弹塑性层间位移角限值为1/250),并验算了50年超越概率10%地震轴压比是否满足规范要求(轴压比限值为0.75)。

4 结果分析及结论

根据表3的计算结果,对此地下车站的抗震计算得出以下结论:

a.在中震作用下,结构最大层间位移比均小于1/550,可以认为结构处于弹性工作阶段,构件截面及配筋均满足抗震计算要求;各构件截面尺寸及配筋均由准永久荷载组合作用下的裂缝计算控制,抗震工况不起控制作用。

b.在中震作用下,中柱轴压比未超过限值,满足三级框架的要求。

c.在大震作用下,车站弹塑性层间位移比均小于1/250,可以认为结构处于弹塑性工作阶段,不会出现局部或整体倒毁。

通过上述对地震作用的分析和结构强度、轴压比和变形验算及分析,此地下车站结构,在6度抗震设防烈度下,结构按照正常使用状况配筋就能够满足抗震设防的要求,抗震工况对构件截面尺寸及配筋不起控制作用。此结论对于其他6度抗震设防烈度的城市类似的工程具有可借鉴意义。

参考文献

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[2]孙超,薄景山,齐文浩,等.地下结构抗震研究现状及展望[J].世界地震工程,2009,25(2):94-99.

[3]刘晶波,王文晖,赵冬冬,等.地下结构横截面抗震设计分析方法综述[J].施工技术,2010,39(6):91-95.

[4]GB50909—2014城市轨道交通结构抗震设计规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

[5]川岛一彦.地下构筑物力耐震设计[M].日本:鹿岛出版株式会社,1994:28.

[6]GB50009—2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[7]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[8]李信桥,戚承志,李国华,等.浅埋地下结构受竖向地震作用的数值模拟[C].第2届全国工程安全与防护学术会议论文集.2010:832-841.

地铁车站造价分析与控制 第5篇

随着我国现代化建设进程的加快，国民经济飞速发展，现代城市人口大量增加、地域不断扩大，城市交通拥堵问题日益突出，尤其是上海、北京、广州等一线城市的交通事故、噪音和空气污染等日益影响着人们的工作和生活。地铁作为快捷、安全、舒适、大运量、低能耗、少污染的城市交通工具，是解决城市交通矛盾的有效手段，因此，国内许多城市修建地铁的热潮空前高涨。通过对近年参与设计的上海、南京、宁波、深圳等城市20 多个地铁车站的造价资料分析，发现地铁车站费用约占地铁工程土建费用的35%以上，其投资巨大，是地铁工程造价控制的重点。地铁车站有高架车站和地下车站2 种结构形式，施工难易程度各不相同，造价指标有较大差异。本文拟对地铁车站土建部分的造价展开分析，研究如何降低地铁车站造价，这对控制城市轨道交通工程的造价具有实际意义，并可从中获取一些控制地铁车站造价有用的信息。

1高架车站

地铁高架车站需要占用一定的地面空间，故通常设在城市郊区及副中心等地理位置，一般有岛式及侧式 2 种车站结构形式，其造价组成分别为高架站房(含上下部结构)、出入口、人行天桥、建筑装修及其他(含地面辅助用房、附属设施等)费用。

下面以 13 个高架标准车站的初步设计概算为例，分析高架车站的造价组成及各项费用指标，如表

1、表 2 和图 1 所示。

使命：加速中国职业化进程

由表

1、表 2 和图 1 可以看出，高架标准车站的建筑面积一般为 6 000 ～ 8 000 m，车站长度

2120 ～140 m。2005 年上海、深圳等地的高架车站土建单方造价一般为 0． 4 万元/m2～ 0． 45 万元 / m2，土建总造价为 2 500 万元 ～ 3 000 万元。近年来由于建材价格大幅上涨及新的技术规范的出台等，使高架车站的造价水平相应提高，2011 年宁波地区高架车站土建单方造价已达 0． 55 万元/m2～ 0． 60 万元 / m2，土建总造价达 3 500 万元 ～4 000 万元。

车站高架站房(桥梁结构、站房建筑、钢屋架及屋面雨棚等)是高架车站的主要组成部分，单方造价最高，约占土建费用的 65%。

出入口及人行天桥为独立结构，与市政桥梁结构相类似，其费用约占高架车站土建费用的 10%。

车站建筑装修档次根据业主要求而定，在初步设计概算中通常以单方指标计列，一般占土建费用的 23%。

此外，高架车站造价还包含地面辅助用房、地面广场、自行车棚、绿化等其他费用，占车站土建费用的 2%。

由此可以看出，高架车站的造价控制要素为高架站房及建筑装修，可采取如下措施合理控制其造价。

使命：加速中国职业化进程

(1)按客流需求配属车辆编组，进而控制车站长度及总建筑面积，保证满足初、近、远期需求。

(2)选择经济合理的桩型做基础并满足承载要求。

(3)在符合设计规范要求的前提下，对站房钢结构雨棚进行优化，尽量减少钢结构自重。

(4)屋面雨棚选用轻质节能环保材料，减少能源浪费，减轻钢构负重等。

(5)车站建筑装修，应讲求经济实用、美观大方，除个别有特殊要求的车站外，可用地砖替代石材、涂料替代幕墙等措施来降低装修费用，也不影响设计效果。

2地下车站

地下车站不占用地面空间，通常设置在城市中心区域建筑物密集的地下，由于地下车站的工程造价相对高架车站更高，而且地下空间一旦开发形成，就不能再更改，因此地下车站的建设一定要从长远考虑，要有整体规划。

地下车站的站台形式一般分为岛式及侧式 2种，地下层数一般有地下二层或地下三层的空间形式，根据地质结构施工方法可分为明挖法、浅埋暗挖法和盖挖法。因此，影响地下车站造价的因素很多，如建筑层数、规模、布置、地质、水文、施工工法等都会造成地下车站造价指标差异很大。

车站的施工方法不同，对车站造价、工期、质量及周围环境影响也会不同，一般在有条件的情况下优选明挖法施工，但在受施工场地条件限制的情况下，才选择盖挖法或暗挖法施工。不同施工方法的综合比较如表 3 所示。

目前国内地下车站的主要施工方法以明挖法为主，故从采用明挖法施工的地下车站来分析车站的工程造价。

采用明挖法施工的车站费用组成如下。

(1)车站主体费用;

(2)出入口及通道费用;

(3)风道风井及风亭费用;

(4)车站建筑装修费用;

(5)施工监测费用;

(6)其他费用。项费用中(1)～(3)项费用又可细分为围护结构、土方支撑降水、主体结构及地基加固费用。围护结构是车站明挖法施工的重点，在某种程度上决定了车站的造价。围护结构形式根据工程地质、围护的刚度、基坑防水和车站现场实际情况确定，主要分为 SMW 工法桩、钻孔桩加止水帷幕、钻孔咬合桩、地下连续墙等形式。不同围护结构形式造价比较如表 4 所示。

使命：加速中国职业化进程

土方支撑降水费用含土方开挖、回填与运输，支撑(含格构柱)安装与拆除、租赁，施工降水及机械进出场费。主体结构费用包括支架搭拆、模板安拆、梁板柱混凝土浇注振捣、钢筋绑扎、防水制作、抗拔桩施工等建筑安装费用及机械进出场费。地基加固是为避免对周边建筑物的影响而进行的旋喷或搅拌桩加固施工。出入口及通道为车站与地面联系的纽带。其他费用包含风亭及出入口地面建筑、路引标识、车站小广场、停车场等费用。

目前，上海地区及南京地区地下车站主体围护结构以采用地下连续墙、钻孔桩、咬合桩等形式为主，为此对这几种围护结构的地下车站造价进行分析。地下车站的造价组成及各项费用指标，如表

5、表 6 和图 2 所示。

由表

5、表 6 和图 2 可以看出，地下标准车站的建筑面积一般为 10 000 ～12 000 m2，车站长度一般在 150 ～200 m，含配线段车站则长度和面积根据设计要求相应增加。2005—2008 年期间，车站土建单方造价一般为 0． 70 万元/m2～ 0． 95 万元 / m2，土建总造价为 7 000 万元 ～12 000 万元。2010 年车站造价较前几年有较大幅度上涨，土建单方造价已达1． 10万元 / m2～ 1． 20 万元 / m2，这主要是因为通胀而导致的各项成本上升。

围护结构、车站主体结构、出入口及风道是地下车站造价的主要组成部分，约各占土建费用的24%、使命：加速中国职业化进程

25%、23%。其中出入口通道的设置是为了满足客流进出地铁车站的需要，在功能上是车站的辅助部分，但其建设费用并不低，甚至个别车站的出入口通道费用超过了车站主体费用。因此，在出入口与风道的设计中，既要考虑使用功能，又要考虑技术经济指标。土方支撑降水占车站土建费用的 12%，地基加固占车站土建费用的 3%，施工监测占车站土建费用不到 1%，车站建筑装修一般占土建费用的 9%，其他费用占车站土建费用的 3%。

由以上分析可知，地下车站的造价控制要素为围护结构、主体结构、出入口及风道风井，因此，为合理控制造价，需要采取如下措施。

(1)合理确定车站的层数、地下深度，控制车站建筑面积及车站长度。

(2)根据工程地质情况和施工条件，经比较确定车站的施工方法，编制好施工组织设计并按计划实施。

(3)优选经济适用的围护结构工法，降低工程造价。

(4)合理设置车站出入口位置，减少车站的施工长度及工程量。

(5)地下车站的建筑装修由车站公共区、设备区、出入口通道组成，各部分的装修标准应从实际出发，在满足功能要求的前提下，要经济实用、美观大方、区别对待，切忌攀比豪华。

3结束语

以上分析的样本在区域上、数量上及时间上均有所限制，不能代表全国大部分城市地铁车站造价的普遍水平，但基本反映了城市地铁车站各部分所需费用及所占比例，以及控制工程造价应考虑的关键因素。因此，在进行地铁车站设计时，控制投资应从关键因素入手，对所提出的设计方案进行充分的论证、比较和优化，然后根据优选设计方案编制施工组织设计。施工单位应根据审批的设计方案和施工组织设计，优选施工方案、工艺和工法，从而达到控制工程造价的目的。

地铁车站建筑设计在不足及创新探讨 第6篇

关键词：地铁车站;设计;不足;

随着交通建设的快速发展，地铁交通目前已成为国内大城市居民选用的交通方式之一。地铁交通的出现有效地缓解了城市交通压力，且地铁运行一般不会发生交通拥堵现象，深受广大市民的青睐。但纵观国内地铁车站建筑设计现状而言，仍存在许多问题，无法给人们提供宽松、便捷的出行空间环境。为了能够更好地发展地铁交通，加强对地铁车站建筑创新设计，从满足人的需求的角度出发，优化和改进车站建筑设计是当今地铁车站设计单位函待研究的课题。本文就地铁车站建筑设计存在的不足进行了简要的分析和探讨，提出了地铁车站建筑创新设计策略，以期能够对发展我国地铁交通事业贡献绵薄之力。

1.我国城市地铁车站的设计理念

地铁车站的建设是当前城市化建设中的重要内容，是现代化建设过程中的必然趋势，它在推动我国城市化建设进程中发挥着重要的作用，给人们的生产生活带来了极大的便捷，同时也激发了城市建设的活力和发展的动力，在城市的建设中有着极为重要的影响。根据我国当前城市化建设现状以及地铁车站建设设计的发展情况进行综合的分析，可以从以下几个方面对我国城市规划中地铁车站设计未来的发展方向进行探讨。在城市发展规划中，要将地铁车站的联合开发纳为我国地铁车站建设的主要内容，使其不断的深人到我国城市化建设的各个环节中，同时通过不断的融合和相互协调，使我国城市规划呈现出一个整体共同开发和发展的局面。将过去传统的有政府作为主导的开发模式转化为先进的综合性开发模式，不断完善交通联合机制，设立跨部门合作的地铁车站设计建设和城市规划共融的联合性的开发机构，同时通过相关的政策指导作为辅助，以保障整个工程的安全有序进行，从而从根本上使我国地铁车站的开发设计得到保证。

2.设计思路

2.设计指导思想

（1）总结已建成的地铁的经验，吸取国内外地铁建设经验，在我国目前技术水平可能达到的情况下，采取创新的思路，做出适合我国国情、符合本线实际情况，功能合理、运营可靠、降低造价，效益好的设计方案。

（2）强调“安全地铁、公众地铁、绿色地铁、经营地铁”的设计理念，使乘客乘车方便、快捷、安全、可靠，并能够为地铁的发展打下经济基础。

（3）地铁车站设计应能满足设计远期客流集散量和运营管理的需要，应具有良好的外部环境条件，最大限度地吸引乘客。折返站应能满足其功能要求。应注意车站分向客流、突发客流对站位的影响和出入口布置的要求。

3.地铁车站建筑设计存在的不足

3.1地铁车站建筑形式千篇一律

就目前多数城市地铁车站建筑来看，不管是在车站进出口设计、平而布置设计还是空间效果都基本一致，多数是以低矮狭长的矩形站台和站厅为主，同时在站台和站厅的装饰材料选用和装饰风格方面也相差不大崇尚个性化是现代刹一会发展的潮流，如何将地域特点及文化等元素融入到设计中是当今地铁车站建筑设计的方向。

3.2地铁车站建筑功能设计未从以人为本的角度出发

地铁车站功能性是否健全，同乘客使用感受密切相关，完善的车站建筑功能能够给乘客带来愉悦的享受，但目前部分城市的地铁车站建筑在功能设计和细部设计方面没有进行综合性考虑功能性欠缺，细部设计不合理难以给乘客提供优质的服务。比如有些城市地铁车站内未设置公共卫生间、垃圾桶及供乘客临时休息的座椅等，给乘客带来了极大的不便所以，为了能够给乘客提供更好的服务，需加强对地铁车站建筑的功能设计。

3.3地铁车站建筑功能单一化

目前，多数城市的地铁车站建筑的功能比较单一，仅仅是作为交通站点而存在，在建筑功能化方面缺乏深度开发。随着现代社会的发展，商业活动开展的日益活跃，地铁车站应该发展为既具各服务乘客乘车功能，同时也要具各对商业活动进行宣传的功能，比如在地铁车站内设置一些便利超市、公用电话厅或者水吧等，这样一来不仅能力便乘客，更能给地铁车站带来可观的经济效益。

3.4铁车站建筑设计缺乏可持续发展思路

多数城市在地铁车站规划设计时往往是设计规划一条线路建设  一条线路，而没有对整个地铁网络进行总体规划，即同其他交通线路之间的换乘问题未作充分考虑。缺乏可持续发展的地铁车站建筑设计必将会给后期的地铁线路的增设及各线路地铁车站建筑建设及站点间的换乘带来诸多不便。比如有些地铁线路车站在规划设计时未结合车站周边的人流量大小进行站点位置设置，使得有些车站的乘客量较大，有些地铁车站的乘客量较小。

4.地铁车站建筑设计的创新

地铁车站建筑的主要功能是服务于乘客，满足乘客的行为及心理需求。所以在地铁车站建筑设计时要坚持以人为本理念。将人性化元素融入到设计作品中，只有这样才能体现出地铁车站建筑设计作品的价值笔者认为创新地铁车站建筑设计应从以下几方面入手：

4.1考虑人的行为

地铁车站中最为显著的特征是人流量大，人群密集;从人的行为活动分析，主要分为两种：即滞留和通过;通过指的是乘客的基本行为和主要行为;所以，在地铁车站建筑设计时要做到乘客所通过的线路无障碍、畅通;特别注意的是尽可能低避免通过与滞留之间的相互影响例如，乘客乘车的程序是：经过地铁站出入口一经过通道到达售票厅一买票一安檢一进闸机一乘坐电梯达到地铁站台在乘客整个乘车过程中，乘客最为集中的地方是售票厅位置，因此设计人员应结合地铁站的空间环境实际情况尽可能加大售票厅周边的空间;此外，为了有效地分散人流，可在售票厅附近多加设一些自动售票机但需注意的是自动售票机之间的距离应尽可能大，避免过多的购票乘客拥挤在一起。

4.2考虑人的需求

在地铁车站建筑设计中设计人员应尽可能低考虑乘客的需求，有哪些需求，需求什么。关于这方面国外的一些地铁车站建筑设计成果我们可以借鉴和参考，比如在车站通道的墙壁上设置内嵌式的储物柜，可方便乘客购买的一些物品暂时储存在储存柜内，待办完事务后回来再取，极大地方便了乘客;另外，笔者建议在地铁车站内可适当地设置一些早点房，这样可以方便早晨上班乘客购买早点的需求但是需要明确的一点是，这些配套的建筑设施必须在地铁车站规划设计中就要考虑进去，不能在地铁车站运行后再临时增设。

4.3考虑弱势人群的需求

在地铁车站建筑设计过程中要考虑到弱势人群的需求，为残、弱、病、残、孕人群提供行动方便、安全的空间环境;比如为了照顾弱势人群可通过设置盲道、残疾人专用电梯、残疾人专用卫生间、无障碍坡道、孕妇临时休息座椅等设施

5.结语

总而言之，就我国地铁车站建筑设计情况来看，存在的问题较多，同国外地铁车站建筑设计水平相比存在的差距较大，为了能够提高我国地铁车站建筑水平，地铁车站建筑设计人员应从满足人的需求为根本设计思路努力探索完善及改进地铁车站设计不足的措施。

参考文献：

[1] 梁鉴波. 地铁建筑设计思路浅谈[J]. 铁道勘测与设计，2013，10：48-50

[2] 王鸣暄，赵鹏. 浅谈电信光纤通信技术[J]信息通信，2014，07：240-241.

[3] 张君. 浅析光纤通信技术的应用与发展[J]. 无线互联科技，2014，11：39.

地铁车站抗震设计探讨 第7篇

近年来, 随着地下结构数量的增多和地下结构震害的频繁出现, 地下结构抗震问题日益受到人们的重视。特别是1995年日本阪神地震后, 世界各国纷纷针对区间隧道和地铁车站的震害, 研究导致震害的主要原因, 并据以建立分析理论, 使得地下铁道的抗震研究出现了前所未有的热潮。

2 地铁车站震害实例分析

在阪神地震中, 神户市地铁多数车站有震害现象发生, 尤其是大开车站 (Daikai Subway Station) 和上泽车站 (Kamisawa Station) , 破坏最为严重, 混凝土中柱开裂倒塌、顶板和楼板断裂坍塌、侧墙开裂等破坏现象随处可见。其他车站的中柱、顶板、楼板和侧墙部位也有破坏现象, 但总体来说, 破坏较为轻微。

该车站用明挖法于1964年建成, 中间柱 (4001000㎜, ﹫3.5m) 约30根完全破坏, 顶板下沉约3m, 车站断面变成M形, 中柱上端或下端混凝土剥落, 钢筋屈曲。在线路方向及垂直方向上, 轴向钢筋鼓出, 箍筋也有许多破坏的, 在侧墙的隅角部位也发生裂缝及变位但无显著破坏。

国内外学者根据地铁车站结构在阪神地震中出现的严重破坏进行了许多研究, 结果表明: (1) 中柱是地铁车站结构抗震的薄弱环节, 对其抗震性能的设计应引起重视;大开车站的中柱是由于水平和竖向地震作用下产生了较大内力, 从而导致了整个地下结构的破坏; (2) 直下型地震的强地面运动破坏作用对地铁车站的破坏很大; (3) 采用冲量理论分析竖向地震作用对中柱破坏的影响, 发现竖向地震动作用下地下结构所产生的内力比水平地震动作用下产生的内力还要大, 这能较好的解释中柱破坏的震害现象, 说明竖向地震作用对地铁车站结构的破坏有显著影响。

3 地铁车站震害机理分析

地铁车站震害形态的差异与地震强度、震源距、地震波的特性、地震力的作用方向、地质条件、车站结构与周围土体介质的相对刚度及施工方法、施工的难易程度等有密切关系。根据以往地下结构在地震时所表现的行为可知, 地震的主要或次要效应均可使车站结构遭受破坏。该效应包括两个方面:第一种效应是土体失稳, 指土体的变形、差异位移、震陷和液化。该类型的破坏多数发生在水文地质条件变化较大、断层破碎带、浅埋地段或车站结构刚度远大于周围土层刚度的土体介质中, 是目前公认的主要破坏形式。第二种效应是地震惯性力, 指强烈的地层运动在结构中所产生的惯性力所造成的破坏。该类型的破坏多数发生在浅埋或明挖的车站结构, 在这些地方地震惯性力的作用表现得比较明显。除此之外, 浅埋车站结构的地震破坏比深埋车站结构发生的频度和程度都要高很多, 因为在浅埋地段可能受到上述双重类型的破坏作用。

地震工程学院胡聿贤认为, 对于地下结构, 其抗震能力的重要问题在于土体的地震变形和结构对于这种变形的适应性。所以地铁车站抗震设计不但要求结构在静载和地震荷载作用下具有足够的强度, 而且能最大程度的吸收地震产生的变形。所以, 地铁结构的抗震设计原则应当考虑这种破坏作用, 使设计的结构应有足够的韧性以吸收地震所产生的相位衍生应力和强制变位, 同时又不损害其承受静载的能力。

4 地铁车站结构地震反应动力分析

目前, 我国地铁车站结构的抗震设计基本是参照GBJ11187《地铁工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB500112001《建筑抗震设计规范》采用地震系数法进行的。地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷, 比如按照地震系数法, 作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加, 这与实际情况明显不符。

强地震作用下, 地下结构与周围土体质可能呈现明显的非线性、弹塑性状态, 地下结构与土体之间的接触面还可能出现局部滑移、脱离等非连续变形现象, 因此, 一个合理的地下结构动力分析模型必须全面考虑四种非线性因素:结构材料非线性、土-结构动态接触非线性、近场地土非线性与远场地土非线性, 同时还应该合理考虑周围土体半无限性的影响。目前对包括钢筋混凝土等在内的结构材料非线性性质的研究相对成熟, 土-结构动态接触非线性的研究也已经取得了较大进展, 针对土体半无限性及远场地土特性的模拟问题已经发展了多种动力人工边界, 关于土的非线形问题 (尤其是动力非线形问题) 的研究更是发展出几十种动力非线形本构模型。目前虽然没有任何一个模型具有广泛的适用性, 但针对具体问题也不乏有合理而实用的选择。

对地铁车站结构来说, 周围土体特性对结构地震反应及破坏特征的影响显著。在地震作用过程中, 周围土体尤其是上覆土层的重力效应对结构地震反应会产生不容忽视的影响。如何合理的反映土体的静力效应及周围土体介质半无限性的影响是一个比较重要的问题。这一问题的解决涉及到动力人工边界及静力人工边界的合理确定和设置。目前已有的动力人工边界一般不适用于土-结构动力相互作用分析, 不能很好的反映地下结构周围土体的重力效应对非线形结构地震反应的影响。因而有必要发展一种对静力分析和动力分析均能适用的静-动力统一人工边界, 并提出直接在静-动力统一人工边界上实现地震波场的输入方法。基于静-动力统一人工边界建立一个可考虑上覆土层的重力效应、实现强地震作用有效输入、合理反映结构材料非线形、土-结构动接触非线形、近场地土非线形与远场地土非线形等影响因素的理论分析模型是完善地下结构静力分析及地震反应动力分析的合理途径。

5 结论

(1) 地铁车站作为城市轨道交通的重要组成部分, 也是易于遭受地震灾害的结构之一, 应纳入抗震设防的重要范畴。目前, 我国地铁车站结构的抗震设计方法并不完善。

(2) 竖向地震作用对地铁车站结构的破坏有显著影响, 中柱是地铁车站结构抗震的薄弱环节, 设计中应予以重视。

(3) 在强地震作用下, 地铁车站结构的土-结构动力非线形相互作用不可避免。车站结构地震反应动力分析模型的建立是需要解决的关键问题。

(4) 在车站抗震设计中, 按照不同的设计阶段来选用不同的设计方法是比较合适的。具体的, 在初步设计阶段, 抗震验算可应用静力法中的反应位移模型和地震惯性模型结合进行。而在施工图设计阶段, 则应用土-结构动力相互作用分析进行抗震验算。

总之, 重新具体评价地铁车站抗震安全性, 加强研究地铁车站的抗震性能, 对地铁车站抗震设计提出相应的建议和抗震措施, 对于城市地铁工程具有非常重要的意义。

参考文献

[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社, 1997.

[2]于翔.地铁建设中应充分考虑抗地震作用——阪神地震破坏的启示[J].铁道建筑技术, 2000. (6) :32-35.

地铁车站基坑支护设计 第8篇

1.1 工程地质概况

根据勘探和室内土工试验测试成果, 本站地基土按成因类型及物理力学指标的差异可划分为8个工程地质层, 其中3大层细分为5个亚层, 各岩土层按由上至下、由新至老的顺序分别为:①2素填土, ②1砂质粉土, ③1砂质粉土, ③2砂质粉土, ③3粉砂夹砂质粉土, ③4砂质粉土, ③6粘质粉土夹淤泥质粉质黏土, ⑥2淤泥质黏土以及⑧2粉质黏土。车站底板位于③3粉砂夹砂质粉土、③4砂质粉土层。本场地土类型为中软场地土, 结合覆盖层厚度, 判定该工程场地属Ⅲ类。土石可挖性分级为一级。场区的地下水, 主要有浅部粉 (砂) 性土层 (③层) 中的浅水和局部的砂土层⑿1的弱承压水, 浅水位埋深一般在1.20 m～4.00 m之间。深部承压水位于场地局部分布的⑿1中砂层中, 分布深度为40 m以下, 为弱承压水。浅水位和承压水位随季节、气候等因素而有所变化。

1.2 基坑的特点

(1) 本站基坑长为447 m, 最宽处为23.7 m, 标准段处为19.5 m, 深度为15.94 m～16.6 m, 盾构井处深17.59 m, 最宽处围护支撑中间应加临时立柱以增加支撑刚度。

(2) 工程地质条件差。该地区属于典型的软弱土层地区, 开挖深度范围内多为粉土、粉砂、粘质粉土及淤泥质粉质黏土。粉土层在动水压力下易产生流砂、管涌等现象, 淤泥质黏土呈流塑状, 具高压缩、高灵敏度, 有明显的触变、流变特性, 在动力作用下极易造成土体结构破坏, 使土体强度降低。

(3) 主体结构工程量大, 施工时间长, 因此基坑暴露时间长, 必须有合理的支护支撑结构才能确保基坑长期稳定。

(4) 站位北靠河渠, 南靠住宅小区, 周边场地环境相对较为复杂, 对基坑结构安全及变形控制要求严格。

1.3 支护形式的选择

本工程所处地层为饱和含水软土地层, 土层强度低, 地下水位高, 基坑深度深, 要求基坑围护结构既要有较大的刚度, 又能承受水土压力并有较理想的止水能力。可采用的围护结构形式有钻孔灌注桩加止水帷幕、咬合桩、地下连续墙等, 其经济、技术比较见表1。

车站标准段基坑深度15.94 m, 而地下水位埋深仅1.2 m左右。由于钻孔桩本身防水性能差, 桩间需要旋喷桩或搅拌桩止水, 采用跳桩施工时, 施工质量不易保证, 桩间易渗水。本站地下水位高, 根据该地区的地质条件看, 对止水帷幕施工要求高。钻孔咬合桩属新技术、新工艺和新工法, 施工精度要求高, 对混凝土配合比要求较高, 且需要专门的施工机具;施工工艺较复杂;同时咬合桩一般只适用于15 m以内基坑, 受国内施工设备的影响, 基坑深度大于15 m以上时, 造价相应提高。

地下连续墙刚度大, 对控制地表沉降与周边建筑管线变形有利;可为单层结构, 亦可与内衬墙组成叠合结构或重合结构共同受力。地下连续墙施工工艺成熟, 施工难度小, 防水效果好, 并且适用于较大的基坑深度;其施工工期比钻孔灌注桩加止水帷幕法减少1/3～1/2, 能有效控制工期。因此, 本站选用地下连续墙为围护结构。

标准段围护结构采用600 mm厚地下连续墙, 端头井段采用800 mm厚地下连续墙, 幅宽最大为6 m。支撑采用ϕ600 mmt=14 (16) mm钢管内支撑方案, 共设置了4道支撑和一道换撑, 支撑水平间距一般为3 m。第一、二道支撑壁厚14 mm, 其余支撑及端头井基坑支撑均壁厚为16 mm。

1.4 支撑轴力计算

地下墙围护结构的内力分析, 考虑沿车站纵向取单位长度按弹性地基梁理论, 并联按基坑开挖、支撑架设、回筑内部结构及拆除支撑的施工过程和完成后的使用阶段等工况进行内力计算。支护结构截面设计按内力包络图控制, 支撑轴力取各阶段计算的最大值。围护结构开挖阶段计算时, 必须计入结构的先期位移值以及支撑的变形, 按“先变形, 后支撑”的原则进行结构分析。

计算工况一:标准段基坑。墙厚600 mm, 基坑开挖宽度19.5 m, 基坑深度15.94 m, 连续墙嵌固深度12 m, 支撑间距3 m, 地面超载20 kPa。

计算工况二:端头井基坑。墙厚800 mm, 基坑开挖宽度23.7 m, 基坑深度17.59 m, 连续墙嵌固深度14 m, 支撑间距3 m, 地面超载30 kPa。

根据计算, 本站基坑各道支撑的设计轴力见表2。

根据表2分析可知, 标准段基坑支撑长度为19.5 m, 最大支撑轴力在第三道支撑处为2299.96 kN;端头井基坑支撑长度为23.7 m, 最大支撑轴力在第三道支撑处为2740.67 kN。因此, 支撑稳定性分析均围绕这两道支撑展开。

2 支撑稳定性分析

2.1 标准段基坑

单向压弯构件的整体失稳分为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况分别计算。

2.1.1 弯矩作用平面内的稳定性

支撑主要发生弯曲失稳, 其计算公式为

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各参数的取值如下:计算构件内最大弯矩kNM=111.2 kNm;毛截面面积A=29 807.43 mm2;稳定系数ϕx=0.6914;等效弯矩系数βmx=1.0;欧拉力N′Ex=7 010.69 kN。经计算, 弯矩作用平面内支撑最大应力σ=156.94 N/mm2

2.1.2 弯矩作用平面外的稳定性

支撑主要发生弯曲扭转失稳, 其计算公式为

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各参数的取值如下:稳定系数ϕy=0.6914;等效弯矩系数βtx截面影响系数η=0.7;整体稳定系数ϕb=1.0。经计算, 弯矩作用平面外支撑最大应力σ=144.57 N/mm2

2.2 端头井基坑

(1) 弯矩作用平面内的稳定性端头井基坑弯矩作用平面内的支撑各参数为:计算构件段内最大弯矩M1x=164.30kNm;毛截面面积A=2 9807.43 mm2;塑性系数Ɣx=1.15;稳定系数ϕx=0.5412;截面模量W1x=4.306106 mm3。经计算, 弯矩作用平面内支撑最大应力σ=231.59 N/mm2>f=215 N/mm2, 不满足稳定性要求。

(2) 弯矩作用平面外的稳定性经计算, 弯矩作用平面外钢支撑最大计算应力为:σ=196.62 N/mm2

2.3 支撑不稳定处理措施

由上述可知:标准段基坑支撑稳定性满足要求;端头井基坑弯矩作用平面外稳定性满足要求, 弯矩作用平面内稳定性不满足要求。因此, 设计采用设置临时立柱桩措施, 通过增加中间支撑点, 减小支撑跨度, 以达到满足支撑稳定性要求。根据以上分析, 只需验算弯矩作用平面内稳定性即可。

此时, 支撑为双跨结构, l=11.85 m, q=4.34 kN/m, 最大弯矩Mx=35.2 kNm;ix=209.73 mm, lx=11.85 m, 则λx=lx/ix=56.50。根据《钢结构设计规范》附录C, λn=0.607 4, 则ϕx=0.895 3。

经计算, 弯矩作用平面内支撑最大应力σ=110.75 N/mm2

3 结论与建议

(1) 根据计算, 在该地区粉砂、粉土及淤泥质粉质黏土等软弱地层, 对应表2中标准段和端头井段最大支撑轴力时, 本文中所选用的支撑截面参数及立柱措施是合理的, 支撑体系是有效的、安全的。

(2) 基坑工程中, 支撑计算模型的建立应综合考虑计算长度、构件与支护结构的连接及施工过程中其它因素 (如施工活载、日常监测等) 对支撑稳定性的影响, 因此, 支撑计算是较为复杂的, 不能简单地按实腹式轴心受力构件考虑。

(3) 由上述分析可知, 增大i值可提高支撑杆件的稳定性。另外, 当杆件在各纵向平面内的约束情况相同时, 应采用使各个方向的惯性矩相同的截面, 如圆形截面和方形截面。当压杆在两个主惯性平面内的约束情况不相同时, 应采用两个方向惯性矩不同的截面, 如矩形截面和工字形截面等, 以与相应的约束情况配合, 从而保证两个主惯性平面内的柔度相同。

城市地铁车站结构设计 第9篇

关键词：地铁车站,结构设计,结构计算,工况法,SAP84

地铁车站作为城市轨道交通枢纽站点、地面客流的集散点, 联系着地面与地下的客运功能, 其安全稳定是最为重要的。同时, 地铁车站造价相对较高, 因此, 如何做好经济上的合理和结构上的安全可靠是非常重要的。结合现有的水文地质资料, 通过数值模拟计算, 探讨了如何合理地进行结构设计以及后期的施工对整个地铁工程将有重要的影响。

1 工程概况

本车站位于上海市浦东新区, 呈南北向布置, 总长207.5m, 标准段宽36m, 最宽处达43.8m, 带有“站后折返线”是三柱四跨两层地下二层侧式站台车站, 标准断覆土3m。

2 水文地质概况

经勘察, 拟建场地60m 深度范围内土层由第四系全新统至上更新统沉积地层组成, 按成因类型、土层结构及其性状特征共划分为7层。局部受古河道切割影响, 第⑥层缺失, 第⑦1 层变薄或缺失, 古河道内沉积有⑤3、⑤4 层土。场地处于滨海平原, 地形较为平坦, 区域地质构造较稳定, 不存在有直接危害的不良地质作用, 属稳定场地。

场地浅部地下水属潜水类型, 稳定水位埋深为0.4～1.3m, 常年平均地下水位埋深为0.50～0.70m。

场地内承压水分布于⑦1 砂质粉土层和⑦2 粉细砂层中。⑦层为上海地区第一承压含水层, 顶板标高为-24.91～-32.61m, 场地内第一承压水水头埋深约为地表下3.0～11.0m, 并呈幅度不等的周期性变化。

该场地的水文地质情况见图1, 各土层的物理参数和岩土物理力学指标建议值见表1和表2。

3 结构设计及施工方法探讨

地铁车站的主要施工方法有明挖法、盖挖法以及暗挖法施工。目前国内外最主要的施工方法采用明挖法施工, 本车站主体及站后折返线均采用明挖法施工。主要结构尺寸的拟定是在满足建筑限界和建筑设计的基础上、考虑施工误差, 测量误差、结构变形及后期沉降等因素, 根据地质和水文资料, 车站埋深, 结构类型, 施工方法等条件经过计算确定, 见表3。

车站为地下二层四跨框架明挖结构, 主体结构均为钢筋混凝土框架型式, 由边墙、立柱、梁板组成结构体系, 顶板、中板承受竖向荷载, 通过纵向主梁下的柱子和边墙将荷载传递到底梁和底板。

4 结构合理性优化分析研究

地铁车站结构必须由安全、经济的施工方法选定合理的结构型式, 一般车站为长条形地下多层多跨框架结构, 纵向为连续多跨梁板结构。

长条形钢筋混凝土框架结构车站, 沿车站纵向取单位长度按底板支承在有限弹性地基上的平面框架进行分析, 并计入立柱和楼板的压缩变形、斜托的影响, 按地层与结构共同受力模式进行计算。

结构计算运用SAP84有限元结构分析程序, 采用工况法, 按施工工艺要求确定相应的计算工况, 如图2所示。围护结构应分别计算施工阶段 (模拟基坑开挖过程的受力状况) 和使用阶段 (与内衬共同受力) 的结构内力;车站主体结构按回筑施工和使用工况分别计算各阶段内力后, 进行最不利内力组合, 得内力包络图, 如图3和图4所示。

4.1 内力计算结果见图3～4

从弯矩包罗图中可以得出以下结论, 车站主体结构标准段底板弯矩主要是由工况一 (浇筑底板) 和工况八 (顶板覆土回灌地下水) 控制, 结构顶板的内力主要受水土压力作用的影响, 结构中板内力受工况六的控制, 也就是拆除第四道支撑的时候, 结构中板的弯矩会增大, 而侧墙的弯矩会在拆除支撑的时候有突变, 同时考虑内衬墙和地下连续墙组成叠合墙, 共同承担受力和变形。

4.2 车站标准段内力设计值见表4

5 结束语

根据结构计算内力值, 除按强度进行截面配筋计算外, 还须按最大裂缝宽度控制0.3mm的要求进行验算, 以确定各截面的配筋。计算结果表明结构构件配筋除个别构件截面由强度控制外, 其余均由裂缝宽度控制。其配筋率基本上控制在经济配筋率范围内, 构件尺寸是合理、经济的。

计算分析表明, 由于结构周边土体的约束作用, 地震力、人防设防荷载对地下结构绝大部分构件和位置为非控制因素, 仅需按抗震、人防要求, 进行构造措施处理。

本文所介绍的地铁车站结构设计计算方法, 能够应用于工程实际, 从而节省成本, 提高设计效率。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]GB50157-2003地铁设计规范[S].

[3]王良, 惠丽萍.北京西客站地铁车站结构设计[J].铁道标准设计, 1995, (3) .

[4]丁瑞元, 周建非.调查.分析.建议——上海地铁车站调研有感[J].地下工程与隧道, 2000, (2) .

[5]庄荣.城市地铁车站设计[J].时代建筑, 2000, (4) .

地铁车站建筑设计研究 第10篇

一、地铁车站设计的现状

(一) 缺失车站细部设计以及平面功能的研究

车站的布置形式与乘客具有着紧密的联系, 需要更好的对为人服务以及以人为本的理念进行体现。唯有充分的把细部设计和平面功能设计结合起来, 才可以确保车站可以方便人们进行使用。例如, 有的地铁站并没有设置供乘客使用的洗手间以及卫生间, 这就为乘客带来了很大的不便, 所以应该足够的对平面设计进行重视。

(二) 缺乏可持续发展的重视

地铁的设计与建设是完全对应的, 不能深入的对线路之间以及其他交通设施间的换乘进行研究。所以, 在进行设计的过程中需要就此问题进行深入的研究。尤其是地铁换乘过程中的车站建筑设计。例如, 上海轨道交通的二号线与一号线的换乘站人民广场站, 因为两条线路是分阶段进行施工设计的, 所以在设计的过程中并没有对未来的发展趋势进行考虑, 就导致出现了换乘不合理以及通道较长的情况。

二、地铁车站设计需要遵守的原则

(一) 实用性

地铁车站作为一种人流相对集中的建筑, 在进行设计的过程中一定要有序的对人流出站与进站进行组织, 并对换乘的便捷进行考虑, 还需要满足客流高峰过程中所需的通道以及楼梯宽度等需求, 还需要确保扶梯位置可以均匀的对客流进行疏导。与此同时, 还需要具备足够的管理机房以及设备用房, 从而使车站设备的运行管理、运输以及布置等得到满足。

(二) 安全性

因为地铁车站往往处在广场附近以及城市道路地下, 在对地铁进行建造的过程中, 既需要确保工程结构自身的可靠性与安全性, 还需要确保地面周围建造物的可靠性与安全性, 避免出现危机他人生命财产安全的现象发生。在进行建筑设计的过程中, 尤其是对地铁车站建筑进行设计时, 一定要确保人们的安全, 例如, 需要设置足够的照明设备来使人们的不安心理得到削弱;设置防灾设施以及指示标牌;设置足够宽度的疏散通道以及楼梯, 以免出现紧急事件时能够安全的撤离等。

(三) 识别性

城市轨道交通可以说是一种快速定时的公共交通, 其具有着较强的站间运行速度, 其发车以及进站的间隔也很短, 所以所有的车辆线路都一定要具备明显的标志与特征, 避免旅客出现错站以及误乘的现象。例如, 车站使用不同的色带对不同的线路进行标示, 车站需要具备不同的装修色调以及装修风格, 还需要具备特殊的造型, 从而让乘客能够快速的发现信息, 并正确的做出判断, 还需要把指示标牌清晰的设置在显眼位置, 从而引导乘客能够找到正确的方向。

三、地铁车站平面设计

车站建筑平面按照不同的车站股道布设有无道岔、车站坡度方向、客流量、相邻区间工法、变电所组合以及站台形式等因素, 选择不同的布设形式。例如, 地下站台单层侧式车站, 与所在站位的城市建设规划等相结合, 不仅可以当作地下集散厅, 还可以当作地面集散厅, 而关键的设施管理用房一般在地下进行设置, 还可以按照实际情况, 把变电所设在地面。而地下站台双层岛式侧式车站, 往往是把地下一层当做站厅层, 而通常在两端对设备管理用房进行布置, 在中部对公共区进行布置;而地下二层当作站台层, 并在有效站台两端对设备管理用房进行有效的布置。有些情况下还需要按照所处站位的物业开发以及规划等需求, 把办公楼以及商用楼建在车站上方, 而在此情况下, 可以允许站厅层露出地面, 从而使乘客乘降高度有效的减少, 并便于乘客集散, 还能够有效的使工程造价得到降低。除此之外, 还可以在车站上方规划横向穿行的道路, 但是需要在道路下方预留出一定的深度进行埋管, 而增加车站埋深则会产生大量的浪费, 在此情况下, 需要把车站建成一端两层, 其余一端单层, 也就是规划道路的下面建成单层, 这样的话就只可以在站厅层的牟一端对设备管理用房进行设置。在进行车站平面布置时应该注意下面几个的问题:第一, 车站平面布局与行车要求以及结构施工工艺是否符合, 例如, 道岔、过站、掉头以及限界等。第二, 地铁行车线路是否会影响建筑边界, 需要对缓和曲线、渡线以及折返线进站时对车站限界具备的要求进行了解, 以此保证地铁的行车安全。第三, 需要足够的对地铁站客流组织情况进行重视, 并充分的对售票机以及进出站闸机的布置方式进行考虑, 避免出现客流流线交叉的现象。

结语

地铁车站设计方案构思作为地铁设计过程中关键的环节, 在对其进行设计构思时, 一定要充分的对工程地质情况、技术要求、相关国家规范、工程周边情况以及相关地方规范进行了解和掌握。当对地铁车站进行构思的过程中, 需要对周边各限制条件充分考虑, 并结合业主、相关系统以及专家的意见对其进行完善与修改, 尽可能的防止等到建成以后才知道车站功能以及运营情况的不完善所带来的不利影响。所以, 在对车站方案进行确定时, 一定要选择多个方案进行比较, 严格的进行审查, 并根据客观规律以及自身存在的特征进行设计。

摘要：地铁被归属于城市交通轨道系统范畴中, 其是一种现代城市所拥有的公共的、高效的交通工具, 其主要指的是高架以及城市地下穿行的交通轨道。本文主要对地铁车站设计过程中存在的问题进行了简单的阐述, 对地铁车站设计过程中需要遵守的原则进行了分析, 并对地铁车站设计平面布置的手段进行了介绍。

关键词：地铁车站,建筑设计,轨道交通,研究

参考文献

[1]宋玉香, 贾晓云, 朱永全.地铁隧道复合式结构可靠度简化分析方法研究[A].第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C].2007.

地铁车站装修设计分析 第11篇

关键词：施工机械作业 风险分析 风险应对

中图分类号：U231文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0116-02

近年来，随着我国城市化进程的不断加快，交通问题成为城市发展的瓶颈因素。为改善此问题，城市地铁以其速度快、空间要求低等特点成为较好选择。与此同时，地铁工程施工阶段的安全问题也成为了各界普遍关注的焦点。由于地铁车站施工使用的机械技术复杂、种类繁多，设备流动性也很大，机械设备的使用过程中本身就蕴含有巨大的安全风险，加之国内地铁建设中经常面临工期紧张、资源投入强度大的情况，很容易导致在地铁车站施工中发生与机械设备有关的安全事故，现场的风险管理人员应当在掌握地铁车站施工方法的基础上，结合地铁车站施工机械作业安全风险因素分析，进行恰当地评价、跟踪和应对。

1 地铁车站施工方法

在地铁车站工程的施工中，土建工程费用一般要占到总造价的40%～70%。其中，施工方法的选择对工程的造价、工期、质量和安全具有很大的影响。

在地铁车站施工中，常用的施工方法有明挖法、盖挖逆筑法和浅埋暗挖法。其中，采取支护结构的明挖法施工应用得最普遍，这种方法具有技术简单、经济合理的优点，但是也具有各类机械交互作业、环境复杂，风险较大的不足，因此在整个施工过程中，需要对机械作业安全进行重点控制。

2 地铁车站施工机械作业安全风险分析

根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》中相关内容的规定，考虑到生产过程中危险和有害因素和机械作业过程的细节，可以将地铁施工机械作业的风险因素分为人员、机械、环境和管理四个方面。

2.1 人员操作因素

在施工机械作业中操作不当所导致的危害，主要分为人的生理和心理因素和风险（比如健康状况异常、负荷超限、心理异常、从事禁忌作业等），还有各种操作行为因素和风险（比如操作错误、指挥错误和监护失误）这两方面。由于人员操作不当或者异常身心。

2.2 机械本体因素

有物理性危险和有害因素（含设备、附件缺陷、设施、工具、防护缺陷，振动伤害和信号缺陷）等，由于机械本身所带来的危害。

2.3 环境条件因素

环境条件时作业的外部条件，对于作业安全也有着重要的影响，特别是当作业环境处于潮湿、高温、低温、黑暗等不利条件时。由于室外作业场地环境不良（含恶劣气候与环境，作业场地狭窄，作业场地杂乱，作业场地和交通设施湿滑，作业场地安全通道缺陷，作业场地光照不良，作业场地不平，建筑物和其他结构缺陷，作业场地基础下沉，作业场地空气不良等），及地下（和水下）作业环境不良（含隧道顶面缺陷、地下作业面空气不良、隧道正面或侧壁缺陷等）等原因导致的施工机械作业风险事件。

2.4 管理制度因素

管理制度方面的风险因素主要指安全卫生组织机构的不健全、安全卫生投入较低、职业健康管理不完善，相关的安全卫生责任制没有得到彻底落实，同时，安全卫生的相关规章制度不够完善等引起的在施工机械作业过程中出现风险事件。

3 作业安全风险管理对策分析

3.1 进行恰当的作业安全风险现状评价

在系统的生产运行阶段中，安全风险现状的评价指的是，对系统的整体运行状况进行调查和分析，对系统运行中存在的危险有害因素运用系统安全工程的方法进行辨识、评价并提出安全对策措施。地铁车站施工机械作业过程的安全风险现状评价的目的是为地铁车站施工安全风险管理提供支撑。

通过对地铁车站施工过程中机械作业安全风险的各种因素、条件和动态进行实施跟踪检查分析和评价，将日常的安全检查和作业风险检查纳入到地铁工程建设安全管理保障体系中去，建立起以项目经理负责制为基础的施工机械安全风险评价体系。

3.2 细化安全风险检查

施工机械现场作业的风险检查是风险管理的必要步驟。作为动态管理的一部分，风险检查有助于查找现场存在的不足、整理出需要改进和注意的方面，并持续地提升作业和管理绩效。根据地铁工程的建设进度，安全检查应当确定安全检查的频率和细化安全检查人员的职责两方面的检查制度。

（1）安全检查频率

检查频率涉及到在怎样的情况下或者在一定时期内以多高的频率进行安全检查。主要有两种类型：一是定期检查，指的是为确保项目的机械作业安全风险，要定期检查，最好是每周一次的检查频率，对施工作业的本体和其周围的施工环境进行安全风险的检查和评估，并进行相应的检查记录和评分。二是作业监控检查，它指的是在机械作业的过程中，要安排监控安全的管理人员对施工机械的本体，施工人员以及施工管理制度等方面进行安全风险的检查记录和评估。

（2）安全检查人员职责

管理制度需要具体的人员进行落实，特别是项目经理和相关的安全监控人员，更是具有重要的安全职责，对这些职责细化和落实，将是决定地铁车站施工机械作业安全风险管理质量的根本因素。

项目经理在安全风险管理方面的主要职责有：一是负责项目全面的安全风险检查工作，二是根据施工进度对施工过程中的施工小组的安全风险检查及人员的要求，对安全风险检查的情况的实施都要进行及时的跟踪了解，同时，也要对安全检查过程中出现的各种问题及时恰当的处理和分析。

而作为专职安全管理人员，安全监控人员的主要职责有：一是根据项目所需的安排要求，对所施工段和施工作要进行全方面的跟踪和调查，二是对安全风险进行检查和评分，建立考核和评价体系。作为技术基础，安全监控人员需要掌握必要的安全技术知识，对地铁施工作业现场的安全检查项目条款要非常清楚。在现场巡视和在与工作人员的沟通过程中，掌握现场的情况，存在的问题和潜在的隐患等，根据规范要求进行记录和评分，对违规情况要及时上报。

3.3 严格执行规范建立现场规章制度

施工过程中所使用的机械设备必须按照作业标准严格执行，对于现场机械的管理也需要制定有效的管理细则：（1）现场施工机械设备需要有专职人员管理，并负责到底。（2）除了技术人员之外，施工现场应当有相关的机械设备管理制度和与安全安全管理职责、安全技术交底、交接班等有关的规章制度。（3）不得使机械设备电气设备和施工机具带病运转。

3.4 完善技术档案

对建筑机械在现场的进出情况进行动态跟踪，并注意收集施工过程中的安全管理数据和资料，及时设立和完善技术档案。通过技术档案能够快速了解现场的施工状态，方便安全检查，也有利于安全管理目标的核查和实现。通过落实岗位安全生产责任，细化技术档案的管理，真正地量化管理绩效。

3.5 加强人员培训坚持持证上岗

在人员培训中，应当把握好操作人员的准入关，将三级安全教育工作做到位；制定相应的安全生产知识和操作手册，要做到每个操作人员人手一份；对机械的操作和维修人员，应当着力提高操作人员的设备危险性意识和处理事故的能力以及安全操作技能和预防事故发生的实际能力，防止风险事故的发生。

4 结语

在地铁车站工程施工中，施工机械的安全作业时是影响工程整体安全风险的重要因素。地铁车站施工机械作业特性决定了现场管理的复杂性。在施工机械作业的安全管理中，可采取加强检查、日常巡视和人员培训等措施进行恰当应对。

参考文献

[1]徐建中.地铁施工机械设备的安全管理浅议[J].建筑机械化，2012（8）.

[2]刘静.地铁车站施工中机械设备安全施工的管理[J].工程建设与设计，2013（10）.

[3]张素珍.关于施工企业安全管理措施的重要性[J].土木建筑教育改革理论与实践，2012（10）.

明挖地铁车站结构设计 第12篇

地铁车站联系着地面与地下的客运功能,其安全稳定最为重要。但由于地铁车站的结构造价相对较高,因此,如何做到经济上的合理和结构上的安全可靠是非常重要的。

1 结构计算模型简化

根据结构的实际工作条件,并反映结构与周围地层的相互作用,按底板作用在弹性地基上的平面闭合框架结构进行计算。底板与地层的作用采用一组土弹簧进行模拟,如果弹簧反力超过地基承载力,则取消相应弹簧并用最大地基反力代替。为了反映土体的非线性特性,支承链杆的等效刚度可采用最简单的理想弹塑性模式(当反力R≤R0时,支承链杆刚度为常数K;当R>R0时,K=0。其中,R0为地基的极限承载力)。当覆土厚度沿线路纵向有较大变化、结构上部直接建有建筑物或底板坐落地层有显著差异时,应考虑进行空间结构分析。

考虑水反力时,如果弹簧受拉则取消底板受拉弹簧以水反力代替。计算侧向压力时按水土分算考虑,即浮容重土压作用在围护结构上,静水压作用在主体结构上。

地下结构承受的水压力不仅受水位影响,还受水压力折减因数的影响[1]。主体结构计算要特别注意水位的选择(使用阶段工况:水位一般取抗浮水位,当抗浮水位在地面以上时,可取地面),活荷载的选取(特别是盾构始发、吊出井位置)。

围护结构参与主体结构计算时,考虑围护结构是临时结构,设计年限不是100年,需对围护结构的刚度进行折减。笔者对主体结构计算不考虑围护桩、考虑围护桩和考虑刚度折减0.5围护桩进行分析比较:考虑围护桩和考虑刚度折减0.5围护桩弯矩相差均在5%左右,总的来说折减系数越小,主体结构构件弯矩越大,不考虑围护桩弯矩最大;不考虑围护桩主体结构在底板角部、侧墙支座、跨中、底角处弯矩较大,主要是围护桩与侧墙协同工作分担一部分力。根据工程经验在计算主体结构考虑围护结构刚度折减0.5比较接近实际受力情况。主体结构建模计算中柱按等效面积输入高度(如中柱为700 mm×1 200 mm矩形柱,纵向柱距为8.5 m,按等效面积原则计算的墙厚度为700×1 200/8 500=98.8 mm),宽度取1 m板带。

2 结构设计

2.1 设计易忽略的问题

在车站渡线段设计中,若两条线路坡度不同,但建筑专业只提供了一条线的纵剖,建筑横剖也未反映线路坡度的变化。结构人员考虑不仔细,造成设计出现错误。

盾构井盾构出入洞边墙预留钢环位置因盾构中心线与轨道的相对关系标注不明确,造成钢环安装的高度与实际要求的高度有误差(对轨道的标高与盾构端面的关系没有足够的重视),待盾构准备进洞时才发现问题。盾构过站应注意限界要求,横梁是否侵入盾构机过站净高的要求,是否影响盾构机过站施工(尤其是防淹门、人防门的横梁,一般较高,设计应注意)。当横梁侵入盾构机过站净高,应减少横梁高度,梁高度不能减少时,横梁需要进行二次浇筑。

2.2 设计与施工的结合

以基坑设计为例,支撑的布置是很有讲究的。竖向支撑过密或者上下支撑不对齐会影响土方的水平运输;靠近基坑底面的基坑应考虑垫层、底板厚度、斜拖以及支撑牛腿的高度,有围檩的支撑体系应考虑墙体支撑的位置不影响墙体竖向钢筋的搭接。纵向支撑的布置还应该考虑与主体结构的关系,为确保接缝各工序施工质量及操作空间,支撑架设在主体结构各层梁板的上方净距:焊接或机械连接(Ⅱ级接头)不小于1.4 m,机械连接(Ⅰ级接头)不小于0.5 m。

水平支撑过密会影响土方垂直运输;对于较宽的基坑,水平支撑的方向布置也很有讲究。当基坑周围环境比较复杂的时候(单方向开挖),设置支撑除考虑基坑的安全外,施工开挖的方向也是设计考虑的因素之一。一般土方的运输方向应与支撑布置方向垂直,因此设计中应特别注意。

2.3 设计应考虑的细节

对于覆土较浅的车站结构计算,地下1层侧墙、顶板及中板按纯弯构件计算;地下2层、3层侧墙、底板和3层以上车站中板属小偏压构件,应按压弯构件进行配筋计算,按纯弯构件验算,以保证构件的安全。板和侧墙配筋计算考虑支座处设置的腋角和刚域作用;梁、板和侧墙计算配筋面积取按基本组合计算强度配筋和准永久组合计算裂缝配筋二者较大值;盾构井底板、侧墙支座处剪力较大,如需配置抗剪钢筋,宜采用封闭箍筋。

中板开洞较大时应建立平面模型核算横梁与中纵梁交接处弯矩和剪力是否满足,并加强该处侧墙抗弯、抗剪能力及该处楼板配筋。中板扶梯开洞处可设置变截面梁,计算配筋可按明梁为挑梁来计算,不考虑暗梁的作用,单柱结构扶梯孔洞尽量对称设置,避免产生过大扭矩。对集中荷载较大的情况,分布钢筋的截面面积应适当增加。

纵向肋梁是影响梁板结构内力的主要部位,纵梁刚度的增加将引起柱上板带弯矩向跨中板带转移,当梁板刚度比达到某一个定值后,这种变化慢慢会稳定下来,在一种柱跨与板厚结构条件下,必有一个最佳梁板刚度比与之对应,板中剪力分布亦同弯矩一样,随纵梁刚度变化发生新的分布规律。

3 施工图设计

1)车站主体结构一般不宜设置后浇带(有明确要求除外),设计文件中一般不宜交代跳段施工。

2)顶纵梁尽量不要上翻或部分上翻;底纵梁尽量不要下翻(多与相关专业沟通);中纵梁错台底面和底纵梁错台顶面应设在柱外侧(伸过柱),便于纵梁钢筋锚入柱内。

3)主次梁交接处箍筋加密,并且次梁断面也要加箍筋,如图1所示,因为地铁中次梁的宽度较宽。

4)折梁尽量不要上翻或下翻,要用板的混凝土来抵抗折梁产生的合力。如必须上翻或下翻,应多于一跨柱距开始翻折。配筋大样图见图2。

5)顶板边支座非侧墙而是通道、风道开孔时,由于侧墙开孔导致顶板在边支座处的支座条件弱化,不能达到固端支座的条件,此时在该边支座处附加钢筋无益,应考虑将邻近跨中进行加强;主体结构与通道、风道接口处暗梁受扭转作用,暗梁箍筋适当加大并全长加密。

6)当洞口开到墙边或离墙很近时,悬挑板的箍筋应做成封闭箍筋来抵抗水平力。

7)顶板外侧钢筋不宜伸入边墙作为边墙附加钢筋,边墙外侧钢筋不宜伸入底板作为底板附加钢筋,施工较困难。

8)楼扶梯孔边梁设置不能影响楼扶梯净空。楼扶梯柱设置不能影响公共区使用功能。

9)扶梯吊环设计:构造要求、受力检算。扶梯吊环不能设置在两根近距离梁之间,吊环方向与扶梯运行方向一致。

10)注意轨顶风道结构找坡(主要用于排水),板厚度渐变。

4结语

本文是笔者对地铁结构设计与配合施工工作中接触到的一些问题的思考与总结,希望对地铁车站设计有借鉴作用。

参考文献

[1]徐小君.地下工程结构外水压力折减分析研究[J].山西建筑,2005,31(3):28.

[2]GB50157-2003,地铁设计规范[S].

[3]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].

[4]刘国彬,王卫东.基础工程手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2009.