地铁车站结构设计开题报告(共11页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上北京交通大学毕业设计（论文）开题报告课题名称：北京地铁8号线洞桩法车站结构设计学生姓名： 吴宇博 系 别： 土木建筑工程学院 学 号： 指导教师： 王秀英 北京交通大学毕业设计(论文)开题报告题 目北京地铁8号线洞桩法车站结构设计选题类型结构设计一、选题依据（1）地铁简介地下铁道，简称地铁。为了减少大城市地面交通拥挤而在地下修建的一种专门铁道。地下铁道一般都用电力机车牵引，以减少废气、噪声污染。地下铁道的线路一般都采用混凝土灌注的整体道床，以减少维修工作的困难。同时道床较薄，无需更高的净空高度，土石方工程量也随之减少。地下温差小，地铁一般采用无缝线路。地铁车站一般都装饰的较华丽，有供旅客活动得足够面积和上到地面的阶梯。地铁主要是由线路、列车、车站等组成的交通体系。此外还有供电、通信、信号、通风、照明、排水等系统。地铁线路由路基与轨道构成，轨道与铁路轨道基本相同，它一般采取较重型的钢轨地铁列车均采用由电力动车组成的动车组。地铁车站是列车到发和乘客集散的场所，一般建在客流量较大的集散地。地铁车站按站台形式可以分为三类：岛式站台车站，站台位于两条线路之间。可以调节上下行不均衡的客流，充分利用站台面积，便于管理，应用比较广泛。侧式站台车站，站台位于两条线路外侧，须分别设置两个站台。混合式车站，一个车站内既有岛式站台，又有侧式站台，它们之间用天桥或地道相连，仅为多线车站所使用。地铁行车信号采用轨道电路自动闭塞信号和电气集中设备，地铁运营的基本要求是快速、准确、安全、舒适、有秩序的运送乘客。（2）国内外研究现状世界上第一条地铁于1863年诞生于英国首都伦敦。19世纪末，相继有芝加哥、布达佩斯、格拉斯哥、维也纳和巴黎5座城市修建地铁。20世纪上半叶，柏林、纽约、东京、莫斯科等12座城市也先后修建地铁。20世纪80年代中期，全世界地铁运营里程总计超过3000千米。中国于1965年开始修建北京地下铁道。天津和上海也分别于70年代初和80年代初开始修建地铁。 我国地铁现状我国地铁建设事业起步较晚，20世纪60年代，北京市采用浅埋开挖法修建地下铁道，于1969年1月建成我国第一条铁路线路，即北京地铁一号线，全长23.6km。1976年建成地铁2号线，全长18.4km。1999年9月又建成地铁复8线，全长13.5km。从1965年开始建设，北京地下铁道线已达到55.5km，共计车站41座，年平均建设仅1.6km，发展速度很慢。1980年中国执行改革开放政策，部分大城市为了改善城市交通状况，策划了城市轨道交通系统。天津、上海、广州先后都修建了地下铁道，至2000末，我国地下运营里程达到143.4km。其中前15个城市的规划总长度为2500km。另外还有一些大城市已提出目标，未来轨道交通承担的客运量要占全市客运量的30%40%。我国城市轨道交通发展的前景是宏大的。中国人口众多，目前百万人以上大城市有36座之多，50万到100万人口间的大城市有43座。当前中国有很多大城市为了改善城市交通问题，都纷纷策划修建大、中运量的地铁或轻轨交通项目。近10多年来已有20多座城市包括北京、上海、广州、南京、重庆、大连、鞍山、青岛、武汉、天津、成都、长春、深圳、沈阳、苏州、杭州、兰州、昆明、西安和济南等都编制了本地的各大城市对市内繁忙的客运通道上建设轨道交通已形成普遍的认识。经过近这么多年的实践和认证，从中央到地方都一致认为发展城市轨道交通是解决中国大城市交通堵塞的主要途径。 国外地铁简介 国外一些大城市的地铁车站已使用上了自动检票机。自动检票机是与自动售票机连动的一种装置。而且普遍采用计算机调度控制列车，而且能够对列车的位置进行检查测量，自动进行列车间隔控制。现代的地铁列车采用列车运行自动控制系统包括列车自动监控、自动保护和自动驾驶三个子系统，可以实现安全、准确、高效的运行。无人驾驶地铁新线在巴黎已投入运营，它的自动控制新技术引起了很多国家地铁部门的兴趣。这套全自动地铁系统由中央控制室的电脑控制，控制室通过光缆与各站台地下的固定自动驾驶室和信号器连接，再通过轨道与车载自动驾驶器相连。同时，安装在站台里、车厢内的监视器对车站、列车、车厢进行监视，各个车站售票处设有显示行车图的显示屏，乘客可以直观看到监视器传送的图像。另外，巴黎地铁经过100多年的发展，如今车站无人值班，每个车站仅设一个售票窗口。（2）生产需求状况当中国经济进入高速发展的时代，多种经济繁荣下的产物都接踵而至。从我国城市交通的发展历程看, 始于八十年代初的交通紧张过程到中期达到了高峰。八十年代初, 随着四个现代化建设和经济改革的开始, 处于工业化初期经济上升阶段的我国, 由于交通需求剧增和交通设施供应水平低下的矛盾日渐尖锐, 从而揭开了我国大城市交通全面紧张的序幕,到八十年代中期以公交“ 乘车难”为主要特征的这一过程达到了高峰。从理论上讲, 我们可以将这一阶段作为我国城市交通发展史上大城市交通紧张的初生期。这一时期, 不仅使我国四个现代化建设, 特别是经济改革受到了交通紧张的影响, 使广大城市居民, 尤其是职工受到了交通紧张的冲击, 而且也引起了国家、政府对这一问题的关注和重视。如各大城市纷纷出台的对公共交通增加投资、调整票价以及亏损补贴政策等； 北京、天津等大城市相继集中投资进行包括不同型式立交在内的现代化道路交通设施建设, 以及出现筹备建设轻轨、地铁的热潮。经过这些年的努力, 尽管过去的欠帐并未能完全还清, 但在各大城市则都不同程度地收到了效益, 交通紧张的状况得到了缓解。由此可知，加快建设城市轨道交通多么重要。（3）发展中存在的主要问题 从国内外的实际情况看，城市轨道交通对解决城市公共交通、城际间交通问题具有不可替代的作用，且社会效益巨大。但从2002年起，工程造价过高的问题越来越引起政府决策部门和有关咨询单位的高度重视，已经成为制约我国城市轨道交通发展的重要问题之一。 回顾20世纪90年代，我国在广州、上海和北京建成的3条地铁线，综合平均造价57亿元/km，与国外相比，我国建材和劳动力价格均低于较发达国家和地区，但是我国的轨道交通工程造价却远比其他国家和地区高出很多。     由于我国城市轨道交通造价过高，形成了多数城市需要城市轨道交通，想建城市轨道交通，但又在经济上负担不起的局面。我国有百万以上人口的城市34座，其中超过200万人口的大城市有11座，规划修建2200km轨道交通线，若按照单位公里实际造价5.5亿元人民币估算，需要建设资金12100亿元，这对我国目前仍处于财政收入总量有限、投资主体相对单一及各方面建设资金缺口很大的状况来说，是无法承受和长期支持的，可以说，巨额的建设资金投入，已成为城市轨道交通事业发展的一个主要障碍。（4）设计意义和价值地铁设计的意义不难想象, 大城市交通在本世纪末未来几年里的形势将是十分严峻而困难的。为什么呢？1.导致城市交通更大需求的人口增长并没有减缓的迹象, 而将进一步增长, 特别是大城市, 这一增长趋势将更为显著。2. 到本世纪末, 随着社会主义市场经济的建立和经济翻两番目标的实现, 我国大城市的交通需求将成倍上升。3. 我国大城市的土地危机及其对交通的不利影响到本世纪末将更加严峻。4. 城市环境将进一步恶化。包括汽车尾气的大量排放造成的大气污染，还有隐形的噪声污染，还有车祸的上升等等一系列问题。因此，加快城市轨道交通建设刻不容缓。地铁能够减少大城市地面交通拥挤的状况，并且能快速、准确、安全、舒适、有秩序地运送乘客，经过实践认为发展城市轨道交通是解决中国大城市交通堵塞的主要途径，所以研究地铁的建设意义重大。毕业设计对自己的价值毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节，也是最重要的综合性实践教学环节。目的是通过毕业设计这一时间较长的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。和其他教学环节不同，毕业设计要求学生在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。同时，在完成毕业设计的过程中，还要求我们同时运用感性和理性知识去把握整个结构的设计和处理。还要求我们更好的了解国内外地铁设计的发展现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业方向有更大的造诣。另一方面在整个毕业设计的过程中，我们要通过运用各种通用图集和设计规范以及国家、地方标准，完成各种条件下的结构选型，结构布置，结构设计及配筋图、结构图、施工图的绘制。这不仅要求我们有较强文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识，分析和解决问题的能力，还要具有独立思考、独立设计、创新的精神。这对每个土木工程专业的毕业生来说，是一个挑战，也是一次机会，我们用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。（5）主要参考文献1GB 50157-2003，地铁设计规范S.2张伟庆.洞桩法（PBA）地铁暗挖车站施工技术J. 铁道建筑技术,2011(9).3欧阳艳,高书军.北京地铁六号线东四站洞桩法施工工艺J.福建建设科技，2011(3).4刘恒瑞.地铁站主体结构中洞洞桩法施工技术J.价值工程，2011(14).5马天文.暗挖洞桩法在北京地铁呼家楼车站的应用研究J.山西建筑,2011(13).6马明瑜,王兴杰，李峰.“PBA”洞桩法在地铁车站施工中的应用J.低温建筑技术,2010(4).7邹玉生.大跨度浅埋暗挖洞桩法在地铁施工中的应用J.山西建筑，2009(4).8孙军振. “PBA”洞桩法施工技术以北京地铁为例J.科技情报开发与经济,2008(36).9张爱军，郭永军，张大牛，李峰.北京地铁十号线苏州街车站“PBA”洞桩法施工技术J.铁道标准设计,2008(12).10陈俊，吴顺川.洞桩法施工在北京地铁中的应用J.山西建筑，2007(3).11朱泽明.地铁暗挖车站洞桩法施工技术J.四川建筑，2006(5).12杨从娟，李欣，向敏.北京地铁十号线国贸站洞桩法施工技术J.山西建筑，226(17).13王毅军.暗挖地铁车站洞桩法施工J.公路隧道，2006(3).14张美琴.分离岛式暗挖车站的洞桩法结构设计J.隧道建设，2006(4).15曹坎蒿.沈阳地铁一号线沈阳站洞桩法施工技术研究D.天津:天津大学，2008.16梁敏之.地铁车站洞桩法施工过程力学机理分析D.北京:北京交通大学，2007.17申国奎.地铁隧道区间“PBA”洞桩法施工对地表沉降影响研究D.北京:北京交通大学，2009.18广州市地下铁道总公司.地铁科技文集M.广州:华南理工大学出版社，2009.19刘钊，余才高，周振强.地铁工程设计与施工M.北京:人民交通出版社，2004.20周晓军，周佳媚.城市地下铁道与轻轨交通M.成都:西南交通大学出版社，2008.21姜玉松.地下工程施工技术M.武汉:武汉理工大学出版社，2008.22王梦恕.隧道与地下工程技术及其发展M.北京:清华大学出版社，北京交通大学出版社，2004.23 TB 10003-2001/J 1172001,铁路隧道设计规范S.二、主要研究(设计)方案、研究（设计）内容及工作原则和主要工作流程（1）研究方案运用所学的材料力学、结构力学、土力学等力学知识和地基及基础、隧道工程、地下铁道等地下方面的专业知识，结合北京地铁8号线的工程及水文地质条件，按照地下工程的设计理论和施工要求，以地铁设计规范为标准，合理选定建筑设计方案、结构设计方案以及适用的施工方法。最终成果是绘制出“车站总平面布置图、结构形式图、各层平面布置图、车站纵剖面图、客流流线图、车站主体结构配筋图、施工场地布置图（包括施工围挡、施工竖井的布置等）、施工方案设计图”等图纸，以及设计说明论文一份。（2）研究内容计算模型的建立采用作用反作用模型,例如弹性地基框架、弹性地基圆环(全部支撑或部分支撑)等，这种模型亦可称为结构荷载模型，或简称结构力学方法。计算荷载的确定地层压力(采用全土柱)，地面车辆荷载极其冲击力，地震荷载，地铁车辆荷载、人群荷载及设备荷载，地面超载。地铁结构的内力计算对采用“荷载结构”模型的结构应采用主动+被动荷载模型进行内分析，为此可采用弹性支承链杆。结构配筋计算考虑在长期使用过程中，外部荷载因初期支护材料性能退化和刚度下降向二次衬砌转移，二次衬砌按能承担全部外部荷载(主要荷载、附加荷载和外荷载)计算。衬砌结构按“荷载结构”计算模式，破损阶段法验算结构截面强度，并验算钢筋混凝土结构裂缝宽度。施工方法设计洞桩法将盖挖顺作法与浅埋暗挖法的优点有机结合，通过小导洞等辅助措施暗挖施做顶部结构，顺序开挖、支护土体、回筑主体结构。该工法具有控制周边环境有利、缩小结构跨度、便于机械化施工等优点，在暗挖车站结构中大量采用。（3）工作原则地下工程结构应根据工程地质及水文地质条件，结合环境影响和使用要求等因素，通过综合分析比较，选择安全可靠、经济合理、方便施工的结构形式和施工方法。结构的净空尺寸应满足建筑限界及其它技术使用要求，并应考虑施工误差、结构变形及后期可能发生沉降的影响。结构按施工阶段和正常使用阶段进行强度、刚度、稳定性计算，保证结构在施工及运营期间有足够的强度、刚度和稳定性。钢筋混凝土结构还应进行裂缝宽度检算。地铁从既有构筑物下面通过时，设计应采取有效措施，确保构筑物的安全及使用功能不受影响。地下结构满足建筑防(火)灾的要求。结构防水等级及标准：车站防水等级为一级，结构不允许渗漏水，表面未见湿渍。变形缝的设置：地下结构的变形缝应尽量少设，暗挖车站主体结构一般不设变形缝；但在明暗挖交界处、结构型式、地基基础及荷载发生显著变化部位，则设置变形缝，变形缝的宽度为20mm。地下工程结构设计必须以地质勘察资料为依据。设计时应根据结构或构件类型、使用条件及荷载特性等，选用与其特点相近的结构设计方法。新奥法施工的隧道设计参数可按工程类比或理论计算进行确定，并依信息反馈进行设计修正。（4）主要流程 开题报告撰写进行车站横断面尺寸拟订，横断面设计进行车站主体结构荷载计算：包括永久荷载和基本可变荷载对车站围护结构进行选型，并进行围护结构设计车站主体结构使用阶段内力计算（不考虑地震荷载和人防荷载，在结构使用阶段，不考虑围护结构的承载能力，由内衬承担全部荷载）车站主体结构配筋车站主体结构强度检算与校核车站主体结构施工方案建议及施工步骤指导老师答疑及检查编制计算书三、毕业设计(论文)工作进度安排第1周：撰写开题报告；第2周：翻译英文文献；第3周：收集相关资料；第4周：进行车站横断面尺寸拟订，横断面设计；第5周：进行车站主体结构荷载计算；第6周：对车站围护结构进行选型，并进行围护结构设计；第7周：车站主体结构使用阶段内力计算；第8周：车站主体结构配筋，中期答辩；第9周：车站主体结构强度检算与校核；第10周：车站主体结构施工方案建议及施工步骤；第11周：绘制车站总平面、结构形式图等标准图；第12周：绘制施工图；第13周：修改、汇总图纸；第14-15周：整理论文，优化设计；第16周：毕业答辩。指导教师意见指导教师签字:_年 月 日专心-专注-专业