地铁车站计算(共103页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录 26 专心-专注-专业第1章 车站概况1.1 工程概况根据深圳市轨道交通规划网络方案，地铁3号线一期工程东起红岭站经老街站后过东门中路站，经人民医院站，田贝路站等共设车站22座，终点至龙岗双龙站，全长32.86km，均为地下线。其中红岭站位于红荔路、红岭中路和红桂路的交叉路口，埋设于叉路口处呈东西向布置长170m，红荔路道路红线宽20m，红岭中路道路红线宽38m。图1-1车站位置与路口关系。红岭车站主要建筑有圆岭新村24栋、广东省进出口公司，天池大厦、云祥酒家等。该车站为二级站，车站全长170.0m,标准段总宽度为18.9m。车站两头为了布置设备需要加宽1.8

2、5m。该车站标准段为地下两层，开挖深度为16.46m,开挖深度较深，因此，本站安全等级采用一级，基坑环境保护等级为一级本车站设5个出入口，A、B号出入口位于车站的南部， C、D号出入口位于车站的东北部，E出入口位于车站的西部。1.2 地形地貌深圳地铁3号线沿线地势起伏较缓，主要穿越台地地貌，红岭站到人民医院站一带，地面高程为5-25m，地面坡度小于,红岭站即是台地地貌 1.3 工程地质与水文地质条件1.3.1 地层岩性沿线地层岩性之表层为第四系全新统人工填筑土（Q4ml），按原始地形地貌特点，台地区主要分布残积粘性土层（Qel），局部沟槽中分布有砂层（Q4al+pl）；海冲积平原区则主要分布有

3、冲、洪积成因或海陆交互相成因的砂土、粘性土、软土层（Q4al+pl）；基岩上部多为第四系残积土（Qel）所覆盖，下伏基岩为燕山期（53）花岗岩，局部夹变质砂岩（Zyk）。其岩性特征描述见表1-1，围岩分类、土石可挖性分级及承载力基本值fo见表1 2.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 述素 填 土3.58灰黄色、褐黄色，由砾质、砂质粘土组成，可塑硬塑状，稍经压实。砾质粘性土8.15棕褐红色，褐黄色夹灰白色，硬塑，质地不均匀，含较多石英砾，由下伏花岗岩残积而成。全风化花岗岩4.10褐红色，褐黄色夹灰白色，岩石风化强

4、烈，组织结构可辨析，岩芯呈坚硬土柱状，遇水软化。强风化花岗岩7.04褐黄、褐红等色，风化强烈，岩心呈砂土状为主，风化不均匀，夹5%角砾状强风化碎石,手可折断。中等风化花岗岩4.40肉红、红褐色间灰白色，中粗粒结构，块状构造，岩石节理裂隙发育，岩芯多呈短柱状、少量块状。表1-2 围岩分类、土石可挖性分级及承载力基本值f0土层序号及名称承载力基本值f0(kPa)围岩分类土、石可挖性分 级素 填 土120砾质粘性土230全风化花岗岩300强风化花岗岩500中等风化花岗岩1500图2-2 地质剖面图1.3.2 岩土物理力学性质表表1-3 岩土物理力学性质表地层代号岩土名称密 度比重天然含水 量孔 隙

5、比抗剪强度指标 （固结快剪）压缩模量弹性 模量变形模量泊 松 比承载力特征值天然干燥凝聚力内摩擦角GsweCES0.10.2EE0fYCKg/cm3g/cm3%kPaMPaMPaMPakPa素填土1.91.552.6619.20.7925154.235120中、粗砂2.011.752.6515.20.59330.23200砾（砂）质粘土1.821.42.6731.40.9626163.79250.31180砾（砂）质粘土1.71.422.6628.9125224.12400.28230全风化花岗岩1.861.492.6625.30.8428254.68600.26300强风化花岗岩1.881.

6、542.6622.40.832284.75800.25320强风化花岗岩2.3321200.29500中等风化花岗岩2.54220000.2815001.3.3 地质构造地铁3号线处于莲花山断裂带北西支五华深圳断裂带南段展布区。沿线北东向断裂和北西向断裂为主，多为压扭性断层。局部地段亦有近南北向或近东西向的断层分布。自晚更新世晚期以来，深圳地区的构造活动明显减弱，现今仍在活动，但活动较弱，不会发生重大的突发性构造运动，构造基本稳定。本车站上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土及残积粘性土层，下伏基岩为燕山期花岗岩。未发现对工程有影响的不良构造。 图2-3深圳市地铁3号线起点构造纲要图1.3.4

7、水文条件根据勘察结果分析，本车站地表水不发育。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于沿线残积砂（砾）质粘土层中。以孔隙潜水为主，岩层裂隙水主要分布在花岗岩的中强风化带及断层破碎带中，地下水总水量不大。1.3.5 工程地质评价本站场地稳定，场地内无不良地质，基坑开挖深度内：人工填土均匀性、自稳性差，该层管线较多，残积土、全风化、土状强风化花岗岩遇水易软化及崩解，基坑底板大部分位于全风化、土状强风化花岗岩中，基坑开挖时应及时封闭。地下水对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀，工程地质条件一般。第2章 车站建筑设计2.1 主要设计原则（1）地铁车站设计首先应符合城市

8、交通、地铁路网规划、地铁线路走向及建筑规划及景观的要求，以达到吸引客流的目的：其次还要妥善处理与城市交通、地面建筑、地下管线、地下构筑物等之间的关系，尽量减少房屋拆迁、管线迁移和施工期间对地面建筑物、地面交通、商业活动及市民的影响。（2）车站规模除应满足远期设计客流量和运营管理的要求外，还应满足事故期间紧急疏散的要求,并应具有良好的通风、照明、卫生、防灾等设施，为乘客提供舒适的乘车环境。车站应考虑无障碍设计。（3）在满足车站使用功能和运营功能要求的前提下，简化运营管理模式，优化车站建筑布置，有效控制车站规模，降低工程造价和运营成本。（4）车站的设计按同一时间内发一次火灾考虑，并满足人防和消防的

9、要求。（5）凡处在城市主干道下的地铁车站，应满足主体结构上覆土不小于3m的城市规划控制要求；凡处在城市次干道下的地铁车站，应满足主体结构上覆土不小于2.5m的城市规划控制要求，并同时应满足市政管线的要求。（6）结构设计以安全可靠、技术先进、经济合理、满足地铁正常使用，并结合工程地质条件、周围环境、交通要求以及施工方法进行。（7） 结构设计应满足限界、施工工艺、车站正常使用要求，同时应保证结构的耐久性。结构设计按使用年限100年要求考虑其耐久性。（8）车站主要受力构件采用一级防火标准，并满足防水、杂散电流防护、耐久性等要求。（9）在最不利荷载组合情况下，结构构件满足强度及变形要求。最大裂缝控制宽

10、度:迎水面0.2mm，背水面0.3mm。（10）车站结构按100年超越概率10%的地震烈度进行抗震验算，并在结构设计时采用相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力（11）车站采用现浇框架结构，围护结构为地下连续墙与内衬墙叠合结构。（12）车站在区间、通道、风道与车站接口处设置变形缝。（13）结构设计考虑盾构始发要求。（14）施工阶段进行围护结构及基坑稳定性分析。（15）结构设计按最不利情况进行抗浮验算。在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.05；当计侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.15。（16）结构防水设计应根据工程地质、水文地质、地震烈度、环境条件、结构形式、施工工艺及

11、材料来源等因素进行，并应遵循“以防为主、多道设防、刚柔结合、因地制宜、综合防治”的原则。车站及出入口通道防水等级为一级，风道防水等级为二级。2.2 主要技术标准 执行深圳市地铁3号线西延段工程总体设计设计原则与技术要求中有关章、节的规定及地铁设计规范（GB50157-2003）的有关技术标准。其中1）站厅层、设备层公共区装修后地坪面至结构顶板净高（一般情况）4500mm公共区地坪装修层厚度 150mm公共区装修后净高 3000mm2）站台层岛式站台宽度： 8000mm岛式站台侧站台宽度： 2500mm侧式站台（长向范围内设梯）侧站台： 2500mm侧式站台（垂直于侧站台开通道口）的侧站台：35

12、00mm公共区装修后净高： 3000mm地坪装修层厚度： 100mm站台装修面至轨顶面高： 1050mm站台边缘到线路中心线： 1500mm（直线段）线路中心线至结构边墙内面： 2150mm（直线段）地坪装修面至结构中板底面净高（一般情况下）：4500mm有效站台长 116m屏蔽门长 113.6m3）通道人行通道宽度： 3000mm人行通道净高（通道长度60m）： 2500mm人行通道纵向坡度： 0.3%i5%4）出入口出入口最小宽度： 4500mm出入口数量： 一般为4个，不少于2个5）自动扶梯和楼梯自动扶梯倾角： 30净宽： 1m运输速度： 0.65m/s楼梯踏步高： 150mm160mm

13、踏步宽： 280mm300mm公共区楼梯最小净宽： 1800mm（单向通行）2400（双向通行）休息平台宽度： 1200mm1800mm每跑梯段最大级数： 18 2.3 车站总平面布置1） 方案比选本车站在纵向位置上共有两个方案，其比较见表2-1。两个方案的比选主要是根据以下原则：、 吸引客流量条件比较；、 线路条件比较；、 房屋拆迁比较；、 管线拆迁比较；、 改移道路及交通便道面积比较；、 其它拆迁物比较；、 地铁主体结构施工方法比较。表2-1 方案比选表方案1（跨路口）方案2（偏路口一侧）优点、该方案车站跨主要路口的相交十字路口，即红岭中路与红荔路的相交十字路口，并在路口各脚都设有出入口乘

14、客从路口任何方向进入地铁均不需过地面，增加了乘客的安全，减少了路口的人车交叉，与地面公交路线衔接好，方便乘客换乘。、在该十字入口处，左上有圆岭新村24栋，左下广东省进出口公司，右上有天池大厦，右下有云祥酒家，客流量较大，有利于乘客换乘。、改移道路及交通便道的面积比较少、该方案为偏路口设置方案，位于线路的直线段，不易受路口地下管线的影响，减少了施工时对路口交通的干扰以及地下管线的拆迁，降低了工程造价。、施工时对交通的影响较少，而且附近有停车场，在施工时比较好协调，减少了房屋的拆迁。缺点由于车站设在十字入口处，施工时对地上的交通影响必然很大，而且地下管线拆迁也比较多。 由于附近人流出入不是很多，不

15、利于吸引客流量，不能给乘客提供方便。经过上面方案比选，本着以人为本的思想，并考虑到车站远期的利益，最终采取了方案一的车站站位进行设计。2）出入口、风亭设计：车站近期共设A、B、C、D共4个出入口。A号出入口宽4.5米，并设置人防连通口。出入口设置在车站广东省进出口公司东边的空地内，紧贴人行道设置。B号出入口宽6米，并设置残疾人电梯。出入口设计在车站东南侧的的绿地内，紧贴人行道边设置，设计为战时出入口。C号出入口宽6米，直接破车站顶板设计，设置在车站东北角的的绿地内，紧贴道路红线边设置，该出入口和设备管理用房区的紧急疏散出入口合建。D号出入口宽6米，直接破车站顶板设计，设置在车站东北角的的绿地内

16、，紧贴道路红线边设置，该出入口和设备管理用房区的紧急疏散出入口合建。E号出入口宽4.5米，设置在车站西北角的绿地内，紧贴道路红线边设置。车站共设置5组10个风亭。其中1号新风亭（战时送风）、1号排风亭（战时排风）紧贴D号出入口设置车站西北侧的绿地内。为低矮式敞口风亭。2号新风亭、2号排风亭、1、2、3、4号活塞风亭全部为直接破顶板风亭，设计为低矮式敞口风亭，设置在车站北面红荔路北侧的绿地内。冷却塔设置在车站东北处的绿地内。3）外部条件车站主体主要位于红岭中路及红岭中路西侧的绿地下，主要占用道路和绿化用地。4）协调情况、 与园岭新村村委会就出入口、风亭的设置作了初步协调。、 与广东省进出口公司就

17、风亭设置及施工时的影响作了初步协调。2.4 车站规模2.4.1 车站预测客流与客流组织1）、预测客流表 2-2 远期早高峰客流量表 站名节点号下行上行下客量上客量断面量下客量上客量断面量华强北站843562191229493169194222976表 2-3 远期晚高峰客流量表 站名节点号下行上行下客量上客量断面量下客量上客量断面量华强北站820583426224652252447422631经比较本站规模按远期晚高峰预测客流资料控制。超高峰小时系数取1.3。2）、客流组织车站的客流组织应以安全、流畅、便捷并尽可能避免客流交叉干扰为原则，使乘客方便进站，迅速出站，并在紧急情况下能安全疏散。进站

18、乘客从地面通过出入口进入车站站台层,通过进站检票机进入站台付费区候车。对于出站客流，按相反方向通过出站检票机便能迅速出站。站台层的进、出站检票机均分别集中设置，这样避免了客流在付费区的交叉。在非付费区，通过自动售票机、加值机、验票机的合理摆放，尽量减少客流交叉。2.4.2 站台有效长度及宽度的计算）、站台有效长度计算车辆外形尺寸：B型车，车辆长19000mm，宽2800mm，高3800mm。车辆编组：设计时采用远期列车6辆编组，载客量（定员）1440,人行车密度远期高峰小时为34对/小时。根据地下铁道设计规范可确定：站台有效长度：式中 -站台有效长度，即站台全长扣除两端楼梯外侧长度（m）； -

19、车辆全长，即车辆两端车钩内侧间距（m）； -高峰时段设计最大编组辆数； -列车停车安全余量（m），取a=2m；根据客流要求并考虑规范取整=116m。2）、站台宽度计算1、侧站台宽度之和： 2、自动扶梯宽度n：，取2m，每台自动扶梯宽度为1m，即2台自动扶梯。3、楼梯宽度m：4、站台宽度为B：，取站台宽度B=10m。2.4.3 售检票设施数量计算1）、采用自动售票机的方式：（台）式中 - 自动售票机台数或人工售票窗口数；-使用售票机的人数或上行和下行上车的客流总数（按高峰小时计）； -超高峰系数，选为1.3；-人工售票每小时售票能力，取1200人/小时；自动售票机每小时售票能力，取300人/小时

20、台；考虑远期效益因此设置35台来满足要求。2）、采用人工售票的方式：（台）人工售票由于同时设置了自动售票机，因此设置1间来满足要求。3） 、采用自动检票的方式：；（台）式中 -自动检票机台数； -高峰小时进站客流量（上行和下行）或出站客流总量；-门扉式磁卡自动检票机每台每小时检票能力，取1200人/小时台；取=10个，便于两边平分；每边出站和进站检票机各为5台，并且分别集中布置，防止客流冲突。2.4.4 站台层的事故疏散时间检算式中 -列车乘客数（人）；可以按照定员算：B型车2406=1440人； -站台上候车乘客和站台上工作人员（人），车站工作人员考虑10人；-自动扶梯通过能力人/（minm

21、）；-人行楼梯通过能力人/（minm），防灾时取3700人/小时米；-人行楼梯总宽度（m）；-自动扶梯的总台数；计算中，应该考虑1台自动扶梯损坏不能运行的机率，即（N-1）台自动扶梯和人行楼梯通行能力考虑0.9的折减系数，式子中“1”为人的反应时间；T=1+=T=5.40min=100 ， (公式来自于2)。根据值，查材料力学教材可得稳定因素则可得压杆稳定许用应力满足稳定性要求，因为支撑一和支撑二轴力比支撑三小，所以肯定也满足。所以支撑采用3道600，t=12mm钢支撑是安全、经济的。3.2.4 连续墙配筋经分析得到最大弯矩1265.5（基坑外侧），利用excel配筋公式进行配筋，取得到：，偏

22、心距，偏心增大系数，混凝土受压区高度，计算受拉钢筋面积:，配筋率为：0.924%。对称配筋则受压区配筋面积也为。裂缝为0.164，裂缝宽度大小允许。围护结构的施工方法及工程技术措施参见第五章的施工组织设计。第4章 车站结构设计4.1 结构设计原则1、结构设计应满足城市规划、运营、施工、防水、抗震及人防等要求。保证结构在施工及运营期间有足够的强度、刚度和耐久性。2、结构的净空尺寸除满足建筑限界和建筑设计要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形、沉降等因素予以确定，其值可根据地质条件、埋设深度、荷载、结构类型、施工方法等条件并参照类似工程的实测值加以确定。3、结构设计应根据工程地质、水文地质、

23、地面建筑和地下埋设物状况，结合结构防水的要求，通过技术、经济、环境影响和使用效果等综合比较，选择合适的结构类型和施工方法。4、根据车站结构的类型和施工方法，应分别按照有关的设计规范对其在施工阶段和正常使用阶段进行强度计算，必要时还应进行刚度和稳定性计算。同时尚应按照混凝土结构规范进行抗裂和裂缝宽度验算。5、结构设计时应与车站邻近的建筑物统一协调，同步规划与设计，并应考虑施工期间对车站结构的影响。6、深基坑工程设计应根据环境条件和基坑深度等确定合理的基坑保护等级，基坑支护结构及其构件应满足强度和稳定、变形的要求。当采用降水措施时，应严格控制地表沉降量，以确保邻近建筑物和重要管线的正常使用，并根据

24、安全等级提出监测要求。截水帷幕应控制不致因渗漏而引起水土流失。7、结构计算模式的确定，应符合结构在施工和使用阶段的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用。8、结构设计应采取防止杂散电流对结构腐蚀的措施。钢结构及钢连接件应进行防锈处理。9、结构应根据施工环境类别，按设计使用年限为100年的要求进行耐久性设计。10、地下车站在结构、地基、基础或荷载发生显著变化的部位，或因抗震要求必须设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两侧的结构不产生影响正常行车的差异沉降和轨道的曲率变化。11、地下工程的防、排水应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线、因地制宜，综合治理”的原则。根据现行的地铁设

25、计规范和地下工程防水技术规范的有关规定，确定合理的防水等级和防、排水措施。4.2 主要技术标准1、地下结构工程的安全等级为一级。2、车站的基坑安全等级为一级、出入口、风道基坑安全等级为二级。3、结构设计应按最不利情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.05。当适当考虑侧壁磨阻力时，其抗浮安全系数不得小于1.15。当结构抗浮不能满足要求时，应采取相应的工程措施。4、一般环境中的地下车站普通钢筋混凝土结构，按荷载的标准组合并考虑长期作用影响时，最大裂缝宽度允许值为：水中环境、土中缺氧环境、洞内干燥环境或洞内潮湿环境0.3mm；迎土面地表附近干湿交替环境0.2mm。5、

26、当地下结构位于有侵蚀性地段时，应采取抗侵蚀措施，混凝土抗侵蚀系数不得低于0.8。6、地下结构应满足防（火）灾要求，结构的耐火等级为一级。7、车站结构抗震设防烈度为7度，车站设防分类为乙类，即按8度采取抗震构造措施，抗震等级定为二级，以提高结构和接头处的整体抗震能力。8、地下车站必须具有战时防护功能，在规定的设防部位进行结构设计时应按六级人防的抗力标准进行验算，并设置相应的防护措施。9、地下车站及地下人行通道，防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍；风道、风井结构防水等级为二级，顶部不允许滴漏，其他部位不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000；任意100m2

27、防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2。4.3 结构方案选择4.3.1 主体结构方案车站位于红荔路与红岭中路十字交叉路口处，呈东西向布置。本站所处场地西南角为政府规划用地，施工时可用于交通疏散，根据经济性和适应性的原则，该站采用明挖法施工。车站主体结构断面型式与施工方法密切相关，由于本站采用明挖法施工，因此采用矩形框架结构。根据建筑功能和建筑效果要求，以及以往地铁车站的设计经验，推荐车站标准断面采用单柱双跨双层矩形钢筋混凝土框架结构，大概形状见图4-1。4.3.2 车站结构尺寸的拟定结构各构件的厚度用工程类比法拟定：顶板厚度为800mm，底板厚度为800mm，侧墙厚度为

28、800mm，中柱子边长为8001000mm，中板厚400mm。如下图所示图4-1 主体结构尺寸图4.3.3 建筑材料1、混凝土顶板、顶纵梁：C30、S8防水混凝土。中板、中纵梁：C30混凝土。底板、底纵梁：C30、S8防水混凝土。边墙：C30、S8防水混凝土。立柱：C40混凝土。地下连续墙：C30混凝土。垫层：C15素混凝土。2、钢材钢筋混凝土结构：Q335钢筋。预埋钢板：Q235钢。钢支撑: Q235钢。4.4 结构计算4.4.1 计算荷载及组合1、永久荷载：结构自重、顶板上覆土重、水压力，水侧压力、水浮力、设备荷载。2、可变荷载：施工荷载、公共区站厅（站台）层人群荷载、地面超载、地铁列车荷载。3、偶然荷载：地震荷载按七度地震基本烈度考虑，人防荷载按六级人防抗力考虑。4、荷载组合荷载组合根据建筑结构荷载规范(GB500092001)的规定及可能出现的最不利情况确定。结构计算按永久荷载、可变荷载、人防荷载、地震荷载等的各种组合进行。表4-1 荷载组合系数表荷载种类组 合永久荷载可变荷载人防荷载地震荷载永久荷载1.351.400可变荷载1.01.000人防荷载1.01.01.00地震荷载1.01.001.3本车站的结构荷载计算