交通运输评职范文浅谈明挖车站的结构设计(2)

　　站台、站厅、楼梯、车站管理用房等部位的人群荷载按4.0kPa计算，另需计及在300×300mm范围内20kN的集中荷载。结构计算时，应按全部均布荷载加上集中荷载的最不利组合进行设计。

　　地面车辆超载一般可简化为与结构埋深有关的均布荷载，可按20kPa计算，并不计动力作用的影响。但覆土较浅时应按实际情况计算(公路汽车活载按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004规定考虑)。盾构井周边考虑盾构吊装，车辆超载一般按30kPa计算。

　　水压力和浮力，对于结构整体，应根据施工阶段和使用阶段地下水位的最不利情况，计算水压力和浮力的大小，使用阶段的地下水位应根据勘探部门提出的设防水位或沈阳地区规划的地下水回灌水位确定。

　　地铁结构设计应根据本地区地震动参数计算地震力，并考虑战时人防荷载作用。

　　5、计算理论及计算模型

　　5.1主要计算参数

　　(1)车站主体结构横向为箱型框架结构，沿车站纵向结构断面与荷载分布无突变，底板的地基承载力均匀，因此车站主体框架结构的受力分析可简化为平面问题。

　　(2)车站结构根据明挖法的实际施工过程，分别按结构施工阶段、和结构使用阶段进行结构变形与内力计算。侧墙内力在施工阶段按\"水土合算法\"计算，使用阶段内力按\"水土分算法\"计算。具体应用北京大学的SAP84软件，采用\"荷载-结构\"模型，按平面杆系有限元法进行计算。

　　(3)侧向水土压力：开挖与回筑阶段迎土面采用主动土压力，使用阶段为静止土压力。基坑底面以上为实际三角形分布，底面以下为矩形分布。

　　(4)分别用与压缩刚度等效的水平、竖向弹簧模拟坑底地层对围护桩水平位移和底板垂直位移的约束作用。坑底土体水平弹簧在上部3倍桩径范围内为三角形，下部为矩形。水平土弹簧设定为拉压弹簧，竖向土弹簧设定为受压弹簧，受拉便退出工作。

　　(5)支护结构与内衬结构之间的传力采用二力杆模拟。二力杆仅传递压力，不承受弯矩、剪力及拉力。

　　(6)使用阶段考虑水反力作用。

　　(7)人防荷载采用等效静载法进行内力计算。在战时荷载作用下，只验算结构承载力，不验算结构变形、裂缝开展以及地基承载力与地基变形。

　　5.2计算模型

　　沈阳地铁二号线五里河站计算模型主要为初期使用阶段和长期使用阶段两种。

　　6、构件设计及结果分析

　　6.1结构构件设计

　　根据构件各截面的控制内力和《混凝土结构设计规范》中的有关条款，结构主要构件设计原则如下：框架结构满足不同部位裂缝宽度的限值，按偏压构件设计，支座截面设计考虑斜托的有利影响;由于立柱承受弯矩较小，按中心受压构件设计，并按受弯构件进行校核;纵梁(内力按多跨连续梁计算)按纯弯构件设计。

　　6.2计算结果分析

　　(1)边墙、顶板、底板外侧由长期使用阶段常规荷载裂缝宽度控制;

　　(2)顶板、底板内侧及纵梁由长期使用阶段常规荷载裂缝宽度控制;

　　(3)楼板结构由使用阶段常规荷载承载能力极限状态设计;

　　(4)6级人防工况计算时，只进行结构承载力计算，不进行变形及裂缝的验算，考虑材料综合调整系数，人防工况组合对截面不起控制作用;

　　(5)抗震计算：地下铁道结构的地震作用应符合7度抗震设防烈度的要求，地下结构按8度采取抗震构造措施，结构框架的抗震等级为三级。车站抗震验算满足抗震要求。

　　7、结束语

　　本文简要介绍沈阳明挖地铁车站结构设计的设计原则及技术标准，并以沈阳地铁二号线五里河站为例，阐述车站计算的主要荷载及荷载组合，以及计算模型建立的原则。希望为其他明挖地铁结构设计提供参考实例。

　　参考文献：

　　1、铁道第二勘察设计院主编《地铁工程设计指南》，中国铁道出版社，2002年。

　　2、贺少辉主编《地下工程》，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2006年。

　　3、规范《地铁设计规范》(GB50157-2003)

　　4、规范《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

　　5、规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

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