地铁区间隧道结构设计计算书

地下工程课程设计

《地铁区间隧道结构设计计算书》

目录

一、设计任务 (3)

1、1工程地质条件 (3)

1、2其他条件 (3)

二、设计过程 (5)

2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； (5)

2.2 计算作用在结构上的荷载； (5)

2.3 进行荷载组合 (8)

2.4 绘出结构受力图 (10)

2.5 利用midas gts程序计算结构内力 (10)

附录： (15)

地铁区间隧道结构设计计算书

一、设计任务

对某区间隧道进行结构检算，求出荷载大小及分布，画出荷载分布图，同时利用软内力。具体设计基本资料如下：

1、1工程地质条件

工程地质条件

线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1。

1、2其他条件

其他条件

地下水位在地面以下5m处；隧道顶部埋深6m；采用暗挖法施工。隧道段面为圆形盾构断面。断面图如下：

二、设计过程

2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；

可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有

上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。

由于隧道拱顶埋深6m，位于杂填土、粉土层、细砂层中，根据《地铁设计规范》10.1.2可知

“暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。

围岩为Ⅵ级围岩。则有

因为埋深，可知该隧道为极浅埋。

2.2 计算作用在结构上的荷载；

1 永久荷载

A 顶板上永久荷载

a. 顶板（盾构上部管片）自重

b. 地层竖向土压力

由于拱顶埋深6 m，则顶上土层有杂填土、粉土，且地下水埋深5m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。（粉土使用水土合算）

B 底板上永久荷载

a. 底板自重

b. 水压力（向上）：

C 侧墙上永久荷载

地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。(分图层水土合算，砂土层按水土分算)

a. 侧墙自重

b. 对于隧道侧墙上部土压力：

用朗肯主动土压力方法计算

c. 对于隧道侧墙图层分界处土压力

d. 对于隧道圆心高度土压力

=

e. 对于隧道侧墙底部水土总压力

f. 对于隧道侧墙水压力

2 可变荷载

A 顶板上可变荷载

按《地铁设计规范》10.2.1中第三条规定：

在道路下面的潜埋暗挖隧道，地面的车辆荷载按10KPa的均布荷载取值，并不计动力作用影响。

人行荷载可以不用考虑。

B 底板上可变荷载

主要为列车车辆运行的可变荷载，一般取为

=1.145

C 侧墙上可变荷载

由于到隧道上部地面车辆的运行，会导致侧向压力的增大：

3 偶然荷载

在本设计中，仅考虑比较简单的情况，偶然荷载可以不用计算。

2.3 进行荷载组合

1、承载能力极限状态

荷载组合采用1.35×永久荷载＋1.3×可变荷载

根据以上各种计算，作用在隧道上的设计荷载有：

拱顶：设计恒载：-161.33

设计活载：-13

底板：设计恒载：84.37

设计活载：-6.63

侧墙（顶部）：设计恒载：

设计活载：5.92

（底部）：设计恒载：196.51

设计活载：5.92

2、正常使用极限状态

荷载组合采用恒载+活载

根据以上各种计算，作用在隧道上的设计荷载有：拱顶：设计恒载：-119.5

设计活载：-10

底板：设计恒载：62.5

设计活载：-5.1

侧墙（顶部）：设计恒载：52.86

设计活载：4.55

（底部）：设计恒载：

设计活载：4.55

2.4 绘出结构受力图

根据荷载组合值，可以分别计算出拱顶、底板、侧墙和中墙的设计荷载值，如下图：

2.5 利用midas gts程序计算结构内力

首先应进行单元划分，然后定义荷载和截面，加入边界条件。

在midas程序中施加各类荷载，然后运行后就可得到单元注：管片采用C50混凝土，无配筋。

轴力图

剪力图

弯矩图

由于隧道断面为圆形，实际情况上部图压力与下部水浮力随宽度变化并不

为均值，大致变化为下图，在运用MIDAS GTS 运算时采用下图荷载图式

圆砾土

水压力土压力

列车侧压力

土压力

水压力

列车侧压力饱和土压力

汽车荷载10KPa 112KPa

7.5KPa

5.1KPa

180KPa

180KPa

水压力

MIDAS GTS 运算图示如下

轴力图

剪力图

弯矩图

由图可知第二种情况结构所受内力较大，当圆形隧道断面很大时，考虑实际

情况，改变荷载图示是有必要的。

附录：

《地下结构课程设计》任务书——地铁区间隧道结构设计

本次地下结构课程设计是进行城市地铁区间隧道的结构设计，涉及“地下工程”这门课的主要理论，通过设计，使学生更深入地掌握所学理论。

一、基本要求

1、对设计从全局上把握，思路清晰，独立完成全部设计任务；

2、设计计算正确无误，图纸清晰，符合规范要求；

3、按计划及时上交设计，每位同学的计算参数不同，如发现抄袭者，将记为零分。

二、设计任务

对某区间隧道进行结构计算（采用断面3），求出内力。具体设计基本资料如下：

1、工程地质条件

线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1。

地下水位在地面以下5m处；隧道顶部埋深6m；采用暗挖法施工。

三、设计过程

1、根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；

2、计算作用在结构上的荷载（仅按使用阶段考虑）；

3、进行荷载组合，只按照基本组合构件计算（1.35×永久荷载＋1.3×可变荷载）；

4、绘出结构荷载图；

5、利用ANSYS或Sap或Midas程序计算结构内力，绘出结构内力图（弯矩图、轴力图和

剪力图）；

6、提交完整的设计书。

四、成果提交

成果包括两部分：计算书和图纸。计算书应规范，包括设计基本资料、详细的计算过程、结构荷载图、内力图。图纸应清晰，各项计算符合规范要求。

地铁车站结构设计

地铁车站结构设计 车站是旅客上、下车的集散地, 也是列车始发和折返的场所, 是地下铁道路网中的重要建筑。 在使用方面, 车站供旅客乘降, 是旅客集中处所, 故应保证使用方便、安全、迅速进出车站。为此, 要求车站有良好的通风、照明、卫生设备, 以提供旅客正常的清洁卫生环境。 地下铁道车站又是一种宏伟的建筑物, 它是城市建筑艺术整体的一个有机部分, 一条线路中各站在结构或建筑艺术上都应有独特的特点。 车站设计时, 首先要确定车站在现有城市路网中的确切位置, 这涉及到城市规范和现有地面建筑状况, 地下铁道车站不比地面建筑, 一但修建要改移位置则比较困难, 因此确定车站的位置时,必须详细调查研究, 作经济技术比较。车站位置确定后, 进行选型, 然后根据客流及其特点确定车站规模, 平面位置,断面结构形式等。然后进行车站构造设计, 内力计算, 配筋计算等等。 一、工程概况： 长沙市五一广场站设计为两层三跨岛式车站，车站全长134.6m，宽度为21.8m，上层为站厅层，下层为站台层。车站底板埋深16m，采用明挖法施工，用地下连续墙围护。 二、设计依据： 地铁设计规范（GB50157-2003）； 地铁施工技术规范。 三、地铁车站结构设计 3.1 设计选用矩形框架结构。 设计为岛式车站，采用两层三跨结构。地铁车站采用明挖法。车站其矩形框架由底板、侧墙、顶板和楼板、梁、柱组合而成。顶板和楼板采用单向板，底板

按受力和功能要求，采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构。采用地下连续墙和钻孔桩护壁，采用钢管和钢板桩作基坑的临时支护。临时立柱采用钢管混凝土，柱下基础采用桩基，桩基采用灌注桩。 3.2 车站开挖围护结构 地铁车站围护结构采用0.8m厚、30m深地下连续墙，入土深度比为 =0.875，其中基坑开挖深度H 为16m，入土深度D为14m 。 四、侧压力计算： 土分层及土的钻孔柱状图如图4.1： 图4.1土分层及土的钻孔柱状图（单位，m）

上海地铁区间隧道6---傅德明

上海地铁区间隧道直径6.34m土压盾构施工 上海申通轨道交通研究咨询有限公司傅德明 1．工程概况 上海地铁规划22条线路，总长1050km，见图1所示，其中大部分为地下铁道。已建地铁1、2、3、4、5、6、7、8、9、11号线共10条线，运营长度330km，日客流量达400万人次。在建10号线和2号线东西延伸段长度约90km，将于2010年4月上海世博会前建成运营，使上海的运营地铁线路达11条约420km，日客流量可达500万人次。2012年将建成运营500km。 上海地铁区间隧道95%以上采用土压盾构掘进机施工，自1990年地铁1号线工程正式开工以来的19年间，已掘进隧道约达400km，其中，前10年仅施工40km，后9年施工380km。2008年使用的盾构掘进机多达97台。2007年掘进隧道80km，2008年掘进隧道140km。

图1 上海地铁线路总平面图 上海地铁1号线试验段始建于1980年，于1989年全线开工，全长14.5km，其中18km 区间隧道首次采用7台Φ6.34m土压盾构于1990年起陆续掘进施工。上海地铁1号线于1995年4月建成运营，成为我国第一条采用盾构法施工的地铁线路。 1996年至1999年，上海地铁2号线工程圆隧道部分西起中山公园站，东至龙东路站，双线(上、下行)全长24km，采用10台Φ6.34m土压盾构掘进施工。 2000年至2007年的8年中，上海地铁4、6、8、9号线约140km区间隧道采用40余台盾构掘进施工，并首次应用5台双圆DOT盾构掘进8.2km隧道。 2008年在建的5线2段约260km区间隧道共采用97台盾构同时掘进施工，创世界盾构隧道工程史新纪录。

地铁车站结构设计方法探讨

地铁车站结构设计方法探讨 摘要：伴随着我国社会经济的快速发展，地面上的交通压力也逐渐得到社会各 界的广泛重视，为了减轻地面交通状况，各大城市开始修建地铁，在地铁车站建 造中，结构设计是一个主要的环节，对地铁的安全运转有着至关重要的影响。这 篇文章论述了城市轨道交通中地铁车站的规划原则、规划思路，对地铁车站的规 划提出了合理化的主张，对中国将来地铁工作的建造与开展，具有一定的参考价值。 关键词：地铁车站；结构设计；设计方法 引言 在城市交通日渐拥堵的局势下，加速地铁建造的呼声越来越高涨。现在，地 铁车站变成城市轨道交通的一个主要纽带，能够每天承载很多的乘客，一定程度 上减轻了城市交通压力。本文主要谈谈地铁车站结构设计办法，以供同行参考。 1 地铁车站的设计原则 车站是城市轨道交通路网中非常重要的建筑物，它是供旅客乘降、换乘和候 车的场所，给旅客提供舒适清洁的环境以保证旅客安全、迅速地进出车站。车站 应容纳主要的技术设备和运营管理系统，从而保证城市轨道交通的安全运行。地 铁车站由站台层、站厅层、设备层以及出入口组成。地铁站台按照线路分布情况，又可分为岛式站台、侧式站台以及混合式站台。地铁车站里的辅助设备包括自动 扶梯、直升电梯、卷帘门、防洪门、旅客引导、照明、售检票系统、车站设备自 控系统等。关于地铁车站的设计应当从线路、车站建筑、车站结构、动力照明系统、车站通风与空调系统、给排水及消防系统以及区间的角度考虑其设计原则。 2 地铁车站结构设计方法 2.1功能设计关注人的行为及需求 密集型流动是地铁车站、地铁站的基本特征，人们的行为也可分为两种，即 通过或保留。主要行为是“通过”，“保留行为是短的”。所以，通过这个过程，人 们期望通过路径应该是一个非阻塞的快速路径，尽可能避免“通过”和“保留”之间 的相互影响。例如在站外的人需要从入口进去然后去售票进入的通道，这些环节 过程并不困难，对于这部分的保留和聚集是最明显的，聚集的人群通过会有影响，所以设计的面积应尽可能满足宽敞的购票。若自动售票机设置在站在通道上，人 群通过影响更大。因此，在车站设计时，应考虑足够的综合性，如香港地铁在墙 上嵌入售票机可以很好的解决这个问题。可见深入了解人们的行为需要可以更好 地组织和规划出站的流量、创新地铁站建设的设计。 2.2雨水系统设计要点 将局部排水泵与集水井设置在车站风亭、出入口等敞开位置，主要用于收集 废水、雨水及结构渗漏水。为保证集水井正常工作，设置两台排污泵，一台备用，当出现暴雨或结构大量渗漏水时，可以同时开启两台排污泵，将雨水提升至地面 消能后，直接排入城市雨水管网，根据该市50年一遇特大暴雨强度计算露天出 入口雨水排水量；（2）废水系统设计要点。将废水泵房设计在沿线路坡度的最 低点，同样设有2台排污泵，平时一台备用，消防时同时开启，其中废水集水池 容积≤最大一台排水泵20min的出水量。废水提升到地面后排入市政排水系统中，地下结构渗水量各地情况不同，根据实际情况设计。本地铁站渗水量按照0.5L/ （m2?d）标准进行计算；（3）污水系统设计要点。前文已经提到，站厅层设有 一处工作人员卫生间，站台层设有一处污水泵房、一处公共卫生间，卫生间污水

地铁区间隧道结构设计计算书

地下工程课程设计 《地铁区间隧道结构设计计算书》

目录 一、设计任务 (3) 1、1工程地质条件 (3) 1、2其他条件 (3) 二、设计过程 (5) 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； (5) 2.2 计算作用在结构上的荷载； (5) 2.3 进行荷载组合 (8) 2.4 绘出结构受力图 (10) 2.5 利用midas gts程序计算结构内力 (10) 附录： (15)

地铁区间隧道结构设计计算书 一、设计任务 对某区间隧道进行结构检算，求出荷载大小及分布，画出荷载分布图，同时利用软内力。具体设计基本资料如下： 1、1工程地质条件 工程地质条件 线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表1。 1、2其他条件 其他条件 地下水位在地面以下5m处；隧道顶部埋深6m；采用暗挖法施工。隧道段面为圆形盾构断面。断面图如下：

二、设计过程 2.1 根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋； 可以采用《铁路隧道设计规范》推荐的方法，即有 上式中s为围岩的级别；B为洞室的跨度；i为B每增加1m时的围岩压力增减率。 由于隧道拱顶埋深6m，位于杂填土、粉土层、细砂层中，根据《地铁设计规范》10.1.2可知 “暗挖结构的围岩分级按现行《铁路隧道设计规范》确定”。 围岩为Ⅵ级围岩。则有 因为埋深，可知该隧道为极浅埋。 2.2 计算作用在结构上的荷载；

1 永久荷载 A 顶板上永久荷载 a. 顶板（盾构上部管片）自重 b. 地层竖向土压力 由于拱顶埋深6 m，则顶上土层有杂填土、粉土，且地下水埋深5m，应考虑土层压力和地下水压力的影响。（粉土使用水土合算） B 底板上永久荷载 a. 底板自重 b. 水压力（向上）： C 侧墙上永久荷载 地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑地下水的影响。(分图层水土合算，砂土层按水土分算) a. 侧墙自重 b. 对于隧道侧墙上部土压力： 用朗肯主动土压力方法计算

(完整word版)2014年土木工程专业(地铁车站)毕业设计任务书

土木工程专业 城市地下空间工程方向毕业设计任务书 中南林业科技大学土木工程与力学学院 二0一四年三月

××地铁车站初步设计 一、毕业设计目的 毕业设计是按教学计划完成理论教学和相关实践教学之后的综合性教学，是对专业方向教学的继续深化和拓宽，是培养学生工程实践能力的重要教学阶段，其目的在于全面培养、训练学生运用已学的专业基本理论、基本知识、基本技能，进行本专业工程设计或科学研究的综合素质。 二、毕业设计基本要求 1、按设计课题的要求，独立完成设计任务，做出不同的设计方案，交出各自的成果。 2、认真设计、准确计算、细致绘图、文字表达确切流畅。 3、树立科学态度，注重钻研精神、独立工作能力的培养。 4、严格按照有关文件要求进行毕业设计管理，努力提高毕业设计质量。 5、图纸绘制要求：全部采用A3图纸(可加长)；计算机出图必须有3张；图纸布局要协调，要紧凑而不拥挤；线条粗细要正确，位置要准确； 6、注重资料的收集、分析和整理工作，设计完成后，设计成果应按如下要求装订成册：（1）《毕业设计计算书》A4一份；（2）《毕业设计图纸》A4一份。 7、图纸装订顺序：封面，目录，设计总说明，设计图纸、表格。 8、设计计算书装订顺序：封面、目录、中英文摘要、设计总说明、设计计算的全部内容、致谢（300字左右）。 三、设计任务与要求 （一）、设计资料 1、车站地质勘察报告 2、预测客流(见附表) 3、车辆外形尺寸：A型车或B型车。 4、车辆编组：设计时采用远期列车6辆编组。 5、防水等级：一级；二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S6。 6、主要技术标准：执行《地铁设计规范》（GB50157-2003）的有关技术标

城市地铁隧道常用施工方法概述

城市地铁隧道常用施工方法概述 目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。主要阐述了修建地铁车站施工方法的原理、施工流程、优缺点，为我国各大城市修建地铁车站时选择合理的施工方法提供有益的参考。 伴随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强，城市的规模也不断的增大，城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势，交通状况不断恶化。为了改善交通环境，采取了各种措施，其中兴建地下铁道得到了普遍的认可，如最近几年在北京、广州、深圳等城市便兴建了大量的地下铁道。由于在城市中修建地下铁道，其施工方法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响较大，因此各自所采用的施工方法也不尽相同。下面将就城市地下铁道施工方法分别加以介绍。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施丁设备、环保和工期要求等因素，经全面的技术经济比较后确定。 1明挖法 明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。 明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地

方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。 明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土，如图1。 上海地铁M8线黄兴路地铁车站位于上海市控江路、靖宇路交叉口东侧的控江路中心线下。该车站为地下2层岛式车站，长166.6m，标准段宽17.2m，南、北端头井宽21.4m。标准段为单柱双跨钢筋混凝土结构，端头井部分为双柱双跨结构，共有2个风井及3个出人口。车站主体采用地下连续墙作为基坑的维护结构，地下连续墙在标准段深26.8m.墙体厚0.6m。车站出人口、风井采用SMW桩作为基坑的维护结构。2盖挖法 盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作，也可以逆作。 在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。 2.1盖挖顺作法

地铁区间隧道结构设计

地铁区间隧道结构设计 前言 一. 地下铁道的基本功能及特点 地下铁道（metro subway）是指，在大城市下的地下修筑隧道、铺设轨道，以电动快速列车运送大量乘客的公共交通体系，简称地铁。在城市郊区，地铁线路可延伸至地面或高架桥上。地铁运输几乎不占街道面积，不干扰地面交通，有些国家称它为“街外运输”，或称为“有轨公共交通线”（mass transit railway）。它是解决城市交通拥挤问题，并能大量快速、安全运送旅客的一种现代化交通工具。 随着国民经济的发展，城市人口的大量增加，机动车和非机动车数量迅速增长，市区的客运交通流量猛增，城市规模随之不断扩大，这样就使城市中空气污染、噪音、交通拥挤等影响城市居民生活的因素逐渐突出，于是居民区就需要向城市郊区扩展。在上下班时和节假日，城市交通更显得拥挤混乱。原有的城市道路面积和城市面积的比例（道路率）是受城市发展历史制约等，一般不容易改变，想通过拆迁改造城市交通状况是极其困难的，甚至是不可实现的。如上海市人均道路面积仅为2.2m2，要增加道路面积非常困难。因此，许多干道的交通堵塞状况日益严重。目前很多城市道路交通的平均车速已下降至10km/h以下，很多路口交通负荷度已经很饱和。根据国内、外的经验，建设大容量快速轨道交通包括地铁和轻轨运输是缓解交通紧张状况的有效途径。尤其是在市内，建设地铁，向地下发展是今后城市发展的一种趋势。 地下铁道在城市客运交通中的主要作用有以下几个方面： 1.能满足大客运量的需要。一条低铁道单方向每小时的运送能力可达4～6万人次，为公共汽车的6倍至8倍，为轻轨交通的2倍多。完善的地下铁道系统会成为城市公共交通系统的骨干，可担负起城市客客运量的一般左右（实例见下表）

地铁隧道施工方法全解

地铁隧道施工方法全解 明挖法 在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道采用明挖法。明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状土的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长、噪声等会对环境产生影响。 盖挖法 01 顺作法 盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以纵、横梁和路面板置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后拆除挡上结构外露部分并恢复道路。 02 逆作法 盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱，和顺作法一样，基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多用主体结构本身的中间立柱。随后开挖表层土体至主体结构顶板地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。待回填土后将道路复原，恢复交通。之后的工作都是在顶板覆盖下进行，自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。 盾构法 盾构法施工是以盾构施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置支撑和开挖土体的装置，中段安装顶进所需的千斤顶，尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装或现浇一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。 盾构按断面形状不同可分为圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。盾构法的主要优点是除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；土方量少；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，易于管理；施工不受风雨等气候条件的影响。 浅埋暗挖法 浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土作为主要支护手段，对围岩进行加固，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出

地铁车站主体结构设计

地铁车站主体结构设计 （地下矩形框架结构） 西南交通大学地下工程系 目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3)

1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (3) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (6) 2.3荷载组合 (7) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (16) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (21) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (21) 4.2 负一层中柱配筋计算 (27) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (29) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (31)

第一章 课程设计任务概述 1.1 课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2 设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ） 1.3 课程设计方案 1.3.1方案概述 某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-1。车站埋深3m ，地下水位距地面3m ，中柱截面的横向（即垂直于车站纵向）尺寸固定为0.8m （如图1-1标注），纵向柱间距8m 。为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-2，采用水土分算。路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。荷载组合按表1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极

ansys课程设计-地铁车站主体结构设计

目录 课程设计任务书 ................................................................................................................ - 1 - GUI方式 ............................................................................................................................... - 3 - 一、打开ANSYS........................................................................................................... - 3 - 二、建立模型.............................................................................................................. - 3 - 1、定义单元类型.................................................................................................. - 3 - 2、定义单元实常数.............................................................................................. - 3 - 3、定义材料特性.................................................................................................. - 3 - 4、定义截面.......................................................................................................... - 3 - 5、建立几何模型.................................................................................................. - 3 - 6、划分网格.......................................................................................................... - 4 - 7、建立弹簧单元.................................................................................................. - 4 - 三、加载求解.............................................................................................................. - 5 - 1、施加位移约束.................................................................................................. - 5 - 2、施加荷载.......................................................................................................... - 6 - （1）计算结构所受荷载................................................................................ - 6 - （2）施加结构所受荷载................................................................................ - 6 - （3）施加重力场............................................................................................ - 7 - 3、求解.................................................................................................................. - 8 - 四、查看计算结果...................................................................................................... - 8 - 1、添加单元表...................................................................................................... - 8 - 2、查看变形图...................................................................................................... - 8 - 3、查看各内力图.................................................................................................. - 9 - 4、查看内力列表.................................................................................................. - 9 - 单元内力表........................................................................................................................ - 11 - APDL方式......................................................................................................................... - 17 -

地铁车站主体结构设计.docx

地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构）

目录 第一章课程设计任务概述 (3) 1.1 课程设计目的 (3) 1.2 设计规范及参考书 (3) 1.3 课程设计方案 (4) 1.4 课程设计的基本流程 (5) 第二章平面结构计算简图及荷载计算 (6) 2.1平面结构计算简图 (6) 2.2.荷载计算 (7) 2.3荷载组合 (8) 第三章结构内力计算 (11) 3.1建模与计算 (11) 本课程设计采用ANSYS进行建模与计算，结构模型如下图： (11) 3.2基本组合 (12) 3.2 标准组合 (15) 第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (20) 4.1 车站顶板上缘的配筋计算 (20)

4.2 负一层中柱配筋计算 (26) 4.3 顶纵梁上缘的配筋计算 (28) 4.4 顶纵梁上缘裂缝宽度验算 (30) 第一章课程设计任务概述 1.1课程设计目的 初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、荷载分类及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。 1.2设计规范及参考书 1、《地铁设计规范》 2、《建筑结构荷载规范》 3、《混凝土结构设计规范》 4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社） 5、《混凝土结构设计原理》教材 6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS）

地铁车站和区间隧道的设计和选型

一、地铁车站的建筑设计 1地铁车站的分类 1.1 按照车站埋深分：浅埋车站、深埋车站 1.2 按照车站运营性质分：中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站、终点站 1.3 按照车站结构断面形式分：矩形断面、拱形断面、圆形断面、其他 1.4 按车站站台形式分：岛式、侧式、岛侧混合式 2 地铁车站建筑及平面布局 2.1 地铁车站的组成 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、通风道及地面通风厅等三大部分组成。 车站建筑又可概括为以下部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、技术设备用房、辅助用房。 2.2车站总体平面布置 按照以下流程确定：前期工作（设计资料的收集、现场调查、构思），确定车站中心位置及方向，选定车站类型，合理布置车站出入口、通道、通风道与地面通风厅。 3 车站建筑设计 3.1 车站设计 3.1.1 设计原则 （1）根据车站规模、类型及平面布置，合理组织人流路线，划分功能分区。 （2）车站一般宜设在直线上。 （3）车站公用区间划分为付费区和非付费区。 （4）隔、吸声措施。 （5）无障碍通行。 3.1.2 平剖面设计 （1）车站规模确定。确定车站外形尺寸大小、层数和站房面积，确定车站规模大小。 （2）车站功能分析。确定车站乘客流线、工作人员流线、设备工艺流线等，以便于合理进行车站平剖面布置。

（3）站厅设计。主要解决客流出入的通道口、售票、进出站检票、付费区与非付费区的分隔、站厅与站台的上下楼梯与自动楼梯的位置等。 （4）站台设计。确定站台形式、站台层的有效长度、宽度和站台高度，然后进行站台层公共区（上、下车与候车区及疏散通路）的设计。 （5）主要房间布置。包括变电所、环控用房、主副值班室、车站控制室、站长室等，一般设置在站厅和站台层的两端。 （6）车站主要设施布置。包括楼梯、自动扶梯、电梯、售检票设施等的布置和各部位通过能力的设计，按照有关规范执行。 3.1.3 消防、安全与疏散 主要考虑建筑防火与防水淹问题。 3.2 车站出入口及出入口通道 3.2.1 普通出入口的设计 （1）出入口数量的确定。一般情况，浅埋地下车站的出入口不少于4个，深埋车站不少于2个。 （2）主要尺寸的确定。出入口的宽度总和应大于该站远期预测超高峰小时客流量所需的总和，可按照公式计算。 3.2.2 出入口通道 包括出入口通道宽度的设计、埋深、楼梯踏步和自动扶梯的设置等，出入口通道地面坡度等。 3.3 车站通风道 3.3.1 车站通风道 确定地铁车站内的通风方式、环控设备的布置等来确定车站内通风道的布置。 3.3.2 地面通风亭 根据风量及风口数量确定通风亭的大小，根据实际环境和设备的条件确定通风亭的位置。 3.4 残废人设施 考虑残废人专用电梯和站内盲道的设置。

城市地铁区间隧道施工中问题及解决办法

城市地铁区间隧道施工中问题及解决办法 【摘要】城市地下空间的利用已经越来越重要，地下空间已被确定为重要的自然资源。开发地下空间，充分利用好城市地下空间的资源，它可以更加有效的解决城市发展与土地资源的紧张状况，极大提高土地利用效率。对于从事地下空间工程的施工人员，，能够迅速掌握地下空间施工技术，并将这些新的技术和相关专业知识，运用到具体的实践当中去，将对该产业产生推波助澜的作用。对于地下空间施工，要有认真、细致严谨的工作态度，严把质量关。 【关键词】地铁区间隧道；施工问题；解决办法 1地铁区间隧道结构 地铁线路在城市中心区通常设在地下，在其他地区，条件许可时可设在高架桥和地面上。地铁的地下线路通常铺设在地下的隧道当中，在连接两个地下铁道的车站之间的区间隧道中，区间隧道的走向和埋深，受工程地质和水文地质条件，地面和地下环境影响，施工方法等因素制约，直接关系到造价的高低和施工的难易。 由于施工方法不同，地铁区间隧道的断面形式，结构支护衬砌类型，适用范围各异。施工方法大致分为：明挖法、矿山法、盾构法、顶管法、沉管法等等，按断面形式又分为：矩形和直墙拱形，拱形、直墙拱形和圆形，圆形，圆形或矩形，矩形，圆形、直墙拱形、矩形。 2区间隧道施工中的问题及解决办法 2.1纵坡和平竖曲线 隧道内曲线最小坡度不宜小于3‰，困难地段，可设在2‰或不大于5‰。的坡道上。两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2‰时，应设竖曲线连接，竖曲线的曲线半径一般情况5000m。困难情况下3000m。圆形隧道纵向排水坡度为3‰-5‰。若有特殊要求，可减小到2‰-3‰。隧道平面轴线尽可能选用直线。地铁等大直径的区间隧道（直径大于6m）曲率半径不宜小于300m。 2.2衬砌形式 隧道衬砌分为单层和双层装配式衬砌，一般情况下，在含地下水丰富的软土地层内的隧道，大都选用双层衬砌，即在隧道衬砌的内侧再附加厚250-300mm 的现浇钢筋混凝土内衬，主要解决隧道防水和金属连接件防腐蚀间题，也能使隧道内壁光洁，减少空气流动阻力。 衬砌环宽应与衬砌拼装方式，盾构千斤顶行程相适应。尽可能取宽一些，常用的为750-1000mm，地铁区间隧道环宽一般取1000mm。在曲线段应考虑

地铁车站结构设计原则

7.1 地下车站结构设计 1. 地下车站结构设计，应满足施工、运营、城市规划、防水、防迷流以及人防的有关要求。车站结构设计应符合强度、刚度、稳定性、耐久性、抗浮和裂缝开展宽度验算的要求。 2. 地下车站结构设计，必须以地质勘察资料为依据，并考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求，通过施工过程中对地质的直接观察或监控量测反馈进行验证，必要时应根据实际情况修改设计。 3. 地下车站结构设计的净空尺寸，应满足地铁建筑限界或其它使用及施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响。 4. 地下车站结构设计，应根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市规划要求，结合周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路交通状况等通过对其技术经济、环境影响和使用功能等方面的综合比较，合理的选择施工方法和结构型式。 5. 地下车站结构设计，应减少施工和建成后对环境造成不利的影响。 6. 地下车站结构设计，宜与车站周围规划中的相关建筑协调统一、同步规划，应考虑设计、施工方案的相互影响。 7. 地下车站结构设计，应根据该地区的地震设防烈度、场地条件、结构类型和隧道埋深等因素考虑地震的影响，进行抗震验算，并在结构设计时采取相应的构造措施，以提高结构的整体抗震能力。 8. 地下车站结构防水设计，应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）的规定，遵循“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。 9. 地下车站结构设计，应采取防止杂散电流腐蚀的措施。钢结构及钢连接件，应按有关规范要求进行防锈蚀处理。 10. 地下车站结构的所有受力构件，应根据《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87）修订本，1997年版，第2.0.1条和附录二“建筑构件的燃烧性能和耐火极限”的规定要求进行设计。 11. 地下车站结构设计，应根据地区城市规划的人防要求，严格按《人民防空工程设计规范》（GB 5 0225-95）的规定进行设计。 12. 地下车站结构设计，应结合支护结构特点、地质条件、周边既有建（购）筑物、地下管线以及道路状况，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-89）及该地区基坑支护规范（规程）的规定，确定基坑安全等级，提出监测要求，有效控制地表沉降。必要时应采取预加固措施，以确保邻近建筑和重要地下管线的正常使用。 13. 地下车站结构设计，可视其使用条件和荷载特性等情况，选用与其特点相近的现行相关结构设计规范进行设计。

明挖地铁车站结构设计

关于明挖地铁车站结构设计中若干问题的探讨摘要：随着中国经济持续快速发展和城市化水平的提高，我国城市地铁的建设正大规模地开展。本文以明挖法地铁车站框架结构为研究对象，简述地铁车站结构设计及构造中存在的一些值得商榷的地方，以供同行参考，进行设计优化。 引言 为解决城市交通拥堵问题，修建具有超强运力的地铁与轻轨已逐渐成为大城市的首选手段。目前国内绝大多数直辖市及省会城市已经部分建成或正在修建地铁。地铁在城市中的经济效益与社会效益也是有目共睹的。但是对于以地下工程为主的地铁结构，在结构设计中由于岩土性质的复杂性、设计理论的局限性，使地铁结构设计及构造中存在的一些值得商榷的地方，需要我们在实践中不断的探索、求解，不断优化地铁设计。 一、地震作用对地铁整体现浇框架结构的影响 1.侧墙大开洞对抗震设计的影响 标准的两层地下车站结构型式一般为单柱双跨或双轴三跨两层整体现浇砼框架结构，结构刚度分布均匀、对称。但在车站主体结构与出入口、风亭以及大外挂物业用房相接处，侧墙必须大开洞。大开洞严重削弱了结构侧向刚度，且造成结构两侧刚度不对称，对结构抗震产生不利影响，结构设计时此影响应予以考虑。 2.结构中柱设计对抗震设计的影响 车站结构中的中柱在抗震设计中基本是一种脆性破坏，是框架结

构中受力最薄弱的部位，和首先遭到破坏的构件。因此，提高地下框架抗震性能的最有效的方法是改善中柱的受力性能和受力特征。目前，中柱基本采用的是普通钢筋砼柱，砼强度较高，轴压比偏大，对抗震不利。故中柱应尽量采用塑性性能良好的钢管砼柱。 二、侧向水土压力的不确定性对结构设计的影响问题 1.对中板配筋设计的影响 各层板在侧向水土压力和竖向荷载的共同作用下，实际上处于偏压受力的状态。但是，由于侧向水土压力计算理论上的缺陷以及水压力的多变性，目前各层板的配筋大多按纯弯构件计算，按偏压进行验算，所得结果是偏于安全的。笔者参与的多条地铁线路设计总体技术要求，均有此规定。一般情况下，按上述方法设计时，偏压验算都能满足，因此，设计人员往往不进行偏压验算。但是，在板的轴向压力很大的时候，属小偏压构件，如仍按纯弯构件进行配筋计算，受力上偏于不安全。在这种情况下，应按偏压构件设计，按纯弯构件验算，以保证结构安全。 2.对车站侧墙设计的影响 水位的变化对侧墙剪力的大小影响很大，当水位取至抗浮设计水位时，由于底板所受水浮力很大，向上凸起，侧墙向外侧鼓出，导致侧墙外侧土体产生被动土压力，侧墙剪力最大。以一般两层站为例，侧墙在与底板的节点处，剪力可以达到800kN以上，大于不配箍墙（板）构件抗剪承载力。可见，侧向水土压力的取值，对侧墙的剪力设计值影响很大。

地铁区间隧道常见结构的设计

地铁区间隧道常见结构的设计 【摘要】结合深圳地铁2号线工程实例,介绍地铁区间隧道常见结构型式的设计,以用于指导建设实践。 【关键词】地铁;区间隧道;结构设计 地铁区间隧道目前主要的设计方案有暗挖马蹄形断面隧道、圆形盾构断面隧道、明挖矩形断面隧道。每种型式各有优缺点,在设计中需根据不同的地质条件、线路埋深和周边环境加以选择。 1、设计结构型式的选择 1.1 明挖矩形结构经过多年的发展,明挖法施工工艺成熟,方法简单、可靠,施工风险小,容易控制;工程进度快,根据需要可以分段同时作业;浅埋时造价及运营费用低;对地质条件要求不高;防水处理容易。但施工对城市地面交通和居民的正常生活也有一定影响,在施工期间对周边环境有一定的破坏;在明挖影响范围的地下管线需拆迁;需较大的施工场地。对于跨度大、埋深浅、地质条件差且地面环境允许,有施工场地的区间段,应优先考虑使用,以减少施工的风险和减少工程造价。 1.2矿山法马蹄形结构 1.2.1矿山法优缺点分析地铁区间隧道采用矿山法施工,是为适应城市浅埋隧道的需要而发展起来的施工方法,也称浅埋暗挖法。在我国地铁区间隧道建设中已广泛采用。它是采用信息化设计和施工,可以根据施工监测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺,具有适应城市地下工程周围环境复杂、地质条件较差、埋深浅、地面沉降控制严格及结构防水要求高等特点。矿山法施工除在施工竖井或洞口位置需占有一定的施工场地外,对地面交通、管线等干扰较少,对周边环境影响较小;废弃土石方量少;对不同的地质情况及周边环境采用不同的工程措施及施工方法,针对性强;对软硬不均地层,可以采用不同的开挖方式进行处理,处理方便容易。矿山法也有自身的弱点:在施工中容易引起地下水流失,从而引起地面沉降或隆起,在重要管线和房屋周边需采取切实可行的保护措施;在施工中处理不当,容易引起地面坍塌,从而造成对周边环境的影响和引发事故。在施工过程中需严格按施工工艺和要求进行施工,并加强施工中的监控量测工作。跨度大时,需分多步进行开挖施工,工序之间干扰大,施工组织麻烦,施工中存在一定的风险。在设计及施工过程中,需要充分论证和考虑隧道周边的环境和工程及水文地质条件,采用合理的工程措施和施工工艺之后,以上弱点才可以弱化并避免的。因此采用矿山法设计和施工时,必须从隧道施工方法、施工程序、辅助工法的采用等方面进行认真研究。 1.2.2计算简图采用荷载-结构模型平面杆系有限单元法。选取地质条件最差、最不利典型横断面进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。计算简图和计算结果见图1~图3。 1.3盾构法圆形结构 1.3.1盾构法优缺点盾构法施工不仅施工进度快,而且无噪音,无振动,对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响较少。由于管片采用高精度预制构件,机械化拼装,因而质量易于控制。地铁工程建设经验表明,由于采用高精度管片及复合防水封垫,单层钢筋混凝土管片组成的隧道衬砌可取得良好的防水效果,不需要修筑内衬结构。盾构技术的发展,尤其是泥水式、复合式土压平衡式盾构的开发,使之在含水砂层以及砂质黏性土层等地层中进行开挖成为可能,所以当工程地质和水文地质条件以及周围环境情况等难以用矿山法和明挖法施工时,盾构法是较好的选择。而且采用盾构法施工下穿房屋筏板基础时,能较有效控制地面沉降,减少对房屋的破坏。因此,地铁区间隧道采用盾构技术已成为发展的必然趋势。采用盾构法较矿山法施工有施工风险相对较小、对环境的影响较小、工程投资较省等优点。盾构法施工也有一定的弱点。盾构机在匀质地层中施工是顺利的,但是地层软硬不均,尤其是在软

地铁区间隧道施工方法

. 地铁区间隧道施工方法 选择地铁区间隧道施工方案时要考虑如下因素： 1、工程地质条件； 2、水文条件； 3、地形地貌； 4、沿线环境要求； 5、施工单位技术水平（包括施工设备条件）； 6、施工进度要求； 7、经济条件等因素。 一般情况下，在施工图设计阶段设计院已经确定了基本施工方案和要求的基本施工设备。 在沿海地区，地质条件往往是饱和软地层，一般选择盾构法、顶管法、明挖法（但因其对环境影响太大，干扰城市正常持续和居民生活，而不常采用）； 山区城市地质条件往往为岩石，因此采用新奥法施工方案为多。

区间隧道施工方法一览表 精选文档

地铁车站施工方法一览表 精选文档

区间隧道施工方法：目前常用的方法是：明挖法（交通条件允许时）、矿山法（新奥法，在围岩条件良好时采用）、盾构法（土质隧道最常用）。软土暗挖法在埋深较浅、对土体进行了冻结、或注浆、或进行了深层搅拌桩加固、或采用管棚法加固后也有采用。其他方法较少采用。 地铁车站的常用施工方法是：明挖法（最常见）、矿山法（新奥法，围岩条件特别好）、盖挖法及逆作法（半逆作法）（交通繁忙地段常用）。其他方法较少采用。 明挖法与我们普通基坑施工相似，不同之处在于必须有可靠的围护结构，尺寸比我们桥梁的扩大基础要大很多；水位较高时必须采用井点降水。 暗挖法（新奥法）就是我们目前隧道采用的施工方法； 盾构法：需要采用特制的盾构设备，其实就是一种特殊的钻机（我们常见的是垂直作业的钻机，这种盾构设备是一种水平钻机以及配套设施（支护及衬砌设备）。 盖挖法：是明挖法的变异方法，即在围护结构施工完成后，在工作面顶部加盖（便桥），作为车辆通行结构；然后再按照明挖方式的工序施工，即先开挖到基底，再从基底顺做到车站顶棚的方式； 逆做法：盖挖法的一种施工方法，不同之处在于，在加盖后先施工顶棚，再逐层开挖坑内土石方，逐层从高层向底层施工车站结构的一种施工方法。 半逆作法：部分结构属于逆作法，部分结构又采用顺作法的的一