1、1关于地铁车站结构设计合理性分析与研究摘要：地铁车站结构设计是一项非常重要的工作，做好其合理性分析意义重大，本文结合笔者自身经验，在参考了相关资料之后，以明挖法为例对如何做好这方面的工作进行了研究，希望给我们的设计起到一定的指导作用。 关键词：地铁车站；结构设计；合理性； 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 1、引言 地铁在我国的交通中发挥的作用越来越大，而在地铁车站设计方面却还存在着很多不足之处，尤其是目前的设计人员多由民用建筑设计转投而来，但地铁车站结构设计流程和传统设计又有很大的不同。基于此，本文关于这方面研究具有理论和实践上的双重指导意义。 2、地铁车站结构设计中需要考虑
2、的原则 在地铁站结构设计过程中，我们要想确保其结构设计的合理性，必然应遵循以下几点原则： 首先，在结构设计的过程中，要根据使用条件、结构类型、施工工艺以及荷载特性等进行设计。 其次，对于地铁车站结构净空尺寸来说，不仅要满足建筑设计、建2筑限界、施工工艺以及一些使用要求，还要对施工误差、结构变形、测量误差以及后期沉降等进行充分的考虑。 第三，地铁车站结构设计的过程中，要以车站结构类型以及施工方法作为依据，按照相关的规范对施工阶段以及正常使用阶段分别进行强度的计算，并进行稳定性、刚度以及裂缝宽度的计算和验算。一般来说，我们还要依照使用要求、结构类型、环境条件等因素对钢筋混凝土裂缝宽度进行确认。 第
3、四，地铁车站结构设计过程中要对运营、施工、城市规划、防水、防火以及防杂散电流等进行充分的考虑，并按照 100 年使用寿命设计，确保结构具有很强的耐久性。 第五，地铁车站结构设计过程中的抗浮稳定验算要按照最为不利的情况进行，不对侧壁摩擦阻力进行考虑的时候，要确保抗浮安全系数不小于 1.05，如果考虑侧壁摩阻力，则要确保其抗浮安全系数不小于1.15，如果满足不了这一要求，则应采取相关的抗浮措施。 第六，地铁车站结构设计的时候要进行抗震验算，并且按照抗震设防烈度提高一度的要求进行抗震构造措施的选择，进而提升整体抗震能力。 第七，设计过程中要对施工给车站周边所带来的影响进行充分考虑，降低其负面影响。
4、第八，地铁车站结构要进行人防荷载的验算，在核爆炸作用下，动力分析采用等效静载法，主体结构及出入口按等效静荷载均匀作用在结构各部位上进行计算。 3最后，针对深基坑支护结构以及其相关构件来说，要符合稳定、强度以及变形的要求，当使用降水措施的时候，要对地表沉降量进行严格的控制，确保重要管线以及邻近建筑物的管线能够正常的使用，此外我们还要依照安全等级提出相应的监测要求。 最后，地铁车站结构的耐火等级应为一级。 3、地铁车站结构设计的合理性探讨 在地铁车站结构设计的过程中，每一种方法都有其对应的特点，受制于篇幅，对所有方法结构设计的合理性进行探讨是不现实的，本文将结合应用非常广泛的明挖法对这一问题进行分
5、析。具体来说，地铁站结构设计中合理性要体现在以下几个方面： 3.1 初步设计阶段 地铁工程属于一个非常庞大的工程，各部分专业之间会相互牵制，而初步设计阶段属于各专业进行沟通、协调的关键时期，这一阶段工作做不好必然会给后期设计带来很多的麻烦，具体来说，我们要做到以下几点： （1）做好勘探以及资料的收集工作，具体来说，包括了管线类型、材质、直径走向信息的收集；地面交通状况的了解；基坑开挖的影响；站址附加是否存在合理的车站施工用地，要确保施工场地靠近车站的主体结构，一般来说，施工场地应该在 4000?到 5000?的范围之内，有盾构始发的车站还需满足盾构始发的场地要求。 （2）对周边的环境信息进行收
6、集，以此作为车站结构以及施工可行4性的依据。具体来说，以下几点工作是必须的： 首先，结合车站埋深以及平面位置提出关于对车站站位起控制作用管线的迁改方案，在这个过程中，管线迁改要满足其相关的设计要求，如果管线不能迁改，则要进行相关的沟通以解决这一问题。此外，还要对市政管线中的雨水管、污水管以及中水管进行认真的考虑，并给予重视。 其次，需要确定合理的交通疏解方案，一般来说，机动车道依照 3.5m 处理，人行道依照 2m 处理 ，机动车道转弯半径则依照 30m 处理。另外，不同施工顺序也各有优缺点，我们要结合实际的情况来选择最合适的施工工序。 （3）结构尺寸拟定及辅助计算。在这一工作中，我们要做的工
7、作有以下几点： 首先，结合周边环境、地质条件等，利用对控制断面的试算，确定一种合理的、经济的围护结构尺寸，确保基坑被影响的范围在要求之内。其次，在主体结构设计过程中，主要要做到结构布置合理，并利用对控制断面的计算，确定纵梁、板、柱结构尺寸的合理性。 另外，还要注意的问题有：要准确计算盾构始发、调出井位置孔边梁尺寸，因为其会给结构外轮廓造成比较大的影响，要对主要结构构件和线路中心线距离始发符合要求进行核实，要判断中板上横梁截面尺寸是否符合要求等。 3.2 施工图设计阶段 5（1）围护结构设计 主要设计流程及需要注意的问题： 首先，要结合地质的具体情况，对围护结构方案的经济性、安全性以及合理性进行
8、充分的考虑，在对比各种围护结构的优缺点之后结合实际情况选择最合理的方式。 其次，在围护结构设计过程中，我们要注意以下几点：围护结构尺寸最好不要进行太多的变化；集水井位置围护结构尺寸以及配筋要通过计算进行确定，相对于标准段要加强；如果车站有临时铺盖系统的设置，则要核实计算此位置的桩间距、桩长以及桩沉降；必要的时候要对围护结构进行裂缝验算；同一层支撑中，支撑的布置既要满足计算要求，也要符合施工要求，对于钢支撑间距以 3m 为最佳，上下层支撑不可交错布置，应相互对应；支撑竖向布置过程中要满围护桩内力最小且正负弯矩一致这一原则；做好支撑体系的选择；计算斜撑轴力的时候，应取为水平力以及有效支撑力的合力。
9、 （2）主体结构设计 首先，要结合围护结构以及内衬连接形式选择最为合理的结构计算模式，以下为三种结构计算模式：钢接结构（协调变形法） 、叠合结构（共同变形法） 、重合结构（压杆法） 。对于车站主体结构标准段，在其使用阶段将会被简化成横向平面受力结构，要按照弹性地基上横向等代闭合框架计算。 其次，在结构设计过程中，要结合结构类型，并以有可能出现的最不利组合为例，按照相关规范进行计算，计算过程中还要对施工中荷载6变化进行充分的考虑，然后结合这种变化进行分阶段进行计算。 第三，在建模计算过程中，要分别计算常水位以及抗浮水位，并以最不利工况做为参考；如果顶板覆土厚度不大于 3m，则应对人防工况进行核实
10、；地铁抗震计算理论当前还存在着很多不合理的地方，因此我们要以构造措施为辅，概念设计为主，并控制好柱轴压比；对于不同的主体结构构件的计算，要选择合理的方法。 4、结语 文章结合明挖法对地铁车站结构设计中需要考虑的原则以及地铁车站结构设计的合理性进行了分析，具有一定指导意义。但是限于篇幅，很多细节之处无法展开，因此还需要同行对本文进行指正，并对这方面的内容进行进一步的学习和探索。 参考文献 1 张洋.城市地铁车站结构设计浅析J. 中国勘察设计. 2011(04) 2 姬利伟.地铁车站出入口设计方法J. 铁道标准设计. 2011(07) 3 林蓼.地铁车站结构设计方向展望J. 铁道勘测与设计. 2011(01) 4 项策民.无锡地铁胜利门车站设计构思J. 铁道勘测与设计. 2009(04) 75 刘嘉,王余鹏.浅谈明挖地铁车站主体结构施工方法及工艺流程J. 科技信息. 2011(06)
