装配整体式地下车站中板大开孔力学性能研究

研究目的:装配式地下车站符合国家大力发展绿色建筑的倡导,近年来逐步得到应用。本文基于无锡至江阴城际轨道交通南门站采用的装配整体式车站结构体系,提出中板大开孔处孔边结构的设计方案,并对该孔边结构进行力学性能分析,为装配整体式车站的孔边结构体系应用提供理论依据。研究结论:(1)装配整体式车站在中板大开孔处采用叠合装配孔边结构方案合理可行,具有装配率高、免支架模板、施工快、不占用建筑净空、孔边构件刚度大的优点;(2)方案无论是在施工阶段还是在使用阶段,承载能力和变形均满足要求,结构安全可靠;(3)施工阶段,横向孔边梁(MYZAL(Y)梁)和纵向孔边梁(MYZAL(X)梁)安全冗余度相对较低,需控制开孔长边尺寸和施工荷载;(4)永久使用阶段,叠合孔边构件刚度显著大于现浇孔边构件;(5)本研究成果可在装配式地下车站中推广应用。     

地铁建设工程中TBM中板步进过站技术

为研究隧道掘进机(TBM)从施作好的地铁车站中板上整体步进过站的技术,依托重庆地铁6号线工程,设计"弧底导轨"TBM中板步进过站方案和车站中板加固方案;通过数值模拟实际工况和对施工过程的监测,验证设计方案的合理性。结果表明:TBM中板步进过站时,采用"弧底导轨"方案合理可行;在弧形导台沿TBM步进方向设置上翻梁以及梁下设置钢支撑体系,可保证TBM过站时中板结构的安全;中板结构受TBM荷载影响的范围主要集中在TBM机头作用点前方10m至后支撑作用点间的27m区域内;"弧底导轨"可有效地将TBM自重荷载传递给钢支撑体系和底板,确保中板结构的安全;车站中板内的上翻梁和梁下的钢支撑体系加强了中板结构的整体刚度,减小了变形开裂,保证了TBM过站后地铁车站的安全运营。     

装配叠合整体式地下车站关键技术研究

针对装配叠合整体式地下车站在国内应用少、无法大范围推广的问题,以无锡S1线南门站为例,对装配叠合整体式地下车站建筑一体化、构件和节点受力、抗震性能、防水等问题进行研究,研究结果表明：建筑一体化研究可实现结构系统、设备与管线系统、内装系统的多系统整合,促进装配式地下车站的质量提升;车站板、墙、梁及柱等构件采用叠合结构形式能满足施工和使用阶段受力要求;装配叠合整体式地下车站叠合结构型式能满足中震、大震的抗震性能要求;混凝土结构自防水、外包防水及节点细部防水研究能满足地下车站防水设计和使用要求。该装配叠合整体式地下车站关键技术,可为装配式技术在地下车站建设应用提供参考。     

北京地铁车站结构设计细节优化及先进止水工艺的应用

以北京地铁16号线地下车站为工程依托,总结了车站结构设计细节和基坑施工工艺的优化经验.基于工程地质及水文地质特性,选择安全经济适用的地下连续墙接头;根据地下连续墙受力特点进行分段配筋;优化钢支撑端头支撑形式.将车站公共区楼扶梯开洞处的传统下垂梁调整为暗梁,以减小中板开洞面积;统一公共区楼扶梯及其下方三角用房做法,增加站...     

新型装配叠合整体式地下车站关键技术研究

结合无锡地铁首次在软土富水地区、基坑多道支撑条件下建造新型装配叠合整体式地下车站工程,对建造关键技术研究与应用策略进行全面探讨。阐述国内外预制装配式地下工程的发展现状以及 BIM 技术在地下车站中的应用概况,提出新型装配叠合整体式地下车站新型结构体系,对地下车站预制装配关键技术研究与应用进行分析。     

地铁车站基坑预制桩-墙结构设计与受力分析

研究目的:复合墙与叠合墙是支护结构与主体结构相结合的典型结构形式,近年来得以迅速发展并被广泛应用于明挖地铁车站基坑工程中。本文以济南市轨道交通R1线演马庄西站装配式车站为工程背景,分别按照复合墙与叠合墙两种组合形式对基坑预制桩-墙复合围护结构体系进行计算,对比分析在自重以及水反力两种工况下车站主体结构和支护结构的受力情况和承载性能,从而确定较为合适的车站基坑围护结构方案及其结构设计计算方法。研究结论:(1)采用复合墙结构形式,需注意主体结构底板跨中、支座以及顶板跨中等部位的受力情况及承载性能;(2)叠合墙结构形式中主体结构内墙与围护结构之间能够有效传递剪力和弯矩,预制围护桩能够与主体结构形成整体以承受外部荷载,具有较好的承载性能;(3)采用预制桩-墙叠合结构形式的结构设计,不仅可以考虑适当减薄主体结构内墙厚度或减少配筋,而且可在满足结构承载力性能的前提下达到节能环保的目的;(4)本研究成果可为地铁基坑桩墙结合设计及结构形式选择提供理论支撑与技术参考。     

暗挖地铁车站大跨度拱形中板的设计研究

为实现地铁车站站台层大跨度无柱功能,以青岛地铁1号线薛家岛站拱形中板的设计为背景,运用有限元方法分析研究不同形式中板在静力及地震作用下的结构受力特性。分析结果表明:(1)静力分析中,拱形中板较其他形式中板而言,仅轴力值较大,其余内力及变形值均相对较小;跨中弯矩在外侧水土压力作用下为负弯矩,并呈正比例变化;受空间作用影响,洞口梁及节点处应力集中明显,梁扭转效应明显。(2)抗震分析中,E2、E3作用下得出中板时程位移曲线,最大层间位移角均满足规范限值要求; E2作用下,拱形中板构件内力较非地震工况增幅约25%。     

桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案及工程应用

明挖法施工的装配式地铁隧道基坑围护桩通常为现场浇注混凝土桩，且只作为基坑开挖阶段的挡土结构，不将其作为侧墙永久结构的一部分，这种结构设计方法偏于保守，导致资源浪费。为此，提出桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案，其主要特点是：基坑围护桩和隧道结构均采用预制结构且叠合布置，围护桩既是基坑开挖期间的临时挡土结构，同时也是隧道侧墙永久结构的一部分。以济南市济阳有轨电车明挖区间隧道工程为背景，开展围护桩和隧道侧墙叠合方案的比选。基于不同叠合方案结构受力分析和叠合施工方便性的综合考虑，提出在围护桩和隧道侧墙四角点进行叠合连接的措施；详细讨论了“桩-墙叠合方案、基坑预制围护桩布置、隧道主体结构装配分块、桩-墙叠合连接方法”;最后结合本工程试验段的施工，阐述了桩-墙叠合明挖隧道装配施工的关键工序及解决措施。     

预制装配式地铁车站肥槽回填施工力学行为研究

依托长春地铁2号线袁家店站预制装配式地铁车站,利用MIDAS GTS NX软件建立单环地层-结构模型,考虑肥槽分级回填,分析回填不同材料时车站结构在位移、变形、内力等方面的变化趋势和分布规律,找出预制装配式结构的薄弱部位。结果表明:结构的薄弱部位主要集中在拱肩、拱脚及边墙底部;回填素混凝土与回填土相比结构内力和变形差异较小;拱脚处施加钢支撑可显著改善结构拱脚处的受力。研究结果可为预制装配式地铁车站的设计和施工提供参考。     

近接既有地铁结构施作超宽明挖基坑的围护结构设计

16号线丰台南路站采用明挖法施工,与9号线已建成丰台南路车站密贴施工。先期施工段围护结构设计时解决以下问题:合建段基坑开挖及16号线车站结构建成后,对既有9号线车站结构受力影响;基坑围护结构非对称受力计算方法及计算模型研究;超长长度,大规格钢支撑受力,整体稳定计算;大规格钢支撑连接接头、钢围檩构造、围檩与围护桩连接的支撑节点等设计;施工监测中,结合支撑受力特点,增加钢支撑挠度监测,确定监测方法、频率、变形控制指标等研究。基坑施工周边建筑物的环境风险源保护研究。     

地铁换乘车站深基坑支护体系测试研究

研究目的:城市地铁换乘车站基坑施工难度大,维护结构安全性和稳定性尤为重要。针对某换乘车站工程地质条件、周边建筑环境和工艺特点,选取合适的围护方案和水平支撑体系。采用现场测试方法,分析基坑围护桩水平位移和钢支撑轴力变化规律,得出城市地铁换乘车站基坑支护有益结论,为相类似工程提供借鉴。研究结论:基坑开挖过程中,围护桩的变形随着开挖深度的增加而增大,由于桩顶设置有冠梁,围护桩变形最大值出现在开挖深度的中下部,随着开挖深度的增加,最大位移值的位置也随之下移。支撑轴力值在开始时增加量很大,随着基坑的开挖和下一道支撑的安装,变化幅度不大;施工过程中各道支撑的实测轴力占设计值百分比均小于70%。     

钢支撑轴力伺服系统在车站深基坑支护的应用

深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际高速铁路桥梁,地处填海区软弱淤泥地层,为减少地铁车站深基坑施工对城际铁路桥梁结构的影响,采取对桥梁基础进行隔离桩保护、支护结构加强等辅助措施,并利用钢支撑轴力伺服系统实时控制地铁基坑变形.目前地铁主体工程已完成,结果表明,在采取以上措施后,满足车站基坑施工与高架桥变形的安全性要求.     

非连续纵向结构体系单柱地铁车站横向地震响应分析

依托某地下双层单柱车站,考虑中板孔洞、中板纵梁局部中断的结构特征,建立非连续纵向结构体系的三维计算分析模型,采用三维反应位移法和非线性时程分析法,分别就E2、E3地震作用下结构体系的横向地震响应进行分析,得到分析结论:在E2、E3地震作用下,非连续纵向结构体系横向抗震性能满足规范要求;中板孔洞区段、非连续中板纵梁区段是...     

新型预制装配式地铁车站结构横断面受力性能研究

预制装配式地铁车站具有能缩短工期、改善施工质量等优势。结合地铁车站主体结构常用的双层三跨矩形断面形式,建立了整体有限元模型,研究了这种新型预制装配式结构在使用阶段的受力变形规律,为预制装配式地铁车站在未来的工程应用提供力学支撑。     

附属结构施工对装配式车站结构的影响分析

为确保附属结构施工过程中装配式车站主体的安全与稳定,需要了解附属结构施工过程中装配式车站主体结构的力学规律。以深圳地铁装配式车站13号线市中医院站为工程背景,通过有限元数值计算,对附属结构的施工过程中装配式车站主体的内力和变形进行分析。计算表明：①附属结构基坑开挖导致主体结构整体有向附属开挖一侧变形的趋势,结构内力出现重分布,附属结构施工开挖过程中主体拱顶弯矩最大增幅在开挖1阶段;②在附属结构施工过程中可以采取主体顶板上方设置临时支撑、主体拱顶对拉连接、加强支护刚度等措施对装配式车站主体的内力及变形进行控制,其中主体顶板上方设置临时支撑措施的效果显著。结合设计措施的计算及实施情况对控制措施的设计应用进行研究,为装配式地铁车站的设计提供借鉴。     

基于梁-复合弹簧模型的装配式车站地震反应研究

基于装配式车站结构现有研究成果,建立适用于装配式地铁车站结构的梁-复合弹簧简化动力分析模型,通过与三维实体模型分析结果对比,验证该模型的有效性,并应用该模型开展装配式地铁车站结构与同型现浇结构的横向地震反应对比分析。结果表明：水平地震作用下,装配式车站结构和同型现浇结构的变形差异不大;其截面内力波动趋势与现浇结构一致,且均在同一时刻达到峰值;其典型截面的弯矩及弯矩波动幅度均小于现浇结构,其注浆式榫槽接头减小了结构截面弯矩及弯矩波动的幅度,减弱了结构在地震作用下的弯矩响应。该研究可为预制装配式地铁车站结构抗震计算提供技术支持,为预制装配技术应用于地下结构建设提供参考。     

肥槽回填对装配式地下车站结构的力学影响

肥槽回填是明挖装配式地下车站的主要施工阶段,对装配式地下结构的内力和变形有重要影响。针对肥槽回填阶段装配式地下车站结构的力学特性,建立增量法结构计算模型,对不同肥槽的回填材料、回填方案以及中板结构施作的先后次序等工况下的装配式地下车站的结构进行分析,研究不同工况对装配式地下车站结构内力和稳定性的影响。研究结果表明：①采用常规土体材料进行肥槽回填,其回填荷载会导致该阶段装配式结构部分的接头内力超过接头承载能力,回填荷载作用下结构有失稳趋势(拱脚支撑受拉);②采用结硬性材料进行肥槽回填,不同分层方式的回填方案对装配式结构的接头内力和稳定性影响差异较大,其中结硬性回填材料一次性回填对结构的影响比常规土体回填更大,分多层回填时能有效降低回填荷载的影响,采用4次分层回填方案,结构受力与变形均有大幅改善,能确保结构稳定性,使接头承载性能满足要求;③在肥槽回填之前施工中板结构,能大幅改善肥槽回填荷载对结构接头承载能力和稳定性的影响,各种回填方案均能满足结构受力和稳定性的要求,因此中板施工前置工况可降低对肥槽回填材料和方案的要求,不排除今后采用较低强度结硬性材料回填的可能性。     

考虑既有地下连续墙影响的地铁车站外墙优化设计

深入分析了既有深基坑地下连续墙的实际刚度对车站结构设计内力及实际配筋的影响,考虑了承载力极限状态、正常使用极限状态和人防组合状态等3种情况的极限包络。在车站结构设计中,考虑包括地下连续墙在内的围护结构共同作用进行优化设计,可有效提高材料利用率,节约社会资源。     

深孔注浆止水帷幕技术在地铁明挖车站中的应用

文章对北京地铁14号线某车站在深基坑土方开挖施工中应用深孔注浆止水帷幕技术进行基坑水处理施工的实例做了介绍,包括注浆孔布置、注浆加固设计参数、质量控制、注浆止水帷幕效果等。该项技术在北京地铁基坑降水施工中首次大面积应用,并取得了成功的经验。