新型装配式地铁车站智能设计关键技术研究

装配式结构具有施工周期短、施工精度高、建设成本低等优势,在地铁车站结构设计中有非常广阔的应用前景,是目前地铁车站发展的重要方向。为提升装配式结构设计效率以及加快装配式结构推广应用,针对装配式地铁车站特点,将参数化引入到装配式地铁车站结构设计中,确定车站结构的参数化特征,通过智能算法建立车站结构分块内部及分块之间的联动机制,采用基于VBA的CATIA二次开发技术和基于Python的ABAQUS二次开发技术,将参数化设计与智能有限元计算相结合,开发了装配式地铁车站结构智能设计程序,创新了装配式地铁车站结构从方案设计、参数优化到结构计算的一体化设计工作。结果表明,该技术可将装配式地铁车站的建模及结构计算效率提高30%以上,缩短了设计周期,降低了冗余人力与时间成本。     

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.     

地铁装配式车站机电装修一体化设计研究

随着地铁建设的大规模开展,其车站建设劳动力成本大幅增加、占用城市道路等公共资源的问题越发凸显。为此,深圳市轨道交通四期调整工程的部分车站开展装配式建筑形式试点,旨在节省劳动力,缩短建设工期,为分析建设成本提供数据,为装配式车站在深圳地铁的应用推广积累经验。文章以深圳市轨道交通四期调整工程某一装配式地铁车站为例,对机电装修一体化设计进行详细介绍,分析一体化设计要点,并提出相关建议及机电装修一体化设计理念、思路,以期为后续同类车站建设提供参考和借鉴。     

矩形装配式地铁车站结构方案及 力学性能分析

为研究矩形装配式地铁车站力学性能,聚焦深圳地铁五期项目中研发并应用的矩形全预制装配式车站结构方案,结合采用干式连接的全预制装配式结构方案的演化过程,详细介绍矩形结构方案的断面设计方案、结构分块及接头、梁柱内支撑体系和静动力力学特性等多个关键方面.矩形装配式车站结构方案可灵活适应不同站台宽度要求,采用通用可调模具有效提高了矩形结构方案构件通用性.同时,矩形结构可适用于三层两跨或两层三跨等不同型式车站的结构拓展.此外,通过足尺接头试验验证矩形装配式车站接头的抗弯承载性能,验证已有接头研究的理论计算方法在接头构造尺寸变化条件下的适用性.研究成果旨在为后续装配式结构设计与工程应用提供经验与参考.     

大型装配式地铁车站构件连接及拼装定位关键技术研究

针对大型装配式地铁车站施工工艺进行研究,分析构件连接及拼装定位等关键技术,介绍拼装质量保证措施,并进行工艺效果分析。经研究,装配式地铁车站相较传统施工工艺工期缩短1年以上,成本较传统盖挖法和暗挖法低。该工艺技术具有较大的推广价值。     

新型预制装配式地铁车站结构及造价指标研究

研究目的:国家及地方政府正在大力发展装配式建筑,城市轨道交通行业也在积极开展装配式技术方面的研究,而造价偏高是影响装配式建筑发展的一个关键因素.为合理控制装配式地铁车站造价,本文以一个地铁车站为研究背景,通过设计方案优化,提出一种新型预制装配式地铁车站结构,采用单价分析法对装配式地铁车站结构造价指标进行研究,并对地铁车...     

装配式地铁预制构件连接方式研究综述

[目的]预制钢筋混凝土构件的连接方式对装配式地铁的安装便捷性和结构稳定性至关重要。然而,目前相关研究多为局部分析,缺乏对连接方式的系统性综述与比较。因此,有必要对装配式地铁预制构件连接方式的研究现状和技术进展进行全面总结,为技术选择与优化设计提供科学依据。[方法]系统梳理了现浇连接、钢筋灌浆套筒连接、螺栓连接、焊接连接及钢构件快速连接等5种主流连接方式在国内外的研究进展。结合具体工程案例,深入分析了这些连接方式的优缺点及其适用场景。[结果及结论]现浇连接和钢筋灌浆套筒连接作为湿连接方式,展现出较高的承载能力和可靠性,但它们的施工周期较长,工艺相对复杂,特别是现浇连接易受施工环境限制,影响效率;钢筋灌浆套筒连接虽减少了浇注工作量,但对技术要求严苛且成本较高。螺栓连接、焊接连接与钢件快速连接作为干连接方式,无需湿作业,施工相对简便。然而,螺栓连接工序繁琐,承载能力有限;焊接连接对工艺水平要求较高,且对工况敏感;而钢件快速连接则以其施工快捷、质量可靠及承载能力强的综合优势,在复杂工况和空间受限环境中尤为适用。     

装配式地铁车站预制中板梁柱设计方案研究

以深圳地铁内支撑体系下的装配式车站为工程背景,研究车站预制中板梁柱设计的关键技术：中板设计需同时满足基坑支撑的受力转换及车站流水拼装的工艺要求;中板设计需满足吊装、拼装、基坑受力转换、正常使用等工况的受力要求;中板设计需满足楼梯及扶梯开洞的受力需求。针对以上问题,研究车站采用预制+叠合型式中板结构的流水拼装步序,对拼装步序中围护、中板结构受力及变形进行分析;通过采用预制+叠合结构型式的中板结构以满足施工阶段和使用阶段的受力要求;针对中板开设大孔洞的设计难点,通过孔内设置型钢支撑来满足拼装及基坑受力转换的需求,车站拼装完成后在孔边现浇纵横梁、叠合层等形成孔边加强结构,然后切除孔内型钢支撑形成永久开孔;并通过设置抗剪连接、叠合层、纵横梁体系等措施满足开孔受力需要。预制中板的设计措施研究,实现了地铁车站的全断面装配,进一步提高了地铁车站的装配率及流水拼装的工效。     

柔性接触网绝缘锚锻关节新型连接线夹研制

对广州地铁一号线柔性接触网绝缘锚段关节处发生的断线故障进行分析,找出故障发生的原因,并设计出新型线夹,可改善连接线端的受力状态,彻底解决了原线夹无法检查线端燕尾槽状况的问题,达到及时发现异常情况的目的.     

地铁车站与商业连接型式及接口防火设计

地铁与周边商业连接有很好的客流吸引作用,然而地铁是人员密集场所,商业尤其是地下商业火灾危险性较高,若不处理好接口的防火设计,一旦发生火灾,将产生灾难性后果.文章根据规范,参考相关图集并结合实际工程案例,对地铁车站与商业连接型式及接口防火设计进行系统阐述与分析,以期为后续的类似工程设计提供参考.     

地铁车站装配式出入口接缝抗震性能试验研究

研究目的:装配式混凝土技术因其生产高效、便于连接、节能环保等优势逐渐广泛应用于地下结构,针对装配式构件连接抗震性能较差的特点,本文提出一种型钢插入式连接的装配式出入口结构,并探讨其接缝抗震性能。通过采用低周反复试验,得到型钢连接节点的承载能力、耗能能力、刚度、破坏形态等指标,并对型钢承插接口的抗震性能进行评价。研究结论:(1)试验及分析结果表明,试件破坏形态均为侧墙整体受弯延性破坏;(2)与现浇试件相比,装配式试件峰值承载力、刚度、延性及耗能等指标与现浇试件基本接近;(3)在保证峰值承载力基本相当的前提下,型钢长度500 mm的试件具有较好的延性与耗能性能,且相对经济,建议作为装配式出入口接缝连接构造的优选方案。     

地铁预制装配式车站结构榫槽式预应力接头抗剪性能研究

[目的]在沉井法预制装配式地铁车站下沉施工过程中,包络车站主体的链刀设备会对已拼合的装配式结构接缝产生较大的横向剪切作用。因此,需设计一种新型接头形式,并对其抗剪性能关键指标进行重点研究,以保障施工及运营阶段的安全性与耐久性。[方法]以长春地铁某预制装配式车站侧墙横向接头为研究对象,建立了新型榫槽式预应力接头的精细化数值模型,针对预应力钢绞线和预应力螺栓连接的榫槽接头构件进行了四点剪切试验,并对接头构件的变形、混凝土的损伤规律进行了系统分析。[结果及结论]在剪力加载过程中,两种预应力接头均先表现为凹侧构件榫槽底部和斜向延伸的混凝土损伤,随后手孔位置出现应力集中现象和贯通构件的直线损伤。在接头连接件长度相同的工况下,当剪力增加到1 100 kN时,预应力螺栓接头最大位移小于0.5 mm,相比预应力钢绞线接头表现出更强的抗剪刚度。接头连接件长度较短时未完全参与接头构件的整体抗剪受力或导致构件提前破坏。     

城市轨道交通装配式地下车站新型构件连接方案的抗剪及抗震性能分析

[目的]为了进一步推广地下装配式结构在城市轨道交通工程中的应用,应对城市轨道交通车站明挖装配式出入口施工的关键技术(尤其是新型构件连接方案)进行研究.[方法]设计了由2块尺寸相同的不等边C形标准构件(有2道横向裂缝)拼接而成的城市轨道交通车站装配式出入口结构,基于此结构提出了 一种新型的构件连接方案.通过模型试验及数值模拟,研究了该新型连接节点的抗剪性能和抗震性能,得出了不同受力条件下的荷载-位移曲线、抗剪形态、抗震耗能及延性等指标,验证了该新型连接节点的可靠性.[结果及结论]装配构件的截面抗剪承载力远高于传统现浇截面抗剪承载力;型钢的存在可以充分保证试件的抗剪能力;\"承插接口+型钢插板\"是一种可靠的连接方式,其各项性能与现浇试件相比大致相当;型钢插入长度的变化对接缝处裂缝及其最大承载力的影响很小,建议选用的型钢插入长度等与构件厚度一致.     

内支撑体系下装配式车站基坑支护受力研究

以深圳地铁装配式车站中医院站为工程背景,结合车站所处的工程地质条件以及装配式车站的施工工序,采用ABAQUS有限元分析软件,建立地层-结构模型,重点分析装配式车站施工过程中基坑的变形规律、支撑轴力变化规律及倒换接续支撑的受力特点。首先,分析装配式车站基坑变形,主要分为开挖阶段和车站拼装阶段,地连墙总变形为10.31 mm,其开挖阶段占比较大,占总变形的88.6%,开挖过程中基坑变形趋势与现浇车站一致;其次,在支撑倒换及结构拼装过程中,地连墙变形占总变形的11.4%,变化范围为0.05～0.99 mm,其变形的量值及变形的范围同现浇车站均存在较大的差异;再次,分析拆撑、换撑的工序及受力特点,拆撑及换撑是装配式车站施工的重要施工步序,在靠近拆撑环的中板临时支撑轴力较大,占整个换撑轴力的80%,因此在布置接续撑时,靠近换撑的1环接续撑数量可适当增加,远离换撑1环接续撑可减少支撑数量;最后,对比数值计算和现场监测结果,两者的变化规律基本一致,验证数值分析的有效性。     

地层环境对单拱大跨装配式车站结构力学性能影响分析

随着装配式车站在滨海城市的建设,软弱土体对车站结构力学性能的影响成为备受关注的问题之一。以深圳地铁某装配式车站为工程背景,采用Midas-GTS有限元分析软件,建立地层-结构模型,分析单拱大跨装配式车站的力学特征,探索不同弹性模量、泊松比、地层条件、覆土厚度对地下车站结构变形、受力及接头内力的影响和规律,对装配式车站结构的地层适应性提出理论依据和结构设计指导。结果表明：①在泊松比不变的情况下,弹性模量对车站结构力学性能影响较大,当弹性模量从15 MPa增大到60 MPa时,弯矩减小了44.58%;并且这种影响是非线性的,弹性模量在15～30 MPa区段变化时结构变形较为敏感,当弹模达到45 MPa以上时,敏感度下降;②地层条件对结构顶板跨中和拱脚支座内力影响较大,强风化地层相对填土地层拱顶弯矩减少了约29.62%,而对侧墙内力影响较小,对BC接头影响较大;③当装配式车站所在土层为填土时,BC接头弯矩冗余量非常小,在结构设计时需要对接头进行加强,或者对地层进行适当改良;④在硬塑地层中,当覆土厚度从3 m增加到5?m时,BC接头弯矩冗余量减少了35.37%,但接头冗余量均达到29%以上,接头的安全性储备较大,接头可靠。     

考虑套筒灌浆缺陷影响地铁车站装配式轨顶风道力学性能研究

为掌握套筒灌浆缺陷对地铁车站装配式轨顶风道影响,采用有限元数值模拟,选取套筒灌浆端部缺陷、中部缺陷、底部缺陷及钢筋偏心缺陷等四种常见缺陷,研究存在套筒灌浆缺陷装配式轨顶风道力学性能及钢筋螺栓应力变化。研究结果表明：采用套筒灌浆连接的装配式轨顶风道,套筒灌浆连接处出现应力集中,钢套筒及灌浆料所受拉应力由顶部向底部逐渐增大;与无套筒灌浆缺陷情形类似,套筒灌浆缺陷对轨顶风道变形影响较小;存在套筒灌浆底部缺陷的套筒灌浆连接边缘处应力甚至大于混凝土抗拉强度,致使套筒灌浆连接周边混凝土易出现破坏,影响结构安全。研究成果可为套筒灌浆连接在地铁车站预制装配式轨顶风道建设中的应用提供参考。     

装配式地铁车站结构接缝防水关键技术研究与应用

装配式地铁车站结构的接缝防水性能一直备受行业的关注,针对装配式车站的结构构造、构件制作及施工工艺等特点,对与接缝防水性能高度相关的“接缝张开量”和“密封垫错位量”两个关键参数的主要影响因素和控制指标进行分析,结合密封垫防水性能试验研究及实际工程应用监测结果,充分论证接头接缝“两垫+一注+一嵌”多道防线的关键技术。双道密封垫以三元乙丙橡胶(EPDM)弹性密封垫作为主防水,复合遇水膨胀橡胶作为加强防水,形成复合式多孔多槽形密封垫,密封垫为接缝防水主要防线,注浆和嵌缝为辅助防线。研究和实际应用表明,装配式车站结构的接缝防水,不仅在防水构造措施方面与盾构隧道不同,而且在各项控制标准方面也存在较大差异,张开量10 mm、错位量5 mm是装配式车站结构接缝防水性能控制的合理指标;单道防水密封垫,在张开量10 mm、错位量5 mm的情况下,能抵抗水压力1.0 MPa,满足埋深30 m车站结构抵抗2～3倍水头压力的性能要求,并在使用100年后,仍存在约67%的残余应力值,具有长期耐水压性能;双道防水密封垫,较单道密封垫防水性能提高有限,提高率在20%～30%之间,但在衬砌外道密封垫出现局部漏水时,双道密封垫的优势显著;从接缝合理张拉锁紧荷载的角度考虑,三元乙丙橡胶密封垫的硬度需要较常规盾构隧道密封垫降低5 SHA,即采用60 SHA,其单位长度完全压缩荷载指标不大于40 kN/m。目前已建和在建车站工程,实测结构接缝最大张开量和表面最大错台量均满足接缝防水性能控制标准的要求,在未设置外包防水层的情况下,接缝无渗漏水现象发生。     

装配式车站结构纵向张拉力影响因素及控制研究

装配式车站先后在长春、青岛、深圳等地得到了广泛应用,装配式车站的接缝宽度是决定其拼装质量及防水效果的重要因素。为了进一步提高装配式车站的拼装质量,更好地控制装配式车站的接缝宽度,以深圳地铁装配式车站设计方案为例,重点分析影响装配式车站纵向张拉力的影响因素及控制方法。分析结果表明：影响装配式车站纵向张拉力的因素主要有张拉点位的布置、弹性密封垫橡胶材料的硬度、构件与接触体的摩擦力以及张拉过程中构件的施工姿态。橡胶密封垫的硬度是纵向张拉力的主要影响因素,应根据橡胶密封垫的硬度采用不同的张拉力控制值,以达到接缝要求的控制宽度;纵向张拉点位对橡胶密封垫的压紧均匀程度影响较大,在长大构件中纵向张拉点位间距在4.3～6 m之间,可有效控制沿纵向长度方向密封垫的压缩量差在1 mm以内;侧墙构件以及拱顶构件在吊具没有完全卸载的情况下张拉,可有效减少构件平动对接触防水密封垫的影响,同时有利于构件张拉到位;通过对施工现场纵向张拉力的监测,每环的张拉力并非定值,多分布于295～310kN,侧墙、顶板构件的张拉力略大于底板构件的张拉力。     

客流预测成果在地铁车站设计中应用及预测值偏小的影响分析

阐述轨道交通客流预测成果在地铁车站设计中应用及影响,并对设计中如何合理利用客流预测成果进行探讨。