适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构的制作方法

[0001]
本发明涉及轨道交通技术领域，涉及一种轨道交通地下车站结构，特别涉及一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构。


背景技术：

[0002]
地铁车站作为城市轨道交通的枢纽站点、地面客流的集散点，联系着地面与地下的客运功能，其安全稳定是最为重要的。同时，地铁车站造价相对较高，因而，地铁车站结构型式的选择应在“安全、经济、方便施工”的基础上经多方案比选确定。目前，国内外一般采用优势明显的明挖地铁车站设计方案，车站主体结构一般采用现浇钢筋混凝土箱型框架结构。根据目前在建及已运营地铁车站的实际情况，无柱单跨箱形结构仅在车站标准断面站台宽度小于9m时使用；当站台宽度超过9m时，根据站台的宽度不同车站标准断面可采用单柱双跨或双柱三跨箱形结构。
[0003]
对于站台宽度超过9m的地铁车站，车站结构一般采用单柱或者双柱外加纵梁的结构形式；虽然“梁、板、柱、墙”结构形式在受力及经济性上较为合理，但大量结构柱的存在极大地降低了站台、站厅的空间利用率，造成车站内视野不开阔，站台客流不顺畅，影响地铁的服务水平。此外，在车站中设置纵梁，还会对站内各类管线的布置及市政管线的回迁造成影响。
[0004]
目前，在地铁车站设计中广为采用结构比较经济合理箱型框架形式。基于经济性和使用功能的综合考虑，当站台宽度超过9m时，车站一般会设柱，使之成为单柱双跨或多柱多跨车站。由于站台上设有立柱，自动扶梯、楼梯的布置均受到柱子的影响，且车站显得视野不够开阔、空间亦不够宽敞；另车站顶部纵梁难免上翻，会对市政管线的回迁造成不便，下翻的顶纵梁及中纵梁又会对车站内部的管线布置造成不便。鉴于此，国内外地铁建设中也出现了不少大跨度无柱结构型式的车站，该类型的车站建成后公共区视线无遮拦、空间效果好。在少数发达地区出现了跨度较大的无柱车站，但绝大多数无柱车站站台宽度通常不超过9m，并且由于系统敷设等问题，车站中板也均为封闭式的。特别是在国内，目前还没有建成大跨度无柱中庭车站。
[0005]
随着社会经济程度不断提高，人们对地铁车站的功能使用、建筑要求、服务质量等提出了更高的要求，因此需要一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构，该地铁车站结构改善了箱型结构各方向受力情况，有效解决了中庭无柱车站结构在软土地层地下建设中的适用性，为提升装修效果，加强服务质量创造了条件，保证了车站结构安全、稳定及可实施性。
[0007]
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0008]
一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构，包括车站框架，
[0009]
所述车站框架包括结构顶板、结构底板和两个结构内衬墙，所述结构顶板的两端分别与两个所述结构内衬墙的顶端连接，所述结构底板的两端分别与两个所述结构内衬墙的底端连接；所述车站框架的两侧均设置有地下连续墙，两个所述结构内衬墙分别与两侧的所述地下连续墙连接；所述结构底板的上方设置有站台板，所述站台板的两侧为地铁线路。
[0010]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，所述车站框架的长度方向与所述地铁线路的长度方向平行；所述结构顶板包括两根顶纵梁、两根中纵梁、两块第一支撑板和第二支撑板，由所述结构顶板的一端至另一端依次为：一根所述顶纵梁、一块所述第一支撑板、一根所述中纵梁、所述第二支撑板、另一根所述中纵梁、另一块所述第一支撑板和另一根所述顶纵梁；两根所述顶纵梁的长度方向与所述车站框架的长度方向平行，两根所述中纵梁的长度方向与所述车站框架的长度方向平行；优选地，所述第一支撑板的竖向截面为直角梯形结构，所述第二支撑板为的竖向截面矩形结构，所述顶纵梁的一侧与所述结构内衬墙连接，所述顶纵梁的另一侧与所述第一支撑板的大端连接，所述第一支撑板的小端与所述中纵梁的一侧连接，所述第二支撑板的两端分别与两根所述中纵梁的另一侧连接；所述第一支撑板的大端的厚度与所述顶纵梁的厚度相同，所述第一支撑板的小端的厚度与所述中纵梁的厚度相同，所述中纵梁的厚度与所述第二支撑板的厚度相同；优选地，所述第二支撑板的厚度为1.0m～1.5m、所述第一支撑板的大端的厚度为1.8m～2m。
[0011]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，还包括若干抗拔桩，所述抗拔桩的底端位于所述结构底板的下方，所述抗拔桩的顶端位于与所述站台板的下方；优选地，若干所述抗拔桩分两排设置，每排内的所述抗拔桩间隔设置，两排所述抗拔桩分别设置在所述车站框架的中心线的两侧，每排内所述抗拔桩的排列方向与所述站台板的长度方向平行；两排抗拔桩分别位于结构底板跨度的1/3处及2/3处。
[0012]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，还包括两块结构中板和两条边缘步道，所述结构中板水平设置，所述结构中板将所述车站框架分割为上下两层；两块所述结构中板的一端分别与两个所述结构内衬墙连接；每个所述结构中板的另一端均连接一条所述边缘步道；每条所述边缘步道的中心线均与所述车站框架的长度方向平行。
[0013]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，还包括中间廊道，所述中间廊道的两端分别与两条所述边缘步道连接；优选地，每条所述边缘步道的下方均设置有轨顶风道。
[0014]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，所述结构顶板的上方覆盖有顶板上覆土；优选地，所述顶板上覆土的材质为轻质泡沫混凝土。
[0015]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，位于所述车站框架的一侧的所述地下连续墙的外侧壁上设置有外挂附属结构；所述外挂附属结构与所述结构内衬墙之间新砌内衬防水。
[0016]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，所述地下连续墙与所述结构内衬墙为叠合墙形式，所述地下连续墙与所述结构内衬墙之间通过若干钢筋接驳器连接。
[0017]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，两条所述边缘步道之间的垂直距离为9m～12m；所述边缘步道的厚度为400mm～800mm；所述中间廊道的厚度为400mm～800mm。
[0018]
进一步地，在上述的地铁车站结构中，两根所述顶纵梁和两根所述中纵梁均包含于所述结构顶板的轮廓内，优选地，所述车站框架的净高为12m、净空为17.3m。
[0019]
分析可知，本发明公开一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构，该地铁车站结构改善了箱型结构各方向受力情况，有效解决了中庭无柱车站道结构在软土地层地下建设中的适用性，为提升装修效果，加强服务质量创造了条件，该地铁车站结构保证了车站结构安全、稳定及可实施性。地铁车站中庭位置设置大空间开孔，结构顶板和结构底板之间取消立柱设置，使该地铁车站结构能够方便地对自动扶梯、楼梯等进行布置，视野开阔、空间宽敞。
附图说明
[0020]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
[0021]
图1为本发明一实施例的竖向截面结构示意图。
[0022]
图2为本发明一实施例的位于结构中板处的横向截面结构示意图；
[0023]
图3为本发明一实施例的结构顶板的结构示意图。
[0024]
附图标记说明：1顶板上覆土；2结构顶板；21顶纵梁；22第一支撑板； 23中纵梁；24第二支撑板；3地下连续墙；4结构内衬墙；5外挂附属结构； 6边缘步道；7轨顶风道；8站台板；9结构底板；10抗拔桩；11钢筋接驳器； 12中间廊道；13结构中板；14自动扶梯开孔；15地表面。
具体实施方式
[0025]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
[0026]
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0027]
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
[0028]
如图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供了一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构，该地铁车站结构适用于站台宽度(站台板8的宽度)超过9m的地铁车站，该地铁车站结构包括明挖或暗挖并通过现浇钢筋混凝土的方式实施的车站框架，车站框架包括结构顶板2、结构底板9和两个结构内衬墙4，结构顶板2的两端分别与两个结构
内衬墙4的顶端连接，结构底板9的两端分别与两个结构内衬墙4的底端连接；车站框架的两侧均设置有地下连续墙3，地下连续墙3与车站框架的长度方向平行，两个结构内衬墙4分别与两侧的地下连续墙3连接；结构底板9的上方设置有站台板8，站台板8的两侧为地铁线路。
[0029]
进一步地，如图2所示，还包括两块结构中板13和两条边缘步道6，结构中板13水平设置，结构中板13将车站框架分割为上下两层；两块结构中板13的一端分别与两个结构内衬墙4连接；每个结构中板13的另一端均连接一条边缘步道6；每条边缘步道6的中心线均与车站框架的长度方向平行。
[0030]
该地铁车站结构为地下两层结构，在地铁车站结构的中庭位置(结构中板13处)设置有大空间开孔，即两块结构中板13之间存在距离。结构顶板 2和结构底板9之间取消立柱设置，使该地铁车站结构能够方便地对自动扶梯、楼梯等进行布置，视野开阔、空间宽敞。
[0031]
进一步地，如图1所示，车站框架的长度方向与地铁线路的长度方向平行；结构顶板2为拱形结构，结构顶板2的顶端为平面，结构顶板2包括两根顶纵梁21、两根中纵梁23、两块第一支撑板22和第二支撑板24，由结构顶板2的一端至另一端依次为：一根顶纵梁21、一块第一支撑板22、一根中纵梁23、第二支撑板24、另一根中纵梁23、另一块第一支撑板22和另一根顶纵梁21；
[0032]
两根顶纵梁21的长度方向与车站框架的长度方向平行，两根中纵梁23 的长度方向与车站框架的长度方向平行。两根顶纵梁21和两根中纵梁23均包含于结构顶板2的轮廓内，即两根顶纵梁21和两根中纵梁23均为结构暗梁，为控制大体积混凝土水化热进行分部浇筑，无需上翻、下翻设置。
[0033]
优选地，第一支撑板22的竖向截面为直角梯形结构，第二支撑板24为的竖向截面矩形结构，顶纵梁21的一侧与结构内衬墙4连接，顶纵梁21的另一侧与第一支撑板22的大端连接，第一支撑板22的大端即为竖向截面的直角梯形的下底端，第一支撑板22的小端与中纵梁23的一侧连接，第一支撑板22的小端即为竖向截面的直角梯形的上底端，第二支撑板24的两端分别与两根中纵梁23的另一侧连接；第一支撑板22的大端的厚度与顶纵梁21 的厚度相同，第一支撑板22的小端的厚度与中纵梁23的厚度相同，中纵梁 23的厚度与第二支撑板24的厚度相同。顶纵梁21和结构内衬墙4同时浇筑。顶纵梁21位于结构内衬墙4的正上方，为控制大体积混凝土水化热进行分部浇筑，在顶纵梁21之间设置中纵梁23，先行浇筑顶纵梁21和中纵梁23，再分两层分别浇筑第一支撑板22和第二支撑板24。
[0034]
优选地，第二支撑板24的厚度在1.0m～1.5m之间，比如1.0m、1.1m、 1.2m、1.3m、1.4m、1.5m，可结合纵向板块分块考虑，优选为1.2m；第一支撑板22的大端的厚度为1.8m～2m，比如1.8m、1.85m、1.9m、1.95m、2m，优选为2m。如图3所示，顶纵梁21的宽度l1为2.2-2.6m、第一支撑板22 的宽度l2为4-6m、中纵梁23的宽度l3为0.8-1.0m、第二支撑板24的宽度 l4为1.5-3m，上述尺寸设计能够优化结构顶板2的受力情况。
[0035]
车站框架的结构顶板2为拱形结构，结构顶板2跨中呈上拱型，留有足够站内管线及装修空间。车站框架的跨中高度由1.2m逐步过渡至边缘2m(即第一支撑板22小端的厚度至第一支撑板22大端的厚度由1.2m逐步过渡至 2m)。如此设置能够有效改善该地铁车站结构的受力。相较于圆弧拱形状的结构顶板，本发明结构顶板2的拱形结构利于模板的搭设及回转，并能够通过纵梁(顶纵梁21和中纵梁23)和支撑板(第一支撑板22和第二支撑板24)分部(分别)浇筑减少大体积混凝土水化热影响。
[0036]
进一步地，还包括若干抗拔桩10，抗拔桩10的底端位于结构底板9的下方，抗拔桩10的顶端位于与站台板8的下方；抗拔桩10与站台板8不连接，工程实际中站台板8与结构底板9分为两次浇筑，需在车站两端相邻隧道完成实施后再行建设。
[0037]
优选地，若干抗拔桩10分两排设置，每排内的抗拔桩10间隔设置，两排抗拔桩10分别设置在车站框架的中心线的两侧，每排内抗拔桩10的排列方向与站台板8的长度方向平行；抗拔桩10的设置能够改善结构底板9的受力，并使该地铁车站结构能够适用于软土地区。设置双排抗拔桩10并分别位于结构底板9跨度的1/3处及2/3处，即两排抗拔桩10将结构底板9平均分成3等份，可有效优化结构底板9的受力情况，减小最大弯矩，相应减少结构底板9的板厚及钢筋量。
[0038]
进一步地，还包括中间廊道12，中间廊道12的两端分别与两条边缘步道6连接；检修人员能够通过中间廊道12由一条边缘步道6走至另一条边缘步道6，方便检修人员对设备进行检修，优选地，每条边缘步道6的下方均设置有轨顶风道7。两条边缘步道6和中间的中间廊道12组成了中庭软支撑，中庭软支撑改善了箱型结构各方向的受力情况。
[0039]
进一步地，结构顶板2的上方的回填层部分覆盖有顶板上覆土1；优选地，顶板上覆土1的材质为轻质泡沫混凝土。轻质泡沫混凝土即密度较小的混凝土，常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200kg/m3，本申请选用的混凝土的密度等级为500-1000kg/m3(泡沫混凝土的密度等级小于500kg/m3时，会由于质量太差，出现地面塌陷)，相比于密度等级为1200kg/m3的泡沫混凝土可减少结构顶部荷载16％～60％。如此设置能够减小顶板上覆土1对车站框架的压力，提高安全性。顶板上覆土1的上方为地表面15。
[0040]
进一步地，位于车站框架的一侧的地下连续墙3的外侧壁上设置有外挂附属结构5，外挂附属结构5用于在工程用地长度受限时，在宽度方向为设备提供设置空间；外挂附属结构5与结构内衬墙4之间新砌内衬防水，防水材料的有效工作年限一般在5～15年，在百年的设计年限下，地下工程防水主要依靠混凝土结构的自防水进行，所以要在外挂附属结构5与结构内衬墙4之间新砌内衬防水，加强结构的耐久性及防水性能。
[0041]
进一步地，地下连续墙3与结构内衬墙4为叠合墙形式，即地下连续墙 3与结构内衬墙4重叠在一起，地下连续墙3与结构内衬墙4的上部、中部和底部之间均通过若干钢筋接驳器11连接。通过预留的钢筋接驳器11使得板钢筋锚入地下连续墙3中，进而使结构内衬墙4与地下连续墙3形成叠合墙结构。叠合墙结构为地下连续墙3(围护地连墙)与结构内衬墙4(后浇筑结构内衬)通过钢筋接驳器11连接二墙合一，作为永久结构受力，可提高材料利用率。
[0042]
进一步地，中庭开孔的宽度根据车站的站台板8的宽度相应变化，一般岛式站台车站站台宽度9m～12m，车站公共区内结构中板13处设置有中庭开孔，相应的中庭开孔宽度也为9m～12m，即两条边缘步道6之间的垂直距离为9m～12m；边缘步道6的厚度为400mm～800mm，比如400mm、450mm、 500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm；中间廊道 12的厚度为400mm～800mm，比如400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、 650mm、700mm、750mm、800mm。上述厚度的设置可以在保证强度的前提下节约成本，边缘步道6的厚度优选为600mm，中间廊道12的厚度优选为 600mm。
[0043]
进一步地，车站框架的净高为12m、净高是指结构顶板2底至结构底板 9之间的最大距离；净空为17.3m、净空是指两侧的结构内衬墙4之间的垂直距离。
[0044]
进一步地，如图2所示，位于车站框架长度方向的两侧分别设置有自动扶梯开孔14，其中一侧为单扶梯开孔(图2中的左侧)、另一侧为双扶梯开孔(图2中的右侧)。
[0045]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0046]
一种适用于软土地区地下两层的中庭无柱地铁车站结构，该地铁车站结构改善了箱型结构各方向受力情况，有效解决了中庭无柱车站道结构在软土地层地下建设中的适用性，为提升装修效果，加强服务质量创造了条件，该地铁车站结构保证了车站结构安全、稳定及可实施性。通过减少顶覆荷载、类拱形结构顶板2、叠合墙结构、中庭软支撑、设置双排抗拔桩10等改良措施改善了箱型结构各方向的受力情况。
[0047]
地铁车站中庭位置设置大空间开孔，结构顶板2和结构底板9之间取消立柱设置，使该地铁车站结构能够方便地对自动扶梯、楼梯等进行布置，视野开阔、空间宽敞。
[0048]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。