一种厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构及施工方法与流程

本发明涉及城市轨道交通工程领域，具体涉及一种可保证地铁屏蔽门设备顺利安装及运营安全的厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构及施工方法。

背景技术：

随着国家城市化进程的加快，人口数量急剧膨胀，交通堵塞日益严重，地铁工程建设步伐越来越快，但是，受到周边复杂环境、规划道路红线等问题的制约和影响，目前逐渐涌现出大量结构复杂、型式各异的地铁车站。其中，尤以厅台分离式“品”字型侧式站台车站为典型代表，站台层常设计为马蹄形单洞单线或双线并行隧道，形状似区间但功能却等同车站，需在站台板靠近线路侧安装屏蔽门设备，现有常规的安装方法是自隧道拱顶向下施工混凝土薄板垂梁，并于垂梁末端安装沿线路方向的型钢纵梁作为屏蔽门固定钢构件。

这种结构形式的垂梁+屏蔽门结构，由于建筑、设备、线路、行车、轨道等专业限界的需求，再加上拱形结构起拱效应的影响，用于安装屏蔽门的垂梁结构高度不低于2.4m，单延米重量可达1.8t，约是标准岛式车站重量的2.48倍，因此其典型特点是“长”、“厚”、“重”，常规安装方法主要有以下两种，一，将薄板安装垂梁与隧道拱顶衬砌同时浇筑，好处是：连接节点混凝土浇筑质量可以保证；二，将薄板安装垂梁与隧道拱顶衬砌分期浇筑，缺陷是：连接节点混凝土浇筑质量难以保障。

本发明针对现有厅台分离式“品”字型侧式站台屏蔽门安装垂梁结构的具体设置以及施工方法，重点分析如下：

(1)从理论上分析，地铁隧道拱顶衬砌长期在背后水土压力的作用下，主要以发生竖直向下的变形为主，屏蔽门属于高精度、自动化、智能化设备，当用于安装屏蔽门的薄板安装垂梁发生较大竖向变形时，极容易导致屏蔽门无法开启或关闭，以至于发生运营事故；

(2)从实际情形来看，薄板安装垂梁并非位于隧道拱顶正中间，且衬砌背后土压力荷载大小和分布规律复杂多变、难以量化，垂梁结构的变形方向随机性和不确定性较强，容易引起垂梁末端型钢纵梁与屏蔽门二者之间发生脱离、无法安装、剥落，以及发生运营事故；

(3)整体浇筑方案虽然能在一定程度上改善节点受力，但受先下后上的模筑顺序及现状施工工艺的影响，拱顶附近区域结构难以浇筑密实，薄板安装垂梁属于自重作用下的受拉构件，在长期行车振动荷载作用下容易导致节点钢筋发生疲劳破坏；

(4)当面临tbm机械空推过站工况时，只能采用分期浇筑方案时，薄板安装垂梁与拱顶衬砌竖向连接节点本就属于新老结构界面处的受力薄弱环节，兼具上述所有不足和缺点，更加容易发生安装梁脱落事故。

综上，为了城市轨道交通百年工程安全计，同时兼顾区间掘进机械顺利推进，安全空推过站等问题，本发明重点针对现有在隧道拱顶向下施工混凝土薄板垂梁存在的上述不足和缺陷，做出如下改进。

技术实现要素：

为了解决现有结构形式、空间布局日益复杂的地铁车站中，采用传统方式难以保障屏蔽门安装垂梁结构运营期间安全性的缺陷，本发明提供了一种厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构及施工方法，该结构通过在隧道拱顶下方增设与隧道侧墙水平连接的微拱弧板，可将现有安装垂梁与拱顶连接处的竖向受拉薄弱节点，转换为与侧墙相连且受力较好的水平压弯节点，仅需在微拱弧板中部下缘悬吊短小的安装垂梁即可满足屏蔽门设备顺利安装及运营安全，弥补了非标地铁车站中屏蔽门安装垂梁结构设计形式的不足和空白。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构，包括地铁隧道、微拱弧板以及用于装配屏蔽门的安装垂梁；其中：

所述地铁隧道包括隧道拱顶、隧道侧墙；

所述微拱弧板设置于隧道拱顶的正下方，并与隧道侧墙水平连接，所述安装垂梁设置于微拱弧板的中部下缘。

作为优选，所述微拱弧板的起拱矢跨比设置为0.08-0.12。

作为优选，所述微拱弧板中间薄两边厚，且两侧拱脚的厚度呈渐变扩大形式；所述微拱弧板与隧道侧墙水平连接的两侧拱脚上缘分别设置平坡面，所述平坡面的长度大于等于0.3m。

作为优选，所述微拱弧板与隧道拱顶之间的空间用于布置综合管线，所述综合管线设置于微拱弧板上。

作为优选，所述微拱弧板的两侧拱脚区域分别设置多个用于将地铁隧道二次衬砌背后水引出的预埋钢管，所述预埋钢管与隧道侧墙之间的距离大于等于0.1m，多个所述预埋钢管沿隧道纵向间隔设置，纵向间距为6-8m。

进一步地，所述隧道侧墙与微拱弧板的连接处设置受压甩筋，所述受压甩筋在微拱弧板内的长度大于等于相应受拉锚固长度。

本发明还提供了一种用于施工上述厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构的方法，包括以下步骤：

s1，采用整体浇筑、共同配筋的方式将用于装配屏蔽门的安装垂梁浇筑于微拱弧板的中部下缘；

s2，在微拱弧板与隧道侧墙的拟连接节点处设置受压甩筋，所述受压甩筋在微拱弧板内的长度大于等于相应受拉锚固长度；

s3，自底板标高架设微拱弧板与安装垂梁的安装模板至设定高度，绑扎结构钢筋，并进行混凝土浇筑及养护加强。

作为优选，步骤s3中，在所述微拱弧板的两侧拱脚区域沿隧道纵向间距6-8m布置多个预埋钢管，预埋钢管与隧道侧墙的净距大于等于0.1m，待微拱弧板与隧道侧墙浇筑并养护完成后，检查所述预埋钢管是否有异物填充，并在预埋钢管的底部连接排水软管，用于将隧道衬砌渗漏水引排至轨道边沟。

进一步地，上述施工方法还包括如下步骤：以微拱弧板为固定基础，在微拱弧板上布设综合管线，并在安装垂梁下方装配屏蔽门。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明通过在隧道拱顶的正下方增设与隧道侧墙水平连接的微拱弧板，并将安装垂梁设置于微拱弧板的中部下缘，与现有直接将混凝土薄板垂梁安装于隧道拱顶下方的传统方式相比，一方面，取消了隧道拱顶和薄板垂梁连接处出现的受拉薄弱环节，既能克服竖向连接节点处新老结构界面混凝土浇捣不密实的瑕疵，又能避免运营期间受拉钢筋在长期行车振动荷载作用下发生疲劳破坏而导致安装垂梁的脱落事故；另一方面，本发明利用微拱弧板的平板曲化起拱效应，将与隧道侧墙水平连接节点处受力钢筋的受力状态由传统方式中的纯弯受拉转换为压弯受压，能有效防止在长期行车振动荷载作用下因水平连接节点受拉钢筋锚固力不足而引发的安装垂梁脱落事故，保证了屏蔽门的运营安全。

2、本发明所述的安装垂梁设置于微拱弧板的中部下缘，所述微拱弧板设置于隧道拱顶的下方，这种结构设置与现有直接将安装垂梁浇筑于隧道拱顶下方的传统方式相比，安装垂梁的高度以及自重均按比例减少，可有效克服现有悬梁结构存在的“长”、“厚”、“重”的缺陷，另一方面，微拱弧板在自重及上覆综管荷载作用下的计算挠度非常小，对屏蔽门的安装精度毫无影响，且二者可实现整体浇筑，连接节点受力性能较好。

3、本发明将微拱弧板与隧道拱顶之间的空间用于布置综合管线，并以微拱弧板为固定基础，将综合管线安装于微拱弧板上，管线布置较为灵活，与现有直接将综合管线安装于隧道拱顶的方式相比，可以减少在隧道拱顶预埋吊钩或后期化学植入膨胀螺栓的数量，能有效避免产生引起结构裂缝或过大变形的内力，防止吊点处混凝土发生局部破坏，同时也能规避机械打孔对成品结构和防水材料造成损伤，另一方面，微拱弧板以上的区域均可作为走行空间，便于后期运营检修与维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构的剖面示意图。

图2为本发明实施例所述厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构的剖面示意图。

标号说明：1、地铁隧道；11、隧道拱顶；12、隧道侧墙；2、安装垂梁；3、微拱弧板；4、预埋钢管；5、机械步进空推轮廓；6、综合管线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图2所示，一种厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构，包括地铁隧道1、微拱弧板3以及用于装配屏蔽门的安装垂梁2；其中：所述地铁隧道1包括隧道拱顶11、隧道侧墙12，所述微拱弧板3设置于隧道拱顶11的正下方，并与隧道侧墙12水平连接，所述安装垂梁2设置于微拱弧板3的中部下缘。

在本实施例1中，所述微拱弧板3的起拱矢跨比设置为0.08-0.12，优选0.1。其中，将微拱弧板3的起拱矢跨比设置为0.08-0.12，一方面可以改善安装垂梁2与微拱弧板3连接点处的受力性能，可显著地将微拱弧板由竖向受拉转变为水平受压，另一方面，还可以避免由于微拱弧板拱失太高，导致后期用于布置综合管线的走行空间受限或不足，继而影响使用功能。

如图2所示，本实施例1所述的厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构中，所述微拱弧板3中间薄两边厚，且两侧拱脚的厚度呈渐变扩大形式；所述微拱弧板3与隧道侧墙12水平连接的两侧拱脚上缘分别设置平坡面，所述平坡面的长度大于等于0.3m。其中，微拱弧板3拱脚处平坡面的设置：一方面可以有效避免微拱弧板拱脚处与隧道侧墙12之间形成存水区域；同时，当平坡面不小于0.3m时，可以较好地分散微拱弧板3受到的竖向拉力，继而提高微拱弧板3的承载能力和使用寿命。

实施例2：如图2所示，一种厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构，与实施例1的区别在于，所述微拱弧板3与隧道拱顶11之间的空间用于布置综合管线6，所述综合管线6设置于微拱弧板3上，所述微拱弧板3的两侧拱脚区域分别设置多个预埋钢管4，所述预埋钢管4与隧道侧墙12之间的距离大于等于0.1m，多个所述预埋钢管4沿隧道纵向间隔设置，纵向间距为6-8m，所述预埋钢管4可与排水软管相连接，将地铁隧道二次衬砌背后水引至下层轨道排水沟。

在本实施例2中，将综合管线6布置于微拱弧板3上，与现有直接将综合管线6安装于隧道拱顶11的方式相比(如图1所示)，一方面可以减少在隧道拱顶预埋吊钩或后期化学植入膨胀螺栓的数量，避免产生结构裂缝或过大变形的内力；另一方面，微拱弧板3以上的区域均可作为走行空间，便于后期运营检修与维护。

进一步地，在本实施例1、实施例2所述的厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构中，所述隧道侧墙12与微拱弧板3的连接处设置受压甩筋，所述受压甩筋在微拱弧板3内的长度不应小于相应受拉锚固长度。作为优选，在本实施例1、实施例2中，所述受压甩筋在微拱弧板3内的长度设置为相应受拉锚固长度的1.2倍。

实施例3：将本发明实施例1、实施例2中的厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构应用于地铁站台层采用马蹄形单洞单线、双线并行隧道的施工案例，如图2所示，具体地，实施例1、实施例2所述的厅台分离式侧式站台屏蔽门安装垂梁结构的施工方法如下：

(1)平整初支基面、铺设防水材料、绑扎衬砌钢筋、立模浇筑隧道拱墙衬砌结构；

(2)将起拱矢跨比为0.1的微拱弧板3与安装垂梁2共同配筋、整体浇筑；

(3)在微拱弧板3与两侧隧道侧墙12的拟连接节点处预留受压甩筋，受压甩筋长度为1.2倍的相应受拉锚固长度，尽量不要选择预留接驳器或者后期化学植筋的方式，以防形成连续剪切滑动界界面或损坏成品结构和防水材料；

(4)当掘进机械(包括盾构机、tbm或顶管机械)有空推步进过站需求时，过站时应控制好机械步进姿态，确保预留受压甩筋不与盾体发生碰撞、刮擦；

(5)待掘进机械完成土建任务后，自底板标高架设所述由微拱弧板3和安装垂梁2整体浇筑的结构模板(其高度：需达到拟建筑装修吊顶的上方)，绑扎结构钢筋并在拱脚平坡段布置多个预埋钢管4，预埋钢管4与侧墙净距不宜小于0.1m，沿纵向布置间距约6～8m，浇筑混凝土后养护加强即可；

(6)待结构达到设计强度的80％后拆除模板工程，检查所述预埋钢管4是否有异物填充以保证排水通畅，通过下接排水软管将衬砌渗漏水引排至轨道边沟；

(7)以微拱弧板3为固定基础，合理布设综合管线6，在避免采用传统悬吊式管线布置形式的前提下，各专业管线之间应预留足够空间以便后期运营检修与维护，安装屏蔽门设备，施作公共区装修(若所述微拱弧板3采用清水混凝土工艺，则可取消公共区装修)。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。