西南交大畢業(yè)設(shè)計(jì)-地鐵車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

西南交大畢業(yè)設(shè)計(jì)——地鐵車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第頁第1章緒論地下鐵道，簡稱地鐵，亦簡稱為地下鐵，狹義上專指在地下運(yùn)行為主的城市鐵路系統(tǒng)或捷運(yùn)系統(tǒng)；但廣義上，由于許多此類的系統(tǒng)為了配合修筑的環(huán)境，可能也會(huì)有地面化的路段存在，因此通常涵蓋了都會(huì)地區(qū)各種地下與地面上的高密度交通運(yùn)輸系統(tǒng)。19世紀(jì)末，世界上只有倫敦、紐約、伊斯坦布爾、芝加哥、維也納、布達(dá)佩斯、波士頓等8座城市有了地鐵，從20世紀(jì)初到1945年，全世界又有13座城市先后興建了地鐵。第二次世界大戰(zhàn)以后，地鐵以其獨(dú)特的魅力和不可替代的優(yōu)越性備受大城市的青睞，許多國家十分重視地鐵的發(fā)展，本來有的國家規(guī)定只有當(dāng)人口達(dá)到1百萬以上的城市才能修建地鐵，現(xiàn)在國外很多只有幾十萬人口的城市也都在修建或計(jì)劃修建地鐵，現(xiàn)在全世界已有100多座城市開通了300多條地鐵線路，總長度超過6000km。目前世界上許多大城市的地下，己構(gòu)成一個(gè)上下數(shù)層、四通八達(dá)的地鐵線路網(wǎng)，有的還在地下設(shè)有商業(yè)建筑群和娛樂場所，與地鐵一起形成了一個(gè)地下城。還有很多城市的地鐵與地面鐵路、高架鐵路等聯(lián)合構(gòu)成高涼鐵路網(wǎng)，以解決城市緊張的交通運(yùn)輸問題。地鐵現(xiàn)代化的發(fā)展，已成為城市交通現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)代化地鐵為了確保乘客的安全，還設(shè)有滅火救災(zāi)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng);另外，地鐵列車還裝有自動(dòng)停車設(shè)備，當(dāng)行車中遇見紅燈或其他有關(guān)情況沒有停車時(shí)，它將強(qiáng)迫列車自動(dòng)停車。列車還能根據(jù)地面信號(hào)規(guī)定的速度，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。法國和加拿大等國已采用無人駕駛地鐵列車的最先進(jìn)技術(shù)，這種高度自動(dòng)化的先進(jìn)地鐵系統(tǒng)是由地鐵控制中心用大型電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控的，整個(gè)線路網(wǎng)的站際聯(lián)系、信息系統(tǒng)、列車運(yùn)行、車輛調(diào)度等也完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。目前我國100萬以上人口城市已達(dá)35座，這些城市不同程度存在著“乘車難”的問題，發(fā)展地鐵將是城市交通建設(shè)中的必然趨勢(shì)。中國是目前世界上動(dòng)工新建地鐵城市最多的國家之一。除香港、北京、上海、天津、廣州、深圳、南京等城市地鐵已先后通車外，現(xiàn)在還有10多座城市正在擴(kuò)建、興建或計(jì)劃修建地鐵。綜觀世界城市交通動(dòng)向，地鐵發(fā)展前景令人矚目。地下鐵道在大城市公共交通中起到了越來越重要的作用，其優(yōu)越性主要有：1.運(yùn)量大，其運(yùn)量為公共汽車的6至8倍，完善的地下鐵道系統(tǒng)可以承擔(dān)市內(nèi)公共交通運(yùn)量的50%左右；2.行車速度快，地下鐵道不受行車路線的干擾，其行駛速度為地面公共交通工具行車速度的2至4倍；3.運(yùn)輸成本低；4.安全、可靠、舒適；5.地下鐵道的大部分線路修建在地下，能合理地利用城市的地下空間，保護(hù)城市景觀。城市科學(xué)家認(rèn)為，人口超過100萬的城市，為適應(yīng)未來的交通需求和城市空間的合理利用，都宜修建地下鐵道。地下鐵道一般包含區(qū)間隧道、車站及其他附屬設(shè)施。車站是地鐵系統(tǒng)中一個(gè)很重要的組成部分，地鐵乘客乘坐地鐵必須經(jīng)過車站，它與乘客的關(guān)系極為密切；同時(shí)它又集中設(shè)置了地鐵運(yùn)營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運(yùn)營管理系統(tǒng)，因此，它對(duì)保證地鐵安全運(yùn)行起著很關(guān)鍵的作用。車站設(shè)施要具有集中而有效的處理高峰期（7~9時(shí)，16~21時(shí)）旅客的功能。在決定乘降站臺(tái)、升降口、出入口、檢票處、中央大廳的等設(shè)施的容量時(shí)，車站位置的選擇、環(huán)境條件的好壞、設(shè)計(jì)的合理與否，都會(huì)直接影響地鐵的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。車站在線路起終點(diǎn)和中心地區(qū)的任務(wù)是不同的，因此其規(guī)模也不同。大致說，線路的起終點(diǎn)附近的車站多位于郊區(qū)，而中心地區(qū)的車站多位于業(yè)務(wù)、商業(yè)等活動(dòng)頻繁的地區(qū)，因此可把車站大致分為四類：郊區(qū)站、城市中心站、聯(lián)絡(luò)站和待避站。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，在現(xiàn)代修建的地鐵車站中出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：車站組成由單一功能向多功能方向發(fā)展。隨著城市化步伐的加快，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口迅猛增加，對(duì)城市交通帶來了日益嚴(yán)重的矛盾和壓力，同時(shí)，由于地面建筑物的修建，城市用地更加緊張，為了節(jié)約城市用地，建設(shè)立體化的城市受到普遍重視，且得到迅速的發(fā)展。在以往修建的地鐵車站中，絕大多數(shù)是為解決城市客運(yùn)交通而修建的?，F(xiàn)在，由于物質(zhì)文化水平的提高，乘客對(duì)交通環(huán)境提出了更高的要求，地鐵車站的功能為適應(yīng)這一變化而得到了很大的發(fā)展，如斯德哥爾摩地鐵車站站廳通常劃分成地鐵使用區(qū)及城市公用區(qū)兩部分。在公用區(qū)內(nèi)設(shè)有小商店、自動(dòng)售貨機(jī)，個(gè)別車站還設(shè)有理發(fā)室、照相館、物件寄存等設(shè)施。巴黎某地鐵車站在站廳內(nèi)設(shè)置了小休息區(qū)，為了與站內(nèi)乘客人流分開，設(shè)計(jì)者將休息區(qū)的地面加高，其上設(shè)有休息椅、酒吧等。東京銀座站還設(shè)置了大型地下商場、停車庫、倉庫等設(shè)施。使地鐵車站在以交通為主的基礎(chǔ)上，逐步向商業(yè)化、社會(huì)化的方向發(fā)展，從單一功能向多功能方向發(fā)展。2）車站設(shè)備向高科技方向發(fā)展，設(shè)施日趨完善?？萍汲晒拈_發(fā)應(yīng)用，對(duì)地鐵車站的運(yùn)營、管理、設(shè)備更新都起到了很大的推動(dòng)作用。列車運(yùn)行自動(dòng)化控制和管理系統(tǒng)，保證了行車安全，提高了運(yùn)輸效率，改善了勞動(dòng)條件。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)控、自動(dòng)滅火系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)施，對(duì)車站建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求，使地鐵車站向現(xiàn)代化和高科技方向發(fā)展。目前，國內(nèi)外修建地鐵車站的施工方法有明挖法、新奧法、盾構(gòu)法和這三種方法的組合及變化形式。本設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)規(guī)范，按照設(shè)計(jì)原則與依據(jù)，綜合原始資料，對(duì)南京地鐵一號(hào)線岔路口站進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，達(dá)到了主要技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有：根據(jù)所給定南京地鐵一號(hào)線岔路口站的資料確定車站主體平面圖及縱剖面圖；對(duì)車站主體部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋；確定車站主體結(jié)構(gòu)工程施工方法及施工組織；依據(jù)所確定的車站主體結(jié)構(gòu)計(jì)算本工程的工程量；外文翻譯、繪圖等；其中重點(diǎn)內(nèi)容講述了主體部分的結(jié)構(gòu)計(jì)算與配筋。

第2章工程概況2.1設(shè)計(jì)范圍車站位于寧溧路上，宏運(yùn)大道與寧溧路交叉路口的南側(cè)道路紅線內(nèi)。路口東北側(cè)為擬建的五夷山莊住宅小區(qū)空地，西北側(cè)為已建成的幾幢高層塔樓；西南側(cè)有已建4-6層住宅樓；東南側(cè)為待開發(fā)空地，目前為1～2層民房需拆遷。車站主體結(jié)構(gòu)為地下二層雙跨結(jié)構(gòu)，有效站臺(tái)中心里程為K8+185.711,與北端盾構(gòu)區(qū)間的分界里程為K8+108.711，與南端盾構(gòu)區(qū)間的分界里程為K8+293.511，頂板覆土厚2.6～4.0m。根據(jù)本站客流量，結(jié)構(gòu)選用10m單柱島式站臺(tái)，車站標(biāo)準(zhǔn)段寬度為18.80m，車站總長度186.20m，根據(jù)地面標(biāo)高南高北低的特點(diǎn)。車站北端標(biāo)準(zhǔn)段高度為12.69m，南端標(biāo)準(zhǔn)段高度為13.09m。根據(jù)全線盾構(gòu)區(qū)間工程籌劃要求，車站北端設(shè)置盾構(gòu)始發(fā)井，盾構(gòu)井處車站側(cè)墻外擴(kuò)2.0m，底板下沉1.33m；車站南側(cè)為盾構(gòu)調(diào)頭，調(diào)頭處車站側(cè)墻外擴(kuò)2.0m，底板下沉1.60m。施工階段在北端盾構(gòu)井頂板及中板預(yù)留盾構(gòu)吊裝孔。車站東北側(cè)設(shè)一組車站風(fēng)井，西南側(cè)設(shè)一組車站風(fēng)井和2個(gè)活塞風(fēng)井，東西兩側(cè)設(shè)有3個(gè)出入口。2.2工程地質(zhì)條件2.2.1地形、地貌、地物寧溧路道路中部有規(guī)劃24m寬的高架快速路。寧溧路為市區(qū)連接江寧區(qū)呈南北向的主干道，路面人流、車流量均很大。在寧溧路與宏運(yùn)大道交叉路口，西南角建有7層的上元大廈、4層的住宅樓、6層的岔路口派出所、5層的南京市稅務(wù)干部培訓(xùn)學(xué)校、李家里村（均為1至2層的民房）等。東南角、東北角為在建的武夷山莊住宅小區(qū)。西北角南京長寧無線電廠及幾幢高層塔樓。寧溧路與宏運(yùn)大道交叉路口以南沿寧溧路方向200m范圍內(nèi)地面高差約2米左右。2.2.2地層巖性車站所處場地自上而下依次為：①-1層雜填土：普遍分布，松散～稍密，由碎石、磚塊、混凝土塊、生活垃圾混粘性土組成，回填時(shí)間1-5年；①-2層素填土：局部分布，松散，由粉質(zhì)粘土混碎磚、碎石及砂土組成，回填時(shí)間1-5年；①-3層淤泥：僅見于擬建車站東端，略有臭味，含少量貝殼，局部含少量碎石、粉質(zhì)粘土及建筑垃圾；②-1a2-3層粘土：僅西北角分布，可塑～軟塑，富含植物根系，切面有光澤，偶夾極薄層粉土，干強(qiáng)度中高等，韌性中高等；②-2b4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：普遍分布，流塑，夾粉土薄層，含少量腐殖物，切面稍光滑，干強(qiáng)度中低，韌性中低，搖振反應(yīng)緩慢。②-2c2-3層粉土：普遍分布，稍密~中密，濕~很濕，含少量云母碎片，富含有機(jī)質(zhì)，局部呈灰黑色，搖震反應(yīng)中等-迅速，夾薄層粉質(zhì)粘土。②-3b3-4層粉質(zhì)粘土：普遍分布，軟塑~流塑，夾大量粉土薄層，局部互層狀，水平層理發(fā)育，切面稍有光澤，干強(qiáng)度中低，韌性低。②-3cd1-2層粉土夾粉砂：普遍分布，中密~密實(shí)，很濕，含云母碎片，級(jí)配差，搖震反應(yīng)中等~迅速，夾粘性土薄層。②-4d2-3層粉細(xì)砂：透鏡體狀分布，稍密~中密，飽和，局部含少量腐殖物，石英長石為主要礦物成份，含云母碎片，級(jí)配差，搖震反應(yīng)迅速，局部為粉土，夾粘性土薄層。②-4b3層粉質(zhì)粘土：普遍分布，軟塑，夾薄層粉土，粉砂，切面較光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等。②-5d1層粉細(xì)砂：普遍分布，密實(shí)，飽和，主要礦物成份為石英、長石，次為云母，級(jí)配差，搖震反應(yīng)迅速，局部夾粘性土薄層，中下部局部見中粗砂及卵礫石。K2p-3中風(fēng)化巖：場地內(nèi)巖石相變較為頻繁，未揭穿，泥巖:以泥巖為主，少量鈣質(zhì)泥巖，節(jié)理、裂隙一般發(fā)育，多為密閉狀，巖芯柱狀、短柱狀，少量長柱狀，局部餅狀或塊狀，泥巖錘擊聲啞，錘擊易碎，風(fēng)干開裂，浸水泥化；鈣質(zhì)泥巖錘擊聲較脆，不易擊碎，少量節(jié)理中充填方解石，軟化系數(shù)約0.17，RQD一般小于50，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)。泥質(zhì)砂巖:主要為粉砂巖，次為細(xì)砂巖，少量中砂巖，以泥質(zhì)膠結(jié)為主，部分為泥質(zhì)鈣質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理、裂隙一般發(fā)育，多為密閉狀，層理較清晰，傾角多在30度左右。巖芯柱狀、短柱狀，少量長柱狀，局部餅狀或塊狀，錘擊聲一般較啞，局部較脆，不易擊碎，浸水較易軟化，軟化系數(shù)約0.33，RQD一般在50-75之間，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)。砂質(zhì)泥巖:節(jié)理、裂隙一般發(fā)育,錘擊聲較啞,能擊碎,巖芯較完整,多柱狀；層理較清晰,層理面傾角多在30度左右；遇水易軟化或崩解,軟化系數(shù)約0.52，RQD一般在50左右，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)。砂巖:主要為細(xì)砂巖及粉砂巖,節(jié)理、裂隙一般發(fā)育,錘擊聲脆,難擊碎,巖芯較完整,多柱狀；鈣質(zhì)膠結(jié),層理較清晰,層理面傾角多在30-35度左右；軟化系數(shù)約0.64，RQD一般在50-75之間，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ，局部IV級(jí)?？傊?，本場地為上土下巖地基，基巖埋藏深度大，但層頂標(biāo)高較為穩(wěn)定；上覆土層淺部以軟弱粘性土、稍密-中密粉土為主，工程地質(zhì)性質(zhì)差；下部則主要為密實(shí)粉細(xì)砂層，工程地質(zhì)性質(zhì)良好，但其層頂埋深東深西淺，變化較大。各層土的主要物理力學(xué)指標(biāo)如表2-1：表2-1岔路口站土的物理性質(zhì)指標(biāo)(平均值)層號(hào)名稱含水量土重度孔隙比液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)wγeWLWPIPIL%kN/m3—%%——①-2素填土30.318.70.86235.519.715.80.68②-1a2-3粘土32.318.30.93137.220.516.80.73②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土37.017.91.04734.219.414.81.16②-2c2-3粉土30.618.10.9001.10②-3b3-4粉質(zhì)粘土32.817.80.98931.04②-3cd1-2粉土夾粉砂30.917.70.95830.07②-4b3粉質(zhì)粘土8832.318.713.50.95②-4d2-3粉細(xì)砂26.018.00.851②-5d1粉細(xì)砂25.618.70.772

表2-2岔路口站土的壓縮、固結(jié)指標(biāo)(平均值)層號(hào)名稱壓縮系數(shù)壓縮模量固結(jié)系數(shù)(垂直100kPa)a1-2Es1-2Cv1-2MPa-1MPacm2/s①-2素填土0.444.47②-1a2-3粘土0.395.29②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土0.623.444.25*10-3②-2c2-3粉土0.316.12②-3b3-4粉質(zhì)粘土0.494.20②-3cd1-2粉土夾粉砂0.375.79②-4b3粉質(zhì)粘土0.553.67②-4d2-3粉細(xì)砂0.287.53②-5d1粉細(xì)砂0.1910.17

表2-3岔路口站土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)(平均值、標(biāo)準(zhǔn)值)層號(hào)名稱直快固快慢剪總應(yīng)力CU有效應(yīng)力CUCqφqCgφgCsΦsCcuφcuCcu’Φcu’kPa度kPa度kPa度kPa度kPa度①-2素填土平均值2615.3標(biāo)準(zhǔn)值1913.3②-1a2-3粘土平均值216.2197.418.925.811.132.1標(biāo)準(zhǔn)值②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土平均值8.65.5146.328.6標(biāo)準(zhǔn)值1314.47.522.84.626.9②-2c2-3粉土平均值1125.71124.2829.64.7標(biāo)準(zhǔn)值922.3②-3cd1-2粉土夾粉砂平均值1217.01418.19.927.35.531.6標(biāo)準(zhǔn)值8.614.11316.97.3②-3b3-4粉質(zhì)粘土平均值825.6924.8433.7標(biāo)準(zhǔn)值6.523.0622.7②-4b3粉質(zhì)粘土平均值1214.71617.36.726.44.330.4標(biāo)準(zhǔn)值8.39.61415.54.824.22.728.2②-4d2-3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土平均值629.51029.3330.7標(biāo)準(zhǔn)值②-5d1粉細(xì)砂平均值831.0436.6標(biāo)準(zhǔn)值6.929.5335.4

表2-4岔路口站各工程地質(zhì)層地基承載力特征值一覽表層序土層名稱計(jì)算承載力（kPa）特征值建議值fak（kPa）物理指標(biāo)直剪指標(biāo)標(biāo)貫/動(dòng)探試驗(yàn)靜力觸探②-1a2-3粘土821301198485②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土666965②-2c2-3粉土113116129111120②-3b3-4粉質(zhì)粘土8910210190②-3cd1-2粉土夾粉砂110201169160②-4b3粉質(zhì)粘土7689156116100②-4d2-3粉砂140149145②-5d1粉細(xì)砂207223220表2-5岔路口站樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值一覽表層序巖土名稱極限樁側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)極限樁端摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)抗拔系數(shù)灌注樁預(yù)制樁灌注樁預(yù)制樁②-1a2-3粘土25260.80②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土18190.75②-2c2-3粉土28320.70②-3b3-4粉質(zhì)粘土35370.75②-3cd1-2粉土夾粉砂556520000.60②-4b3粉質(zhì)粘土35420.75②-4d2-3粉細(xì)砂555720000.60②-5d1粉細(xì)砂7080150050000.60K2p-3中風(fēng)化巖70078000.70表2-6岔路口站基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表層序直剪三軸CU總應(yīng)力靜止側(cè)壓力系數(shù)水平基床系數(shù)滲透系數(shù)快剪固結(jié)快剪慢剪Cq(kPa)φq(o)Cc(kPa)φc(o)Cs(kPa)φs(o)Ccu(kPa)Фcu(°)KoKH(MPa/m)K10-6cm/s①-1(5.0)(15.0)(0.50)(4)200①-21913.3(0.60)(1)10①-3(8.0)(5.0)(0.70)(1)(10)②-1a2-316.85.0081②-2b46.94.41314.47.522.80.60550②-2c2-38.820.6922.36.423.73.825.80.3810500②-3b3-48.614.11316.97.325.80.607100②-3cd1-26.523.060.4018300②-4b38.39.61415.54.824.20.55850②-4d2-34.823.6823.42.424.60.38151500②-5d16.929.5335.40.35352000表2-7岔路口站各土層滲透試驗(yàn)成果（平均值）及建議值表層序土層名稱室內(nèi)土工試驗(yàn)滲透系數(shù)采用值透水性評(píng)價(jià)Kv（10-6cm/s）KH（10-6cm/s）K（10-6cm/s）①-1雜填土200弱透水①-2素填土10微透水②-1a2-3粘土0.1020.0861不透水②-2b4淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土0.454.450弱透水②-2c2-3粉土54.072.7500弱透水②-3b3-4粉質(zhì)粘土4.096.29100弱透水②-3cd1-2粉土夾粉砂8.9523.7300弱透水②-4b3粉質(zhì)粘土0.261.1850弱透水②-4d2-3粉細(xì)砂22647.21500中等透水②-5d1粉細(xì)砂1471422000中等透水場地抗震設(shè)防烈度依據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)，南京地區(qū)抗震設(shè)防烈度為七度（第一組），設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g。場地類別按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）4.1.6條、表4.1.6劃分建筑場地類別的方法，擬建場地類別為Ⅲ類，設(shè)計(jì)特征周期為0.45s。液化級(jí)別及軟土震陷評(píng)價(jià)擬建場地20m深度范圍內(nèi)發(fā)育多層砂、粉土層，但一般厚度不大，呈透鏡體狀分布，且土質(zhì)不純。20m深度范圍內(nèi)具液化潛勢(shì)土層主要有②-2c2-3、②-3cd1-2層。按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）進(jìn)行液化判別計(jì)算，經(jīng)判定②-2c2-3層為可液化土層，②-3cd1-2層不液化，擬建場地液化指數(shù)為0～3.23，屬輕微液化場地。根據(jù)規(guī)范，地基可不作液化處理。

2.2.3水文地質(zhì)條件地下水類型該場地地下水的類型主要有孔隙潛水、微承壓水和基巖風(fēng)化帶裂隙水。其中基巖風(fēng)化裂隙水主要存在于風(fēng)化巖頂部，總體上講，富水性差，對(duì)工程建設(shè)影響不顯著?？紫稘撍饕x存于淺部填土及新近沉積土層中，地下水水位受大氣降水及周邊地表水補(bǔ)給，地表逕流及大氣蒸發(fā)為主要排泄方式。微承壓水賦存于深度砂土層中，水量豐富，并接受上部孔隙潛水越流補(bǔ)給。地形水位勘察期間實(shí)測(cè)場地孔隙潛水初見地下水位埋深0.97m～3.80m，平均高程4.23m，穩(wěn)定地下水位埋深0.63m～1.40m，平均高程5.82m，場地地下水位年變化幅度1.0m左右。根據(jù)調(diào)查，場地歷史最高地下水位接近地表。依據(jù)詳勘資料，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，下部砂層微承壓水水頭高度一般較孔隙潛水低1.5-2.0m左右，水頭高程在4.0m左右。地下水和土的腐蝕性擬建場地位于濕潤區(qū)，基礎(chǔ)處于飽和弱透水層中，因此場地環(huán)境屬Ⅱ類，不利條件下受干濕交替作用。根據(jù)水質(zhì)分析試驗(yàn)報(bào)告，按照《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》（GB50021-2001）第12.2.2～12.2.5條，評(píng)價(jià)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性，根據(jù)水質(zhì)分析試驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》（GB50021-2001）第12.2條判定判定地下水對(duì)砼及鋼筋砼中鋼筋具微腐蝕性。根據(jù)土質(zhì)分析試驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》（GB50021-2001）第12.2條判定土對(duì)砼及鋼筋砼中鋼筋具微腐蝕性。根據(jù)電阻率試驗(yàn)結(jié)果（見表4-17）及臨近京新村站-浦珠路站區(qū)間電阻率試驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬建場地大部分土層電阻率小于50Ω·m，大于20Ω·m，而深部砂土層電阻率大于50Ω·m，因此依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》12.2.5條按最不利條件考慮，判定地基土對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。2.2.4工程地質(zhì)評(píng)價(jià)地基均勻性擬建車站為地下二層，由于采用補(bǔ)償基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)對(duì)地基的附加荷載不大。擬建車站基底以下東側(cè)主要為②-3b3-4層粉質(zhì)粘土，而西側(cè)主要為②-3cd1-2層粉土夾粉砂，兩者工程特性差異明顯，擬建地基為不均勻地基。同時(shí)由于東側(cè)局部②-2b4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土強(qiáng)度低，高壓縮性，建議對(duì)該層采取措施進(jìn)行地基處理。特殊性巖土a填土場地填土層普遍分布，但組成成分、堆積年代差異較大。填土層厚度較大1.8-5.5m，平均厚度3.46m。車站范圍填土回填時(shí)間1-5年左右，松散狀態(tài)為主，多為粘性土混碎石、磚塊，局部混含少量大混凝土塊。強(qiáng)度低，松散狀，工程性質(zhì)差。b軟土場地范圍內(nèi)主要分布有①-3層淤泥、②-1a2-3層粘土、②-2b4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、②-3b3-4層粉質(zhì)粘土、②-4d2-3層粉細(xì)砂、②-5b4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等軟土，軟土具高壓縮性、低強(qiáng)度、中靈敏度等特點(diǎn)，對(duì)工程建設(shè)危險(xiǎn)較大。京新村站軟土發(fā)育，其中東西兩側(cè)分布厚度不一，總體東厚、西薄。軟土多發(fā)育粉土、粉砂薄夾層，在上層滯水或潛水的滲流作用下，坑壁流土、流砂對(duì)基坑工程的影響巨大。軟土具有結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在天然狀態(tài)下具有一定的強(qiáng)度，一旦擾動(dòng)，其強(qiáng)度很快降低，因此工程建設(shè)應(yīng)采取措施避免其受擾動(dòng)。砂土液化經(jīng)綜合標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法、靜力觸探試驗(yàn)法判別，②-2c2-3層為可液化土層，屬于輕微液化場地。該層在車站東端底板下有局部分布，建議在地基加固時(shí)可一并考慮采用注漿處理，以達(dá)到消除液化的目的?；邮┕?duì)周邊環(huán)境影響的分析與評(píng)價(jià)擬建車站東北側(cè)為天潤城第十一街區(qū)在建臨街商住樓及地下車庫，東南側(cè)為在建商場，南側(cè)有一橋梁，距車站附屬建筑最近約6m。而地鐵建設(shè)存在規(guī)模較大的開挖工程，如區(qū)間的盾構(gòu)開挖和站點(diǎn)的基坑開挖，若開挖土體有較厚的砂性土含水層，需疏干排水，造成孔隙水位降低，因應(yīng)力失衡，土體釋水壓密，從而引發(fā)地面沉降，對(duì)開挖區(qū)周邊建筑群的安全影響較大。長江漫灘區(qū)軟土發(fā)育深厚，巖性為全新統(tǒng)（Q4）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，強(qiáng)度低，具高壓縮性、流變和觸變性，工程建設(shè)中易造成地基沉降量過大、不均勻沉陷等問題，對(duì)工程及周邊環(huán)境造成不良后果。需要適當(dāng)提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，嚴(yán)密組織施工。

第3章車站建筑設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)依據(jù)1)《南京地鐵一號(hào)線南延線工程岔路口站初步設(shè)計(jì)》（2006.11）2)《南京地鐵一號(hào)線南延線工程初步設(shè)計(jì)專家審查意見》（2006.12）3)《地鐵一號(hào)線南延線建筑物基礎(chǔ)調(diào)查資料》（南京市測(cè)繪勘察研究院有限公司）4)南京地鐵一號(hào)線南延線工程XK01標(biāo)岔路口站《巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》（報(bào)告編號(hào)：2006-GK228-G）江蘇省地質(zhì)工程勘察院（2007.3）5)《南京地鐵一號(hào)線南延線工程施工設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（2007.3）6)一號(hào)線南延線設(shè)計(jì)總體組下發(fā)的相關(guān)技術(shù)聯(lián)系單7）南京地鐵一號(hào)線南延線工程設(shè)計(jì)合同8）采用的主要設(shè)計(jì)規(guī)范：（1）《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）；（2）《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50299-1999）（2003版）；（3）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）；（4）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）（2006版）；（5）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）；（6）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）；（7）《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50111-2006）（8）《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）（9）《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50038-2005）；（10）《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》（YB9258-97）；（11）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）；3.2設(shè)計(jì)原則1.地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工工藝、行車運(yùn)營、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、抗震、防水、防災(zāi)、防火、防迷流、防腐蝕及人民防空等對(duì)結(jié)構(gòu)的要求，同時(shí)做到結(jié)構(gòu)安全、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理與確保質(zhì)量的要求。2.根據(jù)沿線不同地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及城市總體規(guī)劃要求，結(jié)合周圍地面既有建筑物、地下構(gòu)筑物、管線及道路交通狀況，通過對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及使用功能等方面的綜合比較，合理選擇施工方法和結(jié)構(gòu)型式。3.地下車站結(jié)構(gòu)在施工及使用期間應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性。應(yīng)根據(jù)構(gòu)件特點(diǎn)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算以及抗傾覆、滑移、抗浮、疲勞、變形、抗裂或裂縫開展寬度驗(yàn)算；并滿足耐久性規(guī)定。4.地下車站結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足地下鐵道建筑限界及各種設(shè)備使用功能的要求、施工工藝的要求，并考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形和位移等因素給出必要的富裕量。5.地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以地質(zhì)勘察資料為依據(jù)，考慮不同施工方法對(duì)地質(zhì)勘探的特殊要求，并在施工中通過對(duì)地層的觀察和監(jiān)測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證和反饋修改勘察資料。6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)減少施工中和建成后對(duì)環(huán)境造成的不利影響，并應(yīng)考慮城市規(guī)劃引起周圍環(huán)境的改變（包括未來換乘線路的實(shí)施）對(duì)地鐵車站的作用。7.結(jié)構(gòu)計(jì)算模型應(yīng)符合實(shí)際工況條件，充分考慮結(jié)構(gòu)與地層的相互作用和施工中已形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。8.地下車站結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)防烈度8度進(jìn)行抗震驗(yàn)算，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)類型和埋深等因素選用能較好反映其臨震工作狀況的分析方法，并采取必要的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)和接頭處的整體抗震能力。9.結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)中遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理”以及“防水與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并重和統(tǒng)一考慮”的原則。10.地下結(jié)構(gòu)須具有戰(zhàn)時(shí)防護(hù)功能并做好平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換功能。在規(guī)定的設(shè)防部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按5級(jí)人防的抗力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)算，并設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。11.車站結(jié)構(gòu)所有的受力構(gòu)件，尚應(yīng)滿足現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。3.3設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.3.1車站各部通行能力車站各部位的最大通行能力見下表

表3-1車站各部位最大通行能力表部位每小時(shí)通過人數(shù)/人1m寬通道單向通行5000雙向通行40001m寬樓梯單向下樓4200單向上樓3700雙向混行32001m寬自動(dòng)扶梯81001m寬自動(dòng)人行道9600人工檢票口（月票）3600人工檢票口（車票）2600自動(dòng)檢票機(jī)1800半自動(dòng)售票機(jī)900自動(dòng)售票機(jī)3003.3.2站廳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）公共區(qū)裝修后地坪面至結(jié)構(gòu)頂板底面凈高≥4500mm（2）公共區(qū)地坪裝修層厚度150mm（3）公共區(qū)裝修后凈高≥3000mm（4）上部懸掛物距裝修面凈高300mm（5）各類管理和設(shè)備用房凈空應(yīng)符合其使用功能和各專業(yè)工藝要求。3.3.3站臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）地坪裝修面至結(jié)構(gòu)中板底面凈高（一般情況下）4550mm（層高5100mm）（2）高架車站地坪完成面至結(jié)構(gòu)頂板底面凈高（一般情況）≥3300mm（3）公共區(qū)裝修后凈高≥3000mm（4）地坪裝修層厚度100mm（5）站臺(tái)裝修面至軌頂面高度1050mm（6）軌面至結(jié)構(gòu)底板（不含曲線和減震因素）560mm（地下站）520mm（高架站）（7）站臺(tái)邊緣到線路中心線1500mm（8）線路中心線到側(cè)墻凈距2150mm（9）站臺(tái)懸掛物離裝修面凈高≥2400mm（10）無柱島式站臺(tái)寬度8000mm（11）有柱島式站臺(tái)寬度≥10000mm（12）換乘站、地下三層站及以上車站島式站臺(tái)寬度≥12000mm（13）島式站臺(tái)的側(cè)站臺(tái)≥2500mm（14）側(cè)式站臺(tái)（長向范圍內(nèi)設(shè)梯）的側(cè)站臺(tái)寬度≥2500mm（15）側(cè)式站臺(tái)（垂直于側(cè)站臺(tái)開通道口）的側(cè)站臺(tái)寬度≥3500mm（16）管理用房地面至吊頂凈高（一般情況）≥2600mm（17）設(shè)備與管理用房區(qū)走道地面至吊頂凈高≥2400mm（18）變電所及各類管理設(shè)備用房凈高應(yīng)符合其使用功能和各專業(yè)工藝要求。（19）高架站到雨棚最低處≥2800mm3.3.4車站管理用房（1）除了應(yīng)滿足《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定和有關(guān)設(shè)備與運(yùn)營管理的技術(shù)要求外，一般情況下裝修后管理用房凈高要求不小于2500mm，設(shè)備用房凈高不小于2800mm。（2）一般情況下地坪面裝修層厚50-150mm（3）設(shè)備用房區(qū)內(nèi)的通道凈寬為1200-1800mm3.3.5車站主要設(shè)備（1）自動(dòng)扶梯自動(dòng)扶梯的設(shè)置應(yīng)按遠(yuǎn)期高峰小時(shí)設(shè)計(jì)客流量確定，每臺(tái)自動(dòng)扶梯的匯集客流量應(yīng)盡可能相等。車站出入口提升高度超過6m時(shí)，應(yīng)設(shè)上行自動(dòng)扶梯；超過12m時(shí)上、下行均應(yīng)設(shè)置自動(dòng)扶梯。為了提高車站內(nèi)的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，站廳與站臺(tái)間，在車站分項(xiàng)客流較多的一端，設(shè)置上、下行自動(dòng)扶梯，另一端設(shè)上行自動(dòng)扶梯。高差超過6m時(shí)，上、下行均應(yīng)設(shè)自動(dòng)扶梯。重要車站標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)提高。兩臺(tái)相對(duì)布置的自動(dòng)扶梯工作點(diǎn)之間凈距≥16000mm與步行樓梯相對(duì)應(yīng)時(shí)扶梯工作點(diǎn)與樓梯第一級(jí)踏步的凈距≥12000mm自動(dòng)扶梯工作點(diǎn)至前方任何障礙物凈距≥8000mm當(dāng)要分段設(shè)置時(shí)，兩扶梯扶手帶端部之間距離≥5000mm自動(dòng)扶梯踏步面至上部任何障礙物的最小高度≥2300mm（2）電梯每個(gè)車站應(yīng)設(shè)置無機(jī)房電梯，供老弱病殘者、大件行李攜帶者及車站工作人員搬運(yùn)維修零配件使用。車站應(yīng)至少有一個(gè)出入口設(shè)一臺(tái)供殘疾人使用的直通站廳的電梯，在特殊情況下可采用輪椅升降機(jī)。電梯的上下出入口宜與樓扶梯共門廳，以方便電梯的管理和使用。（3）樓梯車站內(nèi)公共樓梯每個(gè)梯段的踏步級(jí)數(shù)（n）3-18級(jí)踏步高：乘客使用150-160mm工作人員150-180mm踏步寬：乘客使用280-320mm工作人員250-300mm樓梯休息平臺(tái)寬1200-1800mm樓梯寬度（指裝修后凈寬）：單向客流樓梯凈寬≥1800mm雙向客流樓梯凈寬≥2400mm當(dāng)上下行扶梯并列設(shè)置的樓梯及工作人員使用≥1200mm消防專用樓梯寬度≥900mm（4）自動(dòng)售檢票設(shè)施布置標(biāo)準(zhǔn)車站自動(dòng)售檢票設(shè)施的布置應(yīng)按車站客流量及售檢票設(shè)施的通過量計(jì)算確定，按近期實(shí)施，遠(yuǎn)期預(yù)留。（5）車站出入口出入口通道的輸送能力應(yīng)大于車站內(nèi)樓梯和自動(dòng)扶梯輸送能力之和。每個(gè)通道的寬度應(yīng)與分向客流相匹配。兼作城市地下過街道的，應(yīng)根據(jù)過街客流量加寬。地下車站一般宜設(shè)四個(gè)出入口，當(dāng)車站設(shè)計(jì)客流較小，可根據(jù)站址環(huán)境的具體情況酌情減少出入口數(shù)量，但不能少于兩個(gè)。凈寬度(且滿足疏散寬度要求)≥3000mm（2）出入口通道地面裝修面至結(jié)構(gòu)頂板底當(dāng)出入口通道小于60m時(shí)≥3100mm當(dāng)出入口通道大于60m時(shí)≥3500mm（3）出入口通道與站廳相接處高度≥3500mm（4）地面至吊頂?shù)膬舾摺?500mm（5）縱向坡度（如需要只宜設(shè)置一個(gè)變坡點(diǎn)）0.3%≤i≤5%設(shè)有垂直電梯的通道坡度≤1：123.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.車站主體結(jié)構(gòu)工程主要構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限為100年，次要構(gòu)件設(shè)計(jì)使用年限為50年。2.車站主體結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)，在進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的重要性系數(shù)取1.1。3.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，并取各自的最不利組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足地下鐵道建筑限界及各種設(shè)備使用功能的要求、施工工藝的要求。5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采用防止雜散電流腐蝕的措施。鋼結(jié)構(gòu)及鋼連接件應(yīng)進(jìn)行防銹處理。6.結(jié)構(gòu)防水等級(jí)一級(jí)。7.南京地區(qū)的地震設(shè)防烈度為7度，結(jié)構(gòu)采用相應(yīng)的構(gòu)造措施。8.地下結(jié)構(gòu)須具有戰(zhàn)時(shí)防護(hù)功能。在規(guī)定的設(shè)防部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按6級(jí)人防的抗力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)算，并設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。9.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度允許值為0.3mm。10.基坑支護(hù)設(shè)計(jì)將工程類比與理論計(jì)算相結(jié)合。并采用信息化設(shè)計(jì)和施工，在既有資料和地質(zhì)勘察報(bào)告的基礎(chǔ)上開展施工前的預(yù)設(shè)計(jì)，根據(jù)施工現(xiàn)場監(jiān)控量測(cè)的信息反饋修正設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。11.采用《理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)軟件F-SPW6.0》，矩形荷載模式，按增量法計(jì)算。12.本站基坑保護(hù)等級(jí)為一級(jí)。地面最大沉降量≤0.15%H；支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移≤0.2%H，或≤30mm，兩者取最小值。基坑重要性系數(shù)1.1。13.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算，按最不利情況進(jìn)行驗(yàn)算。在不考慮側(cè)壁摩阻力時(shí)，其抗浮安全系數(shù)不得小于1.05。當(dāng)計(jì)及側(cè)壁摩阻力時(shí)，其抗浮安全系數(shù)不得小于1.15。當(dāng)結(jié)構(gòu)抗浮不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施。14.圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足基坑穩(wěn)定要求，不產(chǎn)生傾覆、滑移和局部失穩(wěn)，基坑底部不產(chǎn)生管涌、隆起，支撐系統(tǒng)不失穩(wěn)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生強(qiáng)度破壞。15.蓋挖法圍護(hù)墻除承受側(cè)向水土壓力外，還需承載臨時(shí)路面體系自重和道路車輛荷載。臨時(shí)路面體系和車輛荷載按公路-Ⅰ級(jí)汽車荷載等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。16.根據(jù)地鐵規(guī)范要求，為確保結(jié)構(gòu)建筑限界不受影響，統(tǒng)一計(jì)量原則，明挖結(jié)構(gòu)樁墻支護(hù)每側(cè)外放建議按150mm考慮。17.地下連續(xù)墻永久結(jié)構(gòu)的垂直度偏差不大于1/300，墻表面凹凸不應(yīng)大于100mm。分離鉆孔樁的垂直度不大于1/200。18.為減少墻體在基坑開挖時(shí)間的位移，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平支撐應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力，其值可按設(shè)計(jì)軸力的40~70%計(jì)，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計(jì)算應(yīng)考慮支撐預(yù)應(yīng)力作用。19.地下連續(xù)墻鋼筋籠保護(hù)層厚度為外側(cè)70mm，內(nèi)側(cè)50mm。3.5工程規(guī)模、車站形式車站外包總長186.2m，總建筑面積為9843，主體建筑面積7880。車站共設(shè)置3個(gè)出入口和2組風(fēng)亭，出入口分布在寧溧路兩側(cè)，風(fēng)亭設(shè)置在規(guī)劃路邊，為減少對(duì)環(huán)境的影響，盡量設(shè)置在綠化帶內(nèi)，風(fēng)亭全部設(shè)計(jì)為敞口式低風(fēng)亭。車站的冷卻塔布置在2號(hào)風(fēng)亭處空地內(nèi)，遠(yuǎn)期可置于臨近建筑的屋頂，以減少對(duì)地面景觀的影響。本站采用地下兩層島式車站。3.6設(shè)計(jì)使用年限、耐火等級(jí)、抗震設(shè)防烈度、人防防護(hù)等級(jí)本工程主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年，車站耐火等級(jí)為一級(jí)，抗震設(shè)防烈度按7度設(shè)防，人防防護(hù)等級(jí)為6級(jí)。3.7車站坐標(biāo)、高程系統(tǒng)的選用本工程坐標(biāo)系統(tǒng)采用南京市地方坐標(biāo)系；高程系統(tǒng)采用吳淞高程系統(tǒng)。3.8總平面設(shè)計(jì)3.8.1站址周邊環(huán)境及主要控制因素站位車站設(shè)置在宏運(yùn)大道與寧溧路交叉路口的西南側(cè)，規(guī)劃道路紅線內(nèi)。呈南北向布置。有效站臺(tái)中心里程K8+185.711。見附圖地下管線車站站址范圍地下管線密集，但埋深都在2.5m以內(nèi)。沿車站縱向且穿越車站主體結(jié)構(gòu)的管線有：200×100有線電視線、φ500鑄鐵煤氣管、φ800混凝土雨水管、380V路燈電纜、200×100電信光纜、φ150鑄鐵上水管、φ200鑄鐵上水管。部分電信光纜橫向穿越車站主體。橫向穿越附屬結(jié)構(gòu)的管線有：φ500鑄鐵上水管、380V路燈電纜、φ100有線電視線、φ800混凝土雨水管、5根電信管道、200×100有線電視線。地面交通車站位于南北向的寧溧路下，該道路為南京市主城區(qū)聯(lián)系江寧區(qū)的主干道，規(guī)劃道路紅線寬60m；在寧溧路與宏運(yùn)大道交叉路口，規(guī)劃有互通式立交橋及南北向快速路。3.8.2車站總平面布置車站主體結(jié)構(gòu)位于宏運(yùn)大道與寧溧路交叉路口的西南側(cè)，規(guī)劃道路紅線內(nèi)的非機(jī)動(dòng)車道下。車站在寧溧路兩側(cè)共設(shè)三個(gè)出入口，均勻、分散，方便吸納各方位的客流，1、2、3號(hào)出入口通道寬度分別為6m、5m和5.0m。1號(hào)出入口設(shè)置在寧溧路以東的道路紅線內(nèi)，距道路紅線1.44m，為敞口式，同時(shí)在1號(hào)出入口處預(yù)留接口與物業(yè)結(jié)合條件。2號(hào)出入口設(shè)置在岔路口派出所以南,南京市稅務(wù)干部培訓(xùn)學(xué)校辦公樓前的空地內(nèi)，同時(shí)該出入口與車站站廳層的小端設(shè)備管理用房區(qū)的消防出入口合建。3號(hào)出入口設(shè)置在南京市稅務(wù)干部培訓(xùn)學(xué)校辦公樓南端的空地內(nèi)。消防出入口設(shè)置在2號(hào)風(fēng)亭附近拆遷的空地處。車站設(shè)置2組風(fēng)亭，均設(shè)置在規(guī)劃道路紅線的外側(cè)。1號(hào)風(fēng)亭設(shè)置在寧溧路東側(cè)規(guī)劃路邊，距離規(guī)劃紅線6.91~7.00m，2號(hào)風(fēng)亭設(shè)置在南京市稅務(wù)干部培訓(xùn)學(xué)校南端拆遷的空地內(nèi)，距離規(guī)劃道路紅線2.50~3.06m，風(fēng)亭均為敞口式低風(fēng)亭且開口距地面的高度為1m。冷卻塔布置在2號(hào)風(fēng)亭附近拆遷的空地內(nèi)，遠(yuǎn)期可置于臨近建筑的屋頂，以減少對(duì)地面景觀的影響。目前出入口及風(fēng)亭的設(shè)置均滿足規(guī)劃退縮要求。3.8.3與周邊建筑的結(jié)合及協(xié)調(diào)情況本站位于南京稅務(wù)培訓(xùn)學(xué)校前地塊內(nèi)，場地占用情況及2號(hào)出入口的位置已經(jīng)和南京稅務(wù)培訓(xùn)學(xué)校產(chǎn)權(quán)單位協(xié)調(diào)，并簽定了正式協(xié)議。1號(hào)出入口預(yù)留與物業(yè)結(jié)合條件。3.9防災(zāi)設(shè)計(jì)3.9.1建筑防火設(shè)計(jì)建筑物的耐火等級(jí)車站的主體建筑、出入口通道、風(fēng)道、出入口地面亭、風(fēng)亭等的耐火等級(jí)均為一級(jí)。防火分區(qū)根據(jù)防災(zāi)要求，站廳及站臺(tái)層兩端設(shè)備及管理用房區(qū)各為一個(gè)防火分區(qū)（北端為362m2；南端為1022m2），站廳層與站臺(tái)層公共區(qū)共同劃分一個(gè)防火分區(qū)。除公共區(qū)外，每個(gè)防火分區(qū)面積均小于1500m2。每個(gè)防火分區(qū)之間采用耐火極限為4小時(shí)的防火墻和甲級(jí)防火門分隔，防火墻上的門窗均采用甲級(jí)防火門窗，門開啟方向?yàn)槭枭⒎较?。室?nèi)所有墻、地及頂面的裝修材料，以及廣告燈箱、座椅、電話亭和售、檢票亭等所用材料，應(yīng)采用不燃材料，同時(shí)，裝修材料不得采用石棉、玻璃纖維制品及塑料類制品；電纜或管道穿越防火分區(qū)墻、防火墻、樓板時(shí)，待管線敷設(shè)完畢后用防火材料封堵嚴(yán)密。防煙分區(qū)按防煙分區(qū)不跨越防火分區(qū)，每個(gè)防煙分區(qū)面積不大于750m2的原則進(jìn)行劃分。在站臺(tái)公共樓梯口設(shè)擋煙垂壁。3.9.2防洪（防淹）設(shè)計(jì)車站的防洪設(shè)計(jì)按照南京市長江百年一遇洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防要求設(shè)計(jì)。車站地面出入口、地面電梯亭的防淹平臺(tái)面高于附近地坪面450mm，風(fēng)亭口下檐高于設(shè)防要求高于附近地坪面1000mm，同時(shí)在出入口設(shè)置了防淹閘。3.10人防設(shè)計(jì)按人防劃分單元，在車站南端設(shè)置了區(qū)間人防隔斷門（兼防淹門），同時(shí)在出入口、新風(fēng)道內(nèi)均設(shè)置有人防門，活塞風(fēng)道在戰(zhàn)時(shí)做水平封堵。車站共設(shè)置了兩個(gè)戰(zhàn)時(shí)人員出入口，出入口總寬度為11.0m，滿足人防要求。3.11無障礙設(shè)計(jì)本站在2號(hào)出入口通道設(shè)有一部供肢體殘疾人使用的殘疾人輪椅牽引機(jī)，連接地面與站廳層，在站廳中部付費(fèi)區(qū)設(shè)有一部垂直電梯，可直達(dá)站臺(tái)層；在盲人涉足之地按無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)盲人導(dǎo)向帶，方便盲人乘車；在公共廁所內(nèi)均設(shè)有殘疾人蹲位、小便器、洗手池等；檢票口設(shè)置供殘疾人通行的900mm寬通道。3.12結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.12.1車站站臺(tái)設(shè)計(jì)、計(jì)算設(shè)計(jì)客流表3-2遠(yuǎn)期（2034年）早高峰小時(shí)客流、超高峰系數(shù)及設(shè)計(jì)客流上行下行總客流量超高峰系數(shù)設(shè)計(jì)客流上客2818上客2345123871.113626下客3360下客3864上車設(shè)計(jì)客流量為：下車設(shè)計(jì)客流量為：設(shè)計(jì)客流量為：站臺(tái)有效長度車輛外形尺寸：B型車，車輛長22000，寬3000，高3800。車輛編組：設(shè)計(jì)時(shí)采用遠(yuǎn)期列車6輛編組，載客量（定員）1440,人行車密度遠(yuǎn)期高峰小時(shí)為30對(duì)/小時(shí)。根據(jù)《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》可確定：站臺(tái)有效長度：式中——站臺(tái)有效長度，即站臺(tái)全長扣除兩端樓梯外側(cè)長度（）；車輛全長，即車輛兩端車鉤內(nèi)側(cè)間距（）；高峰時(shí)段設(shè)計(jì)最大編組輛數(shù)；列車停車安全余量（），取=1；根據(jù)客流要求并考慮規(guī)范取整站臺(tái)寬度計(jì)算站臺(tái)寬度參照下列公式計(jì)算；本車站采用島式站臺(tái)，其寬為：（3-1）其中：（3-2）或（3-3）以上兩式取較大值；式中：——側(cè)站臺(tái)寬度；——橫向柱數(shù)；——橫向柱寬；——每組人行梯與自動(dòng)扶梯寬度之和（m）；——遠(yuǎn)期每列車高峰小時(shí)單側(cè)上車設(shè)計(jì)客流量（換乘車站應(yīng)含換乘客流量）；——遠(yuǎn)期每列車高峰小時(shí)單側(cè)上、下車設(shè)計(jì)客流量（換乘車站應(yīng)含換乘客流量）；——站臺(tái)上人流密度/人；——站臺(tái)計(jì)算長度（m）;——站臺(tái)邊緣至屏蔽門立柱內(nèi)側(cè)的距離（m），無屏蔽門時(shí)，；——站臺(tái)安全防護(hù)寬度取0.4m，采用屏蔽門時(shí)以替代值。（由規(guī)范的?。┬∮谧钚?cè)站臺(tái)寬度2.5m，實(shí)際取2.5m。站臺(tái)寬度的確定：站臺(tái)設(shè)4.2m寬的上下行自動(dòng)扶梯和1.8m寬人行樓梯，柱寬0.7m，則站臺(tái)寬B=2×2.5+4.2+0.7=9.9m，實(shí)取10m。表3-3車站外包尺寸、站臺(tái)寬度及車站層數(shù)車站總長標(biāo)準(zhǔn)段寬度車站總高站臺(tái)形式/寬度出入口及通道數(shù)量風(fēng)道、風(fēng)亭數(shù)量186.2m18.8m12.69m島式/10m3自動(dòng)扶梯與電梯數(shù)量表3-4自動(dòng)扶梯與電梯數(shù)量設(shè)置位置編號(hào)提升高度(m)數(shù)量(臺(tái))是否作為緊急疏散用是否有擋風(fēng)、雨設(shè)施1號(hào)出入口E05-K(01)-18.1001是無2號(hào)出入口E05-K(02)-18.1001是無2號(hào)出入口LY05-K(2)-18.1001否無3號(hào)出入口E05-K(03)-19.7501是無站廳～站臺(tái)E05-N(8)-14.9831是無E05-N(12)-14.9171是無L05-N(D/10)-P4.9501否無3.12.2車站埋深及平面設(shè)計(jì)車站埋深本站車站位于城市主干道下，車站埋深不受管線控制，為便于以后道路下管線輻射，車站覆土按3.0m設(shè)計(jì)。車站平面設(shè)計(jì)1.地下一層——站廳層站廳層的兩端為設(shè)備及管理用房，中部為公共區(qū)。公共區(qū)分為付費(fèi)區(qū)與非付費(fèi)區(qū)，在付費(fèi)區(qū)設(shè)置有2組樓扶梯、和一臺(tái)直升電梯連接站臺(tái)層，能夠滿足正常客流和緊急情況的疏散需要，在付費(fèi)區(qū)與非付費(fèi)區(qū)的交界處設(shè)置了進(jìn)出閘機(jī)、檢票補(bǔ)票亭等，非付費(fèi)區(qū)設(shè)置了自動(dòng)售票機(jī)。兩端設(shè)備及管理用房區(qū)，布置有通風(fēng)空調(diào)電控室、AFC設(shè)備室、通信設(shè)備室、外部通信機(jī)房、信號(hào)設(shè)備室、氣瓶室、弱電間、、應(yīng)急照明室、照明配電室等設(shè)備用房，以及車站控制室、站長室、站務(wù)室、警務(wù)室、值班室、交接班室、更衣室、盥洗室等管理用房，并布置有內(nèi)部樓梯連接站臺(tái)層，供工作人員上下使用。2.地下二層——站臺(tái)層車站采用12m寬島式站臺(tái)，有效站臺(tái)長141m。站臺(tái)層北端主要布置有降壓變電所、冷凍機(jī)房、公共廁所、污水泵房、照明變電室等，南端布置有備品庫、照明配電室、備用室等。

表3-5設(shè)備與管理用房面積表功能序號(hào)房間名稱使用面積(m2)功能序號(hào)房間名稱使用面積(m2)管理用房1車站控制室34.2設(shè)備用房21控制室機(jī)房21.92站長室15.722照明配電室58.33站務(wù)室9.823通信設(shè)備室46.54交接班室26.424公安值班室12.05票務(wù)室15.225公安通信室26.36銀行13.526外部通信機(jī)房47.57警務(wù)室13.527信號(hào)設(shè)備室48.88員工洗手間11.828弱電間10.29男/女公共洗手間37.729配線間12.80男更衣室8.430氣瓶室32.31女更衣室10.531檢修室15.62清掃垃圾間12.332控制室40.13應(yīng)急備品間10.13335kv開關(guān)柜室44.54清掃工具室10.134動(dòng)力變壓器室38.55備品庫18.1350.4KV開關(guān)柜室90.36通風(fēng)空調(diào)機(jī)房223.536應(yīng)急照明電源室21.97通風(fēng)空調(diào)電控室89.837污水泵房11.58冷凍機(jī)房186.138排熱風(fēng)室13.19AFC設(shè)備室20.139安全門控制室24.50消防泵房27.740備用14.4車站平面圖見附圖1，縱斷面圖見附圖2。

3.12.3主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)地下結(jié)構(gòu)的襯砌截面必須根據(jù)工程的使用要求（埋置深度、橫斷面幾何尺寸以及它的使用要求）、所選定的施工方法、沿線的地質(zhì)、水文情況確定斷面形狀和限界，據(jù)此進(jìn)行襯砌斷面的初步擬定。由于襯砌是超靜定結(jié)構(gòu)，不能直接用力學(xué)方法計(jì)算出應(yīng)有的截面尺寸，而必須先采用經(jīng)驗(yàn)類比或是推論的方法，擬定襯砌結(jié)構(gòu)尺寸。按照這個(gè)截面尺寸計(jì)算在荷載作用下的截面內(nèi)力并檢算其強(qiáng)度。初步擬定結(jié)構(gòu)形狀和尺寸需要考慮3個(gè)方面：1.襯砌的內(nèi)輪廓必須符合前述的地下建筑使用要求和凈空限界，同時(shí)要選擇符合施工方法的結(jié)構(gòu)斷面形式。2.結(jié)構(gòu)軸線應(yīng)盡可能地重合在荷載作用下所決定的壓力線上。若兩線重合，結(jié)構(gòu)的各個(gè)截面都只承受單純的壓力而無拉力，當(dāng)然最為理想，但事實(shí)上很難做到。一般總是結(jié)構(gòu)的軸線接近于壓力線，使各個(gè)截面主要承受壓力，而極少斷面承受很小的拉力，從而充分地利用混凝土材料的特性。3.截面厚度是結(jié)構(gòu)軸線確定后的重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，要判斷設(shè)計(jì)厚度的截面是否有足夠的強(qiáng)度。從施工的角度出發(fā)，截面的厚度要滿足最小厚度要求，太薄將是施工操作困難和質(zhì)量不易保證。主要構(gòu)件尺寸的擬定：頂板厚800mm，頂縱梁900mm×1800（1600）mm；中板厚400mm，中縱梁900mm×800mm；站臺(tái)板厚200mm；底板厚900mm，底縱梁900mm×2000（1800）mm；立柱700mm×1200mm、700mm×1400mm、700mm×800mm、700mm×900mm、700mm×1000mm、600mm×900mm、600mm×700mm；側(cè)墻盾構(gòu)段700mm，一般段600mm。結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段尺寸為18.80m×12.690（13.090）m（寬×高）。斷面見附圖3、4。在結(jié)構(gòu)開洞處、重型設(shè)備及其運(yùn)輸路線以及樓扶梯作用點(diǎn)處設(shè)有不同截面的梁體對(duì)結(jié)構(gòu)予以加強(qiáng)。

第4章車站主體結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1計(jì)算原理地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要有：結(jié)構(gòu)力學(xué)法、巖石力學(xué)方法、經(jīng)驗(yàn)類比方法及情報(bào)化設(shè)計(jì)方法。本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法——荷載結(jié)構(gòu)模型計(jì)算方法。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型是將支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖分開來考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)式承載主體，圍巖作為荷載的來源和支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性支承，又可稱為荷載-結(jié)構(gòu)模型。這類模型中，支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用是通過彈性支承對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加約束來體現(xiàn)的，而圍巖的承載能力則在確定圍巖壓力和彈性支承的約束能力時(shí)間接地考慮。圍巖的承載能力越高，它給予支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力越小，彈性支承約束支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的抗力越大。相對(duì)來說，支護(hù)結(jié)構(gòu)所起的作用就變小了。這一類計(jì)算模型主要適用于圍巖過分變形而發(fā)生松弛和崩塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)承擔(dān)圍巖“松動(dòng)”壓力的情況。所以說，利用這類模型進(jìn)行地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，是如何確定作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的主動(dòng)荷載，其中最主要的是圍巖所產(chǎn)生的松動(dòng)壓力，以及彈性支承給支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性抗力。屬于這一類模型的計(jì)算方法有：彈性連續(xù)框架法、假定抗力法和彈性地基梁法等。此處采用彈性地基梁法來計(jì)算，并運(yùn)用主動(dòng)荷載模型。主動(dòng)荷載模型不考慮圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用，因此，支護(hù)結(jié)構(gòu)在主動(dòng)荷載作用下可以自由變形。4.2荷載類型及組合4.2.1荷載類型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所考慮的計(jì)算荷載主要有三種：永久荷載，可變荷載和偶然荷載。詳見表4-1；

表4-1地下結(jié)構(gòu)荷載分類表荷載類型荷載名稱永久荷載結(jié)構(gòu)自重地層壓力靜水壓力及浮力設(shè)備重量地基下沉影響力結(jié)構(gòu)上部和破壞棱體范圍的設(shè)施及建筑物壓力混凝土收縮及徐變影響側(cè)向地基抗力及地基反力可變荷載基本可變荷載地面車輛荷載及其動(dòng)力作用地面車輛荷載引起的側(cè)向土壓力地鐵車輛荷載及其動(dòng)力作用人群荷載其他可變荷載施工荷載溫度變化影響偶然荷載7度地震荷載6級(jí)人防荷載4.2.2荷載組合根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001（2006年版）及《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）等相關(guān)規(guī)范規(guī)定的可能出現(xiàn)的最不利情況確定不同荷載組合時(shí)的荷載分項(xiàng)系數(shù)。荷載組合形式有以下三種：a）基本組合；b）標(biāo)準(zhǔn)組合；c）偶然組合。對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，不同組合的荷載分項(xiàng)系數(shù)按規(guī)范要求取值；對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)使用功能要求，采用標(biāo)準(zhǔn)組合，進(jìn)行裂縫、變形驗(yàn)算，荷載分項(xiàng)系數(shù)按規(guī)范取值。4.3荷載分析在車站主體結(jié)構(gòu)框架中，車站頂板、站廳層樓板、剪力墻、中間立柱都分別承擔(dān)了來自上部覆土及地面超載、人群及設(shè)備荷載、側(cè)向土壓力及靜水壓力等主動(dòng)荷載，圍巖對(duì)頂板和剪力墻的作用都被考慮成以荷載的形式作用到結(jié)構(gòu)上，而不考慮其相互的約束。究其原因，是因?yàn)檐囌窘Y(jié)構(gòu)主要受到豎向以及對(duì)稱擠壓的橫向荷載，其變形主要發(fā)生在豎向沉降以及橫向的對(duì)稱壓縮，而不存在其指向圍巖方向的擴(kuò)張。而圍巖本身不具備承受拉力的性能，故當(dāng)車站結(jié)構(gòu)在背離圍巖方向發(fā)生變形時(shí)，圍巖不能對(duì)結(jié)構(gòu)加以約束。然而對(duì)于車站結(jié)構(gòu)的底板，由于車站整體受到豎向的荷載，其結(jié)果必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的豎向位移，這樣就使得底板在指向地基圍巖的方向上發(fā)生了位移，地基圍巖必然對(duì)其產(chǎn)生約束，從而形成地基彈性抗力。所以，在分析底板時(shí)，不能再忽略圍巖與其的相互作用，必須保證其與圍巖之間的受力和變形協(xié)調(diào)性。4.4主要計(jì)算參數(shù)地層的物理力學(xué)指標(biāo)依據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告取值。地下水取最不利（即埋深最小時(shí)0.97m）計(jì)算。各土層分布情況如圖：圖4-1地質(zhì)情況圖各土層信息如下表：

表4-2土層信息表層號(hào)名稱含水量土重度孔隙比浮容重有效內(nèi)摩擦角%—①-2素填土30.318.70.8629.00②-1a2-3粘土32.318.30.9318.732.1②-2c2-3粉土30.618.10.9008.634.6②-3b3-4粉質(zhì)粘土32.817.80.9898.40②-3cd1-2粉土夾粉砂30.917.70.9588.431.6故，土容重加權(quán)平均值：土的內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值：故在該土層中，土的側(cè)壓力系數(shù)：設(shè)備區(qū)樓面荷載：一般按8KPa計(jì)算，超過8KPa按設(shè)備實(shí)際重量及其運(yùn)輸路線計(jì)算。集散區(qū)樓面人群荷載：4kPa地面活荷載：20kPa盾構(gòu)井附近活荷載：35kPa水壓力:按全水頭考慮。結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)規(guī)范選用。4.5荷載計(jì)算在縱向取長度為1m計(jì)算。采用基本荷載組合計(jì)算，其中分項(xiàng)系數(shù)永久荷載取1.35，可變荷載取1.4。車站主體結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)，在進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的重要性系數(shù)取1.1。頂板壓力地面荷載：土壓力：根據(jù)極限狀態(tài)效應(yīng)組合有：站廳層樓板板壓力人群荷載：設(shè)備荷載：根據(jù)極限狀態(tài)效應(yīng)組合有：站臺(tái)板壓力人群荷載：根據(jù)極限狀態(tài)效應(yīng)組合有：底板浮力底板處水壓強(qiáng)：根據(jù)極限狀態(tài)效應(yīng)組合有：側(cè)墻所受土側(cè)壓力頂板處受土側(cè)壓力為：底板處受土側(cè)壓力為：側(cè)墻所受靜水壓力頂板處受靜水側(cè)壓力為：底板處受靜水側(cè)壓力為：荷載分布圖如下圖：圖4-2車站主體結(jié)構(gòu)荷載圖4.6有限元計(jì)算4.6.1有限元的分析過程有限元法的基本思想是將連續(xù)的結(jié)離散成有限個(gè)單元，并在每一個(gè)單元中設(shè)定有限個(gè)節(jié)點(diǎn)，將連續(xù)體看作是只在節(jié)點(diǎn)處相連接的一組單元的集合體；同時(shí)選定場函數(shù)的節(jié)點(diǎn)值作為基本未知量，并在每一個(gè)單元中假設(shè)一近似插值函數(shù)以表示單元場中場函數(shù)的分布規(guī)律；進(jìn)而利用力學(xué)中的某些變分原理取建立用以求解節(jié)點(diǎn)未知量的有限元方程，從而將一個(gè)連續(xù)域中的無限自由度問題轉(zhuǎn)化為離散域中的自由度問題。一經(jīng)求解就可以利用解得的節(jié)點(diǎn)值和設(shè)定的插值函數(shù)確定單元上以致整個(gè)集合體的場函數(shù)。具體來說，有限元法的分析過程可以分為如下5個(gè)步驟。1.結(jié)構(gòu)離散化。離散化就是指將所分析問題的結(jié)構(gòu)分割成有限個(gè)單元體，并在單元體的制定點(diǎn)設(shè)置節(jié)點(diǎn)，使相鄰單元的有關(guān)參數(shù)具有一定的連續(xù)性，形成有限元網(wǎng)格，即將原來的連續(xù)體離散為在節(jié)點(diǎn)處相連接的有限單元組合體，用它來代替原來的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)離散化時(shí)，劃分單元的大小和數(shù)目應(yīng)當(dāng)根據(jù)計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)的容量等因素來決定。2.選擇位移插值函數(shù)。為了能用節(jié)點(diǎn)位移表示單元體的位移、應(yīng)變和應(yīng)力，在分析連續(xù)體問題時(shí)，必須對(duì)單元中位移的分布做出一定的假設(shè)，即假定位移是坐標(biāo)的某種簡單函數(shù)（插值函數(shù)或位移模式），通常采用多項(xiàng)式作為位移函數(shù)。選擇適當(dāng)?shù)奈灰坪瘮?shù)是有限元法分析中的關(guān)鍵，應(yīng)當(dāng)注意如下幾個(gè)方面：多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)應(yīng)等于單元的自由度數(shù)；多項(xiàng)式的階次應(yīng)包含常數(shù)項(xiàng)和線性項(xiàng)；單元自由度應(yīng)等于單元節(jié)點(diǎn)獨(dú)立位移的個(gè)數(shù)。位移矩陣為：（4-1）式中，——單元內(nèi)任一點(diǎn)的位移，——行函數(shù)，——單元節(jié)點(diǎn)位移。分析單元的力學(xué)特性。首先利用幾何方程推導(dǎo)出用節(jié)點(diǎn)位移表示的單元應(yīng)變：（4-2）式中，——單元應(yīng)變，——單元應(yīng)變矩陣。再由本構(gòu)方程可導(dǎo)出用節(jié)點(diǎn)位移表示的單元應(yīng)力：（4-3）式中，——單元材料有關(guān)的彈性矩陣。最后由變分原理可得到單元上節(jié)點(diǎn)力與節(jié)點(diǎn)位移間的關(guān)系式（即平衡方程）：（4-4）式中，——單元?jiǎng)偠染仃?，?-5）集合所有單元的平衡方程，建立整體結(jié)構(gòu)的平衡方程。即先將各個(gè)單元的剛度矩陣合成整體剛度矩陣，然后將各個(gè)單元的等效節(jié)點(diǎn)力列陣集合總的荷載陣列——稱為總剛矩陣:（4-6）由總剛矩陣形成整個(gè)結(jié)構(gòu)的平衡方程：（4-7）由平衡方程求解未知節(jié)點(diǎn)位移和計(jì)算單元應(yīng)力。有限元求解程序的內(nèi)部過程如下圖所示：圖4-3有限元求解程序圖因?yàn)閱卧梢栽O(shè)計(jì)成不同的幾何形狀，所有可以靈活地模擬和逼近復(fù)雜的求解區(qū)域。很顯然，只要插值函數(shù)滿足一定的要求，隨著單元數(shù)目的增加，解的精度也會(huì)不斷提高而最終收斂于問題的精確解。雖然從理論上來講，不斷增加單元數(shù)目可以使數(shù)值分析解最終收斂于問題的精確解，但這卻大大的增加了計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間。而在我們實(shí)際工程應(yīng)用中，只要所得解能夠滿足工程的實(shí)際需要就可以了。因此，有限元的基本策略就是在分析精度和分析時(shí)間上找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)。4.6.2ANSYS簡介ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,I－DEAS,AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAE工具之一。ANSYS有限元軟件包是一個(gè)多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域：航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。軟件提供了100種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。該軟件有多種不同版本，可以運(yùn)行在從個(gè)人機(jī)到大型機(jī)的多種計(jì)算機(jī)設(shè)備上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。4.6.3建模與計(jì)算材料特性及計(jì)算1.主要工程材料1）．主體結(jié)構(gòu)梁、板、內(nèi)襯墻混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土（），內(nèi)襯墻，頂、底板混凝土抗?jié)B標(biāo)號(hào)S8；2）．柱子：采用C50鋼筋混凝土；臨時(shí)柱：φ609，t=16mm（Q235）鋼管柱；3）．鋼筋：（φ）、（φ）級(jí)鋼筋；4）．焊條：E43-系列型焊條，E50-系列型焊條；2.材料特性與界面特性由各構(gòu)件尺寸可計(jì)算得出各截面的尺寸特性，如下表：表4-3各截面尺寸特性長（）高（）面積（）慣性矩（）頂板4267中板0533站臺(tái)板0067站臺(tái)柱0067站臺(tái)中柱2858底板6075側(cè)墻18003.地基彈性反力系數(shù)根據(jù)文克勒地基模型計(jì)算地基彈性反力系數(shù)得：采用站臺(tái)和主體結(jié)構(gòu)（3-3截面）分離分析法站臺(tái)單獨(dú)列出進(jìn)行分析。站臺(tái)柱下采用固定端支座替代主體結(jié)構(gòu)底板作用。對(duì)于主體結(jié)構(gòu)，其與站臺(tái)接觸部分用豎直向下的力（即站臺(tái)住下端的最大軸力）替代（經(jīng)計(jì)算此方法可行，且誤差甚?。?-3截面斷面圖見附圖3。利用ANSYS計(jì)算，其中劃分單元長度時(shí)采用一個(gè)單元長0.05m進(jìn)行。地基反力用以彈簧單元代替，其他結(jié)構(gòu)均采用BEAM（梁）單元進(jìn)行計(jì)算。站臺(tái)的單獨(dú)分析圖4-4站臺(tái)變形圖(m)圖4-5站臺(tái)剪力圖(N)圖4-6站臺(tái)彎矩圖圖4-7站臺(tái)軸力圖(N)

主體結(jié)構(gòu)的分析圖4-8主體結(jié)構(gòu)變形圖(m)圖4-9主體結(jié)構(gòu)剪力圖（N）圖4-10主體結(jié)構(gòu)彎矩圖圖4-11主體結(jié)構(gòu)軸力圖（N）采用站臺(tái)和主體結(jié)構(gòu)（3-3截面）整體分析法圖4-12結(jié)構(gòu)荷載圖圖4-13結(jié)構(gòu)變形圖（m）圖4-14結(jié)構(gòu)軸力圖（N）圖4-15結(jié)構(gòu)剪力圖（N）圖4-16結(jié)構(gòu)彎矩圖計(jì)算結(jié)果顯示，兩種計(jì)算方法所得出的內(nèi)力相差甚微。采用站臺(tái)和主體結(jié)構(gòu)（4-4截面）分離分析法4-4斷面結(jié)構(gòu)圖見附圖4。站臺(tái)計(jì)算已在6.3.2節(jié)中介紹，現(xiàn)只說明主體結(jié)構(gòu)的分析。圖4-17變形圖(m)圖4-18剪力圖(N)圖4-19彎矩圖圖4-20軸力圖(N)

第5章構(gòu)造設(shè)計(jì)鋼筋的配置按照相關(guān)規(guī)定，基于混凝土設(shè)計(jì)原理進(jìn)行手算。將鋼筋混凝土視為理想彈塑性材料。混凝土選用，鋼筋選用和。查相關(guān)規(guī)范有：當(dāng)混凝土等級(jí)強(qiáng)度為時(shí)，，，；級(jí)鋼筋，，；級(jí)鋼筋，。5.1鋼筋構(gòu)造及技術(shù)要求1.受力鋼筋保護(hù)層厚度：頂板：40mm；底板、側(cè)墻：50mm；樓板：30mm；柱：40mm。2.受力鋼筋錨固長度：鋼筋直徑≤25時(shí)，lαE≥31d；鋼筋直徑＞25時(shí)，lαE≥35d；鋼筋接頭：鋼筋主筋接頭采用焊接或機(jī)械連接，焊接接頭的類型和質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的要求。機(jī)械接頭應(yīng)選用技術(shù)成熟的類型，其質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求。其它接頭可采用搭接接頭，搭接長度按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行。3.接頭位置：受力鋼筋的接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開35d且不小于500mm，同一截面接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率不大于50％。鋼筋接頭不應(yīng)設(shè)置在箍筋加密區(qū)。4.箍筋：箍筋必須為封閉式。5.分期澆注的混凝土結(jié)構(gòu)，先施工結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)為后期施工混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)埋鋼筋接駁器或預(yù)留鋼筋，預(yù)留鋼筋應(yīng)滿足鋼筋的連接要求。6.對(duì)于孔洞≤300mm的設(shè)備孔洞，鋼筋繞開孔洞，不得切斷；對(duì)于孔洞＞300mm的處理，詳見設(shè)計(jì)圖紙。7.為滿足設(shè)備吊裝要求，結(jié)構(gòu)層板施工時(shí)，需預(yù)埋吊環(huán)或吊鉤，吊環(huán)或吊鉤鋼筋采用HPB235鋼筋，嚴(yán)禁使用冷加工鋼筋，鋼筋埋入混凝土的深度不小于30d，并應(yīng)焊接或綁扎在鋼筋骨架上。5.2耐久混凝土材料1.配制耐久混凝土的水泥可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)宜為42.5號(hào)，并不宜低于32.5號(hào)。不論骨料是否具有活性，水泥的含堿量(等效Na2O)均不宜超過水泥重的0.6%。2.在無氯鹽的環(huán)境中，配制鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土所用各種原材料（水泥、礦物摻和料、骨料、外加劑和拌和水等）的氯離子含量分別不應(yīng)超過膠凝材料重量的0.2%和0.06%。3.配制耐久混凝土所用的礦物摻和料應(yīng)符合下列要求：粉煤灰應(yīng)選用來料均勻、各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定的一級(jí)灰。粉煤灰的燒失量應(yīng)盡可能低并不大于4％，三氧化硫含量不大于3％。在滿足強(qiáng)度需要的前提下，粉煤灰摻量不宜超過30％。磨細(xì)的?；郀t礦渣的比表面積不宜小于3500cm2/g，但過高的細(xì)度也不利于控制水化熱和混凝土的防裂。配制耐久混凝土的骨料、混凝土的化學(xué)外加劑及其使用、混凝土拌和用水應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。5.3主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖的繪制根據(jù)ANSYS計(jì)算結(jié)果查內(nèi)力表可繪出其軸力圖、剪力圖、彎矩圖，如下圖：圖5-1主體結(jié)構(gòu)（3-3截面）彎矩、剪力圖圖5-2主體結(jié)構(gòu)（3-3截面）軸力圖圖5-3主體結(jié)構(gòu)（4-4截面）彎矩、剪力圖圖5-4主體結(jié)構(gòu)（4-4截面）軸力圖根據(jù)內(nèi)力圖確定出各個(gè)危險(xiǎn)截面如下圖圖5-5危險(xiǎn)截面圖示5.4截面檢算主體結(jié)構(gòu)根據(jù)不同工作階段的最不利內(nèi)力，分別進(jìn)行正負(fù)彎矩的偏心受壓構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算。本設(shè)計(jì)中主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)。混凝土和砌體矩形截面中心及偏心受壓構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：（5-1）式中——混凝土或砌體的抗壓極限強(qiáng)度，可按表5-1采用；——安全系數(shù)，按表5-2采用；——軸向力；——截面的寬度；——截面的厚度；——構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)：對(duì)于隧道襯砌"明洞拱圈及墻背緊密回填的邊墻，可取，本設(shè)計(jì)采用；——軸向力的偏心影響系數(shù)，按表5-3采用。表5-1混凝土的界限強(qiáng)度（MPa）強(qiáng)度種類符號(hào)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20C25C30C40C50抗壓12.015.519.022.529.536.5彎曲抗壓15.019.445.6抗拉

表5-2混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù)材料種類混凝土砌體荷載組合主要荷載主要荷載+附加荷載主要荷載主要荷載+附加荷載破壞原因混凝土或砌體達(dá)到抗壓極限強(qiáng)度2.42.02.72.3混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度3.63.0表5-3偏心影響系數(shù)0.000.020.020.060.040.161.0001.0001.0000.9960.9790.9540.9230.8860.8420.240.260.280.300.320.340.7990.7500.6980.6450.5900.5350.4800.4260.3740.360.380.400.420.440.460.480.3240.2780.2360.1990.1700.1420.123從抗裂要求出發(fā)，混凝土矩形截面偏心受壓構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：（5-2）式中——混凝土的抗拉極限強(qiáng)度，按表5-2采用；——截面偏心距；其他符號(hào)意義同前。注：計(jì)算表明，對(duì)混凝土矩形截面構(gòu)件，當(dāng)時(shí)，系抗壓強(qiáng)度控制承載能力，按式5-1計(jì)算。由于車站主體結(jié)構(gòu)均為偏心受壓構(gòu)件，故按照5-2式進(jìn)行計(jì)算。1.頂板檢算對(duì)于頂板，軸力為：，最大彎矩為：則偏心距：故：，則可知需按照計(jì)算配筋。2.站廳層樓板檢算對(duì)于站廳層樓板，軸力為：，最大彎矩為：則偏心距：故：，則可知需按照計(jì)算配筋。3.底板檢算對(duì)于底板，軸力為：，最大彎矩為：則偏心距：故：，則可知需按照計(jì)算配筋。4.地下一層（站廳層）側(cè)墻檢算對(duì)于地下一層（站廳層）側(cè)墻，軸力為：，最大彎矩為：則偏心距：故：，則可知需按照計(jì)算配筋。5.地下二層（站臺(tái)層）側(cè)墻檢算對(duì)于地下二層（站臺(tái)層）側(cè)墻，軸力為：，彎矩為：則偏心距：故：，則可知需按照計(jì)算配筋。截面檢算結(jié)果匯總?cè)缦卤恚?/p>

表5-4截面檢算匯總表截面彎矩值軸力值偏心距是否需要按照計(jì)算配筋頂板Ⅰ-Ⅰ1054.4342.283080.5是Ⅱ-Ⅱ582.07342.281700.6是Ⅲ-Ⅲ543.36342.281587.5是站廳層樓板Ⅳ-Ⅳ146.761384.8106.0是Ⅴ-Ⅴ81.491384.858.9是Ⅵ-Ⅵ278.221384.8200.9是底板Ⅶ-Ⅶ840.81270.3661.9是Ⅷ-Ⅷ221.161270.3174.1是Ⅸ-Ⅸ1335.21270.31051.1是地下一層側(cè)墻Ⅹ-Ⅹ557.61623.63894.2是地下二層側(cè)墻Ⅺ-Ⅺ835.82766.411090.7是Ⅻ-Ⅻ737.93815.10905.3是ⅩⅢ-ⅩⅢ1335.2867.701538.8是5.5主體結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算（4-4截面）5.5.1頂板的配筋計(jì)算根據(jù)內(nèi)力圖可知，危險(xiǎn)截面為跨中處、靠近柱的支座截面和側(cè)墻端截面?？缰薪孛?Ⅱ-Ⅱ)1）偏心距的確定混凝土保護(hù)層厚度取有效高度為：對(duì)于頂板，軸力為：，跨中處彎矩為：則偏心距：附加偏心距取為：初始偏心距為：因?yàn)椋蚀藭r(shí)按照長柱考慮，需計(jì)算偏心距增大系數(shù)。查《規(guī)范》給出的偏心距增大系數(shù)的計(jì)算公式為：（5-3）（5-4）（5-5）式中