1、本科畢業設設計（論論文）合肥市軌道道交通11號線繁繁華大道道車站初步設計年 級:學 號:姓 名:專 業:土木工工程指導老師:2013 年 6 月西南交通大學本科畢業設計（論文） 第 頁第一章 緒論1.1 地地鐵發展展概況這幾年，我我國的城市規規模逐漸漸擴大，基基礎設施施落后更更加凸顯顯，城市市交通運運輸矛盾盾日益彰彰顯。由于安全全、準時時、快速速等優點，城市軌軌道交通通在開拓拓城市空空間、開開創城市市快速立立體交通通網絡和和優化城城市交通通環境方方面發揮揮了很大大的作用用。1.1.11我國地地鐵發展展概況我國的地鐵鐵建設可可以分為為4個階段段：（1）起步步階段：我國開開始準備備建設北北京地鐵鐵

2、網絡，19669年10月北京京地鐵1號線通車車，總長23.6千米。之之后天津津地鐵、哈哈爾濱人人防隧道道等成功功建成，起起步階段段的指導導思想是是人防。（2）發展展階段：我國僅僅有北京京、上海海、廣州州等幾個個大城市市規劃建建設地鐵鐵，發展展階段地地鐵建設設把城市交交通作為為目的。（3）調控控階段：90年代以后后，國內內一些省會會城市著著手準備備地鐵建設設。因為為項目繁多而且造價價高，國國務院在在19995年12月發布了國辦60號文件，暫停停了一些些地鐵重大大項目的的審批。（4）建設設高峰期期：國家家政策鼓鼓勵大中中城市建建設地鐵鐵改善交通通，高峰峰期建設設地鐵速速率遠遠超過過之前的的30年。

3、1.2工程程概況合肥市位于于北亞熱熱帶濕潤潤季風氣氣候區，氣候溫和，四季分明，雨量適中。平均氣溫常在15.7，夏季最高達到41，冬季最低達到零下20.6， 41年相對平均濕度76。地區常年降水量平均值是982.6mm。受冷鋒等多種因素的共同影響，59月為汛期，暴雨較多，這個階段的降水量占全年的60左右。此項目地處處合肥市市城區和和開發區區，屬江江淮波狀狀平原。沿沿線可劃劃分成南淝河河河床與與河漫灘灘、一級級階地、二二級階地地。總的的看來，此項目目沿線地地形相對對平坦，局局部地形形有起伏伏。合肥肥站到南一環環站地面面標高為為13.25至至18.75mm，南一一環站到到大連路路站地面面標高23.8

4、6至至35.49mm，大連連路站到到徽州大大道站地地面標高高11.55至至20.70mm。1.2.11 工程程地質概概況根據土層信信息共有有以下幾幾種地層層：人工填土層層（Qml）：粉質粘土回填層層：棕色色 - 灰色和和黑色，松松散 - 稍密，濕濕，主要要由粉質質粘土含含灰，爐爐渣磚，砂砂石，植植物的根根。雜填土11層：雜雜色，稍稍密 - 稍密，濕濕，建筑筑垃圾，含含有大量量的灰，磚磚，砂石石。第四系全新新統沖積積層（QQ41all+pll）：粘土層：棕色 - 棕色，硬硬 - 硬質塑塑料，可可壓縮，氧氧化鐵，鐵鐵錳結核核和少量量的白色色高嶺土土，切面面光滑，有有光澤，干干燥，高高強度，層層連續

5、分分布。粉質粘土1層：棕棕色 - 棕色，硬硬質塑料料，可壓壓縮性，含含有高嶺嶺土少量量的氧化化鐵和錳錳結核，粗粗糙的部部分，僅僅在個別別孔層暴暴露分布布的鏡頭頭。第四紀更新新世沖積積層（QQ3all+pll）：粘土層：棕色 - 棕色，硬硬 - 硬質塑塑料，可可壓縮，氧氧化鐵，鐵鐵錳結核核和少量量的白色色高嶺土土，切面面光滑，有有光澤，干干燥，高高強度，層層連續分分布。粘土層：黃色 - 褐色，硬硬 - 硬質塑塑料，可可壓縮性性，含少少量鐵錳錳結核本本地夾粉粉質粘土土透鏡層層的分布布是不連連續的。粉質粘土1層：棕棕色，硬硬質塑料料，可壓壓縮性，含含有少量量的高嶺嶺土，氧氧化鐵和和錳結核核，粗糙糙的

6、部分分，僅在在單個孔孔的層暴暴露分布布的透鏡鏡。1.2.22 水文地地質概況況1）地下水水類型合肥地區主主要有二二十里埠埠河、店埠河河、板橋橋河、南南淝河、二二里河、派河和十五里河7大水系，一號線線路主要穿過南淝河。合肥市軌道道交通1號線在在里程約約為K7+1700K7+2400段下穿穿南淝河河。本次勘察沒沒有發現現上層滯滯水，但但在局部部地段受受地表水水體、管線滲滲漏和大大氣降水水等影響。1.2.33 不良良地質作作用與特特殊巖土土1）地質災災害與不不良地質質作用經過專家評評估無地地質災害害和不良良地質作作用。2）特殊性性巖土本項目的主主要特殊殊性巖土土包括填填土、膨膨脹土。填土：分布布普遍

7、，厚度一一般約為為0.53.55m，局部地地段較厚厚，高達達5.33m。膨脹土：本本工程的的粘土層、粘粘土層和粘土層具有有弱膨脹脹潛勢，本工程土層屬弱膨脹潛勢的膨脹土。2.2.44地震動動峰值加加速度根據國家地地震局編編制的中中國地震震動參數數區劃圖圖（GB11830060）區劃劃，合肥肥市地震震動峰值值加速度度為0.110g，抗震震設防烈烈度為7度。設設計地震震分組為為第一組組，場地地類別為為類，設設計特征征周期為為0.335s。第二章 車站建建筑設計計2.1 概概述合肥市軌道道交通1號線終點點站為徽徽州大道道站，起點站站為天水水路站，一共有26座地鐵車站，線路全長29.06km。2.1.1

8、1 設計依依據1）地鐵設設計規范范（GB 501157-20003）2）混凝土土結構耐耐久性設設計規范范（GBBT5004766-20008）3）建筑基基坑支護護技術規規程（JGJJ 1220-220122）4）鐵路隧隧道設計計規范（TB 10003-2005）5）人民防防空工程程設計規規范（GB 502225-20005）6）建筑結結構荷載載規范（GB 500009-20112）7）建筑抗抗震設計計規范（GB 500011-20110）8）鐵路工工程抗震震設計規規范（GB 501111-20006）9）鋼結構構設計規規范（GB 500017-20003）10）混凝凝土結構構設計規規范（GB

9、500010-20110）11）建筑筑樁基技技術規范范（JGJJ 944-20008）12）地下下鐵道工工程施工工及驗收收規范（GB 502299-19999）2.1.22設計原原則地鐵車站設設計應符符合交通通規劃、城城市總體體規劃及及軌道交交通線網網規劃的的要求，按按照技術術先進性性、適用用、安全全、經濟濟和理性性的原則則，妥善善處理與與地面建建筑、城城市交通通、地下下構筑物物、地面面與地下下管線之之間的關關系，盡盡量減少少管線遷遷移、房房屋拆遷遷和施工工對地面面交通、地地面建筑筑物及市市民生活活的影響響，努力力做到方方便市民民，節約約工程投投資。2.2 車車站規模模2.2.11 車站預預測

10、客流流量本車站的客客流量預預測以20006年居民民出行調調查為基基礎，以以20009年的調查為為修正資資料，預預測得出出20411年合肥肥市300個交通通小區的的出行發發生吸引引量的出出行矩陣陣，并以以此為基基礎進行行公交方方式的客客流預測測。20441年合肥肥市軌道道交通1號線繁繁華大道道站的預預測客流流量如表2-1和表2-2所示。表2-1 20441年1號線繁繁華大道道站早高高峰小時時客流預預測表（人/小時）站名上行下行超高峰系數上車下車斷面客流量量上車下車斷面客流量量繁華大道10603152261222285813933588991.24表2-2 20441年1號線繁繁華大道道站晚高高峰

11、小時時客流預預測表（人/小時）站名上行下行超高峰系數上車下車斷面客流量量上車下車斷面客流量量繁華大道1045214426917723647951959221.24本站的遠期期超高峰峰系數為為1.224，則遠遠期高峰峰小時總總設計客客流量為為：（10600+31152+28558+113933）1.24=104494 （人/小時）進站設計客客流：（10660+228588）1.24=48558 （人/小時）出站設計客客流：（31552+113933）1.24=56336 （人/小時）車站分向客客流：本站遠期高高峰小時時進出站站設計客客流量為為84663人，本本站共設設計4個出入入口，根根據客流流

12、預測資資料，分分向客流流設計如如表2-3所示。表2-3 繁華華大道站站高峰小小時分向向客流表表繁華大道站站A出入口B出入口C出入口D出入口合計客流量（人/小時時）18492463188122708463百分比21.855%29.100%22.233%26.822%100%2.2.22 站臺有有效長度度計算根據地鐵鐵設計規規范站站臺設計計的相關關內容有有站臺有有效長度度計算公公式：（2-1）式中 ll站臺有有效長度度（m）；s列車每每節長度度（m）；n列車節節數，即即車輛編編組數量量；列車停車車誤差，有有屏蔽門門時取。根據各個車車站的最最大編組組數量確確定合肥肥市軌道道交通1號線采采用B型車，6

13、輛編組組，B型車長長度為19.52mm。則繁繁華大道道車站有有效長度度：取站臺的有有效長度度為l=1220m。2.2.33 站臺寬寬度計算算站臺寬度主主要根據據車站預預期高峰峰小時客客流量大大小、列列車運行行間隔時時間、結結構很斷斷面形式式、站臺臺形式、站站房布置置、樓梯梯及自動動扶梯位位置等因因素綜合合考慮確確定。本本車站采采用地下下兩層，島島式站臺臺形式。根根據地地鐵設計計規范島島式站臺臺寬度計計算的相相關內容容有：島式站臺寬寬度：（2-2）其中或 兩兩者取大大值。式中相關參參數的意意義和取取值如下下：b側站臺臺寬度（m）；n橫向柱柱數，取取n=1；z橫向柱柱寬，本本站采用用單柱雙雙跨，取

14、取z=0.8m；t每組人人行梯與與自動扶扶梯寬度度之和（m）；Q上20041年每列列車高峰峰小時單單側上車車設計客客流量（人/小時）；Q上、下20441年每列列車高峰峰小時單單側上下下車設計計客流量量（人/小時）；站臺上人人流密度度，取0.55m2/人；L站臺計計算長度度（m）；M站臺邊邊緣至屏屏蔽門立立柱內側側的距離離（m），本本站取0.225m；站臺安全全防護寬寬度取0.44m，采用用屏蔽門門時以M代替值。合肥市軌道道交通1號線高高峰小時時列車運運行對數數為30對/小時，基基于2.2.1的客流流量預測測和繁華華大道車車站的基基礎資料料可以計計算本車車站的站站臺寬度度如下：側站臺寬度度：根據

15、地鐵設設計規范范的要求求島式站站臺的側側站臺的的最小寬寬度為2.55m，所以以取b=22.5mm。所以取Bdd=122m。2.2.44 樓梯與與自動扶扶梯計算算從節約資源源考慮，出出站客流流上行乘乘自動扶扶梯，進進站客流流下行走走步行樓樓梯。1）自動扶扶梯臺數數計算自動扶梯臺臺數計算算公式為為：（2-3）式中 nn自動扶扶梯臺數數；N20441年預測測的上行行與下行行出站客客流量（人/小時）；k超高峰峰系數；n1自動動扶梯每每小時輸輸送客流流能力，取9600人/小時；自動扶梯梯的利用用率，取取0.8。根據地鐵鐵設計規規范：自動扶扶梯應采采用30度傾角角，有效效凈寬為為1m，運輸輸速度宜宜采用0

16、.665m/s，設計計通過能能力應不不大于96000人/小時。根據繁華大大道車站站的實際際情況，代代入相關關數據有有：采用2部11m寬自動動扶梯。2）樓梯寬寬度計算算樓梯寬度的的計算公公式為：（2-4）式中 mm樓梯寬寬度（m）；20411年預測測的上行行與下行行進站客客流量（人/小時）；k超高峰峰系數；n2樓梯梯雙向混混行通過過能力，取3200人/（hm）;樓梯利用用率，取取0.7。根據地鐵鐵設計規規范：乘客使使用的人人行樓梯梯宜采用用26度34分傾角角，其寬寬度單向向通行不不小于1.88m，雙向向通行不不小于2.44m，當寬寬度大于于3.66m時，應應設置中中間扶手手。樓梯梯寬度應應符合建

17、建筑模數數。根據本車站站的相關關數據計計算有：為保證事故故疏散時時間的要要求，采采用2部2.55m寬的樓樓梯。人行樓梯和和自動扶扶梯的總總量布置置除滿足足上下乘乘客的需需要外，還還應按站站臺層的的事故疏疏散時間間不大于于6miin進行驗驗算。消消防專用用樓梯和和垂直電電梯不計計入事故故疏散用用。驗算公式為為： （2-5）式中Q1一列車車乘客人人數（人人），采采用B型車，滿滿載為14440人；Q2站臺臺上候車車乘客和和站臺上上工作人人員總量量；A1自動動扶梯通通過能力力，取96000人/（hm）；A2人行行樓梯通通過能力力，按單單向上樓樓取37000人/（hm）；N自動扶扶梯臺數數，本站站N=2

18、；B人行樓樓梯總寬寬度（m）。按滿載客流流量計算算則：一列車滿載載人數QQ1=14440（人）站臺上候車車總人數數Q2=（10660+228588）1.24/30=1622（人）自動扶梯通通過能力力A1=96600/60=1600（人/miin）樓梯單向上上行時通通過能力力A2=37700/60=61.7（人/miin）人行樓梯總總寬度BB=2.552=5mm所以事故疏疏散時間間為：T=3.88minn= 1.2200，滿足規規范要求求。經計算抗滑滑動安全全系數、抗抗傾覆安安全系數數、整體體穩定性性、抗管管涌穩定定性、抗抗隆起穩穩定性、承承壓水驗驗算均能能滿足規規范要求求。3.7 配筋計計算1

19、）冠梁配配筋圖3-6 冠梁配配筋簡圖圖表3-4 冠梁配配筋表冠梁鋼筋級別配筋As1HRB3335216As2HRB3335216As3HRB333516222）鉆孔樁樁的配筋筋鉆孔樁的混混凝土保保護層厚厚度取70mmm，基坑坑內側最最大彎矩矩取4488.999kN.m,基坑外外側最大大彎矩取取4911.788 kNN.m，最最大剪力力取3007.668 KKN，最終終配筋結結果見下下表。表3-5 鉆孔樁樁配筋計計算結果果段號選筋類型級別鋼筋實配值值實配計算算面積(mmm2)1縱筋HRB3335241886107471122箍筋HRB33351211501508119903加強箍筋HRB3335

203-7 鉆孔樁樁配筋圖圖3.8 本本章小結結在本章中主主要對繁繁華大道道的圍護護結構進進行了設設計，主主要設計計內有圍圍護結構構的方案案比選，圍圍護結構構的主要要尺寸和和參數的的擬定以以及圍護護結構的的計算。本本章總結結如下：1）對于明明挖單柱柱雙跨的的車站有有三種圍圍護結構構方案可可以選則則：鉆孔孔咬合樁樁，鉆孔孔樁+止水帷帷幕，地地下連續續墻。最最后從經經濟性和和施工兩兩個方面面考慮選選擇了鉆鉆孔樁+止水帷帷幕的圍圍護結構構方案。2）本車站站基坑深深1177 m，寬寬21 m。車站的的鉆孔樁樁采用直直徑1m，間距1.22m，鉆孔孔灌注樁樁的總長長25m，嵌固固深度1

21、0m，插入入比0.6。鋼支撐撐采用三三道直徑徑均為6099 mmm，管壁壁厚度均均為16 mm。3）圍護結結構的計計算主要要采用理理正深基基坑6.0進行計計算，最最后經反反復試算算，圍護護結構采采用三道道鋼支撐撐。結構構的整體體穩定性性驗算，抗抗傾覆穩穩定性驗驗算，抗抗隆起驗驗算和承承壓驗算算均滿足足要求，這這個鉆孔孔樁的方方案還是是很合理理的。第四章 車站主主體結構構設計4.1 主主體結構構設計概概述本地鐵車站站為地下下雙層矩矩形框架架結構，采采用明挖挖法施工工，車站站埋深約約3m，地下下水位距距離地面面的位置置約8m，車站站頂板厚厚0.88m，中板板厚0.44m，底板板厚0.99m，側墻墻

22、厚0.66m，中柱柱尺寸為為0.88m11.0mm，柱的的縱向間間距為77.5mm，由于于本車站站位于合合肥的膨膨脹土中中，主要要為粘土土，所以以采用水水土合算算的方法法計算土土壓力。4.2 主主體結構構尺寸及及材料4.2.11 主體體結構尺尺寸車站結構的的計算簡簡圖4-1所示，車車站標準準斷面寬寬度20.9m，其中中頂板8000mm，中板板4000 mm，底板9000mm，側墻6000mm，中中柱尺寸寸為10000 mmm8000 mmm。圖4-1 主體結結構計算算簡圖4.2.22 主要要材料參參數1）混凝土土：板、墻墻用C330，柱柱子C440；彈彈性模量量和泊松松比查規規范。表4-1 混

23、凝土土各項參參數混凝土強度度等級彈性模量（GPa）泊松比抗壓強度設設計值（MPa）抗拉強度標標準值（MPa）C30300.214.31.43C3531.50.216.71.57C4032.50.219.11.712）鋼筋根根據混混凝土結結構設計計規范選選用。表4-2 鋼筋各各項參數數鋼筋型號彈性模量（GPa）HPB3000200270270HRB3335200300300HRB40002003603603）土層參參數根據據前期勘勘測試驗驗資料獲獲得，取取值如表表4-3所示表4-3 土層參參數信息息表土層名稱土層厚度（m）天然重度（KN/m3）粘聚力（kPa）內摩擦角（）基床系數(MPaa/m)

24、KHKV粉質粘土填填土317.5108粘土3.519.968104545粘土162074165550粘土5020891355504.3 荷荷載計算算及計算算簡圖4.3.11 荷載組組合及分分項系數數本車站設計計考慮4種荷載載組合，涉涉及正常常使用極極限狀態態和承載載能力極極限狀態態。由于于地鐵工工程的設設計使用用年限為為100年，結結構重要要性系數數取1.1。荷載載組合計計算表如如表4-4所示示。表4-4 荷載組組合表荷載分類荷載名稱結構重要性性系數承載能力極極限狀態態正常使用極極限狀態態基本組合偶然組合準永久組合合人防工況地震工況永久荷載結構自重1.11.351.21.21.0覆土荷載1.1

25、1.351.21.21.0側向水土壓壓力1.11.351.21.21.0水浮力1.11.351.21.21.0設備荷載1.11.351.21.21.0可變荷載人群荷載1.11.41.40.5地面超載1.11.40.5地面超載引引起的側土壓力力1.11.40.5偶然荷載地震荷載1.11.3人防荷載1.11.04.3.22 基本組組合及計計算簡圖圖豎向壓力一一般應按按計算截截面以上上全部土土柱重力力計算。車車站頂部部覆土豎豎向均布布荷載qq按下式式計算：（4-1）對于本車站站所處地地層地下下水埋深深8m，覆土土層厚度度為3m。1）頂板垂垂直荷載載路面活載取取20 kPaa，超載載系數取取1.2。路

26、面均布荷荷載：垂直土壓力力：組合：2）中板垂垂直荷載載根據建筑筑結構荷荷載規范范的相相關規定定，中板板人群荷荷載取4 kkPa，設備備荷載取取8 kkPa。組合：3）底板垂垂直荷載載由于不考慮慮底板的的人群荷荷載和列列車荷載載，在ANSSYS建模分分析中是是偏于安安全的。所所以本次次設計不不考慮底底板的人人群荷載載和列車車荷載，在ANSYS中分析計算中僅考慮結構自重和底板的水浮力作用。組合：4）側墻頂頂板處荷荷載側向壓力的的大小與與墻體的的變形情情況有關關，在施施工階段段采用主主動土壓壓力計算算，在使使用階段段采用靜靜止土壓壓力計算算。一般側向土土壓力的的計算方方法有兩兩種：水水土分算算和水土

27、土合算，而而本車站站主體結結構位于于粘土層層中，宜宜采用水水土合算算，為簡簡化計算算，對車車站主體體部位的的土層的的重度、粘粘聚力和和內摩擦擦角進行行加權平平均。重度：內摩擦角：側壓力系數數側向水土壓壓力：地面活載引引起的側側向壓力力：組合：5）側墻底底板處荷荷載側向水土壓壓力：地面活載引引起的側側向壓力力：組合：基本組合情情況下，車車站主體體結構的的計算簡簡圖如下下：圖4-2 基本荷荷載組合合計算簡簡圖4.3.33 準永久久組合及及計算簡簡圖1）頂板垂垂直荷載載由上文的計計算有地地面活載載24 kPaa，垂直直土壓力力52.5 kkPa。準準永久組組合分項項系數取取1.0。2）中板垂垂直荷載

28、載3）底板垂垂直荷載載水浮力：4）側墻頂頂板處荷荷載由上文的計計算可知知，側墻墻頂板處處的水土土壓力為為33.0755 kPPa，地面面活載引引起的側側向壓力力為15.12 kPaa，則：5）側墻底底板處荷荷載由上文可知知，側墻墻底板處處的水土土壓力為為1977.400 kPPa，地面面活載引引起的側側向壓力力為15.12 kPaa，則：準永久組合合情況下下，車站站主體結結構的計計算簡圖圖如下：圖4-3 準永久久荷載組組合計算算簡圖4.3.44 人防工工況及計計算簡圖圖對于人防荷荷載，合合肥市的的人防防防護等級級為六級級。根據據人民民防空工工程設計計規范中中對荷載載的相關關規定，本本地鐵車車站

29、頂板板人防荷荷載取70 kPaa，側墻墻人防荷荷載取50 kPaa，底板板人防荷荷載取55 kPaa。1）頂板垂垂直荷載載人防工況下下，頂板板垂直荷荷載為人人群荷載載和覆土土壓力，人人防荷載載分項系系數取1.0，永久久荷載分分項系數數取1.2。2）中板垂垂直荷載載3）底板垂垂直荷載載水浮力：人防荷載：551=555 kkPa4）側墻頂頂板處荷荷載由上文的計計算可知知，側墻墻頂板處處的水土土壓力為為33.0755 kPPa，人防防荷載為為50 kPaa，則：5）側墻底底板處荷荷載由上文可知知，側墻墻底板處處的水土土壓力為為1977.400 kPPa，人防防荷載為為50 kPaa，則：人防工況的的

30、計算簡簡圖如下下：圖4-4 人防工工況計算算簡圖4.3.55 地震工工況及計計算簡圖圖當有地震荷荷載作用用時，建建筑的重重力荷載載代表值值應取結結構和結結構配件件自重標標準值和和各可變變荷載組組合值之之和。在在本次設設計中，可可變荷載載按等效效均布荷荷載計算算的樓面面活荷載載進行計計算，計計算值取取4 kPaa，組合合值系數數取0.5。根據鐵路路工程抗抗震設計計規范上上有關水水平地震震力的計計算內容容有：（4-2）式中 計算質質點的水水平地震震力（kN）；水平地震震作用修修正系數數，巖石石地基取取0.2，非巖巖石地基基取0.225，由于于合肥地地區主要要為粘性性土取；Ag地震震動峰值值加速度度

31、，合肥肥地區取取Ag=0.1 gg；mi計算算質點的的構筑物物質量或或計算土土柱質量量（t）依據鐵路路工程抗抗震設計計規范地地震主動動土壓力力的計算算方法如如下：（4-3）（4-4）式中 修正后后土的內內摩擦角角（）；修正后土土的重度度（kN/m3）；地震角（），應應按表4-55選用。表4-5 地震角角震地角Ag震地角Ag0.1g、0.115g0.2g0.3g0.4g水上水下1）頂板垂垂直荷載載在地震工況況下，頂頂板垂直直荷載只只有覆土土壓力，由由上文計計算得知知覆土壓壓力為52.5 kkPa。2）中板垂垂直荷載載3）底板垂垂直荷載載水浮力：4）頂板水水平荷載載及側墻墻荷載頂板上覆土土的水平平

32、地震力力等效靜靜荷載代代表值：側墻水平地地震力均均布等效效靜荷載載標準值值：頂板水平地地震力集集中荷載載代表值值：中板水平地地震力集集中荷載載代表值值：底板水平地地震力集集中荷載載代表值值：側墻頂板處處地震主主動土壓壓力：因為合肥地地區地震震動峰值值加速度度為0.11g，所以以取地震震角。地震力下側側壓力系系數側墻底板處處地震主主動土壓壓力：荷載組合：地震工況的的計算簡簡圖如下下：圖4-5 地震工工況計算算簡圖4.4 車車站結構構內力計計算在ANSYYS分析計計算中，車車站主體體結構為為單柱雙雙跨的箱箱型框架架結構，由由于圍護護結構在在施工階階段承受受了主要要的荷載載，但是是考慮長長久作用用效

33、應，在ANSYS建模中不考慮圍護結構的作用是偏于安全的。主體結構的板墻柱采用Beam3梁單元模擬，地層對主體結構的抗力采用彈簧單元combination14模擬，彈簧單元的剛度系數K取粘性土 = 3 * GB3 的基床系數50 MPa。采用等效剛度法，結構沿縱向的計算寬度取1m，頂板尺寸1000 mm800 mm，中板尺寸1000 mm400 mm，底板尺寸1000 mm900 mm，側墻尺寸1000 mm600 mm，中柱尺寸1000 mm800 mm。經ANSYS分析，現將四種組合的ANSYS計算結果列出如下所示。4.4.11 標準斷斷面ANNSYSS計算結結果1）基本組組合圖4-6 基本

34、組組合變形形圖圖4-7 基本組組合彎矩矩圖圖4-8 基本組組合剪力力圖圖4-9 基本組組合軸力力圖2）準永久久組合圖4-100 準永久久組合變變形圖圖4-111 準永久久組合彎彎矩圖圖4-122 準永久久組合剪剪力圖圖4-133 準永久久組合軸軸力圖3）人防工工況圖4-144 人防工工況變形形圖圖4-155 人防工工況彎矩矩圖圖4-166 人防工工況剪力力圖圖4-177 人防工工況軸力力圖4）地震工工況圖4-188 地震工工況變形形圖圖4-199 地震工工況彎矩矩圖圖4-200 地震工工況剪力力圖圖4-211 地震工工況軸力力圖4.4.22 非標準準斷面AANSYYS計算算結果1）基本組組合圖

35、4-222 基本組組合變形形圖圖4-233 基本組組合彎矩矩圖圖4-244 基本組組合剪力力圖圖4-255 基本組組合軸力力圖2）準永久久組合圖4-266 準永久久組合變變形圖圖4-277 準永久久組合彎彎矩圖圖4-288 準永久久組合剪剪力圖圖4-299 準永久久組合軸軸力圖3）人防工工況圖4-300 人防工工況變形形圖圖4-311 人防工工況彎矩矩圖圖4-322 人防工工況剪力力圖圖4-333 人防工工況軸力力圖4）地震工工況圖4-344 地震工工況變形形圖圖4-355 地震工工況彎矩矩圖圖4-366 地震工工況剪力力圖圖4-377 地震工工況軸力力圖4.5 車車站結構構配筋計計算4.5.

36、11 標準斷斷面的配配筋計算算經過ANSSYS分析計計算后，通通過內力力查找，將ANSYS計算內力結果列表如下，如表4-6、表4-7、表4-8和表4-9所示。表4-6 基本組組合標準準斷面的的結構內內力構件彎矩/（kkNmm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣108071733810008000頂板下緣572033810008000中板上緣175.221449911000400中板下緣87.209911000400底板上緣418.44095110009000底板下緣111291795110009000側墻迎土面面9369519141000600側墻背土面面422.4408

37、581000600中柱00195010008000表4-7 準永久久組合標標準斷面面的結構構內力構件彎矩/（kkNmm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣738.4448722310008000頂板下緣388022310008000中板上緣131.221086851000400中板下緣66.5557606851000400底板上緣313.66067610009000底板下緣81667067610009000側墻迎土面面672.886766831000600側墻背土面面292.8806341000600中柱00142010008000表4-8 人防工工況標準準斷面的的結構內

38、內力構件彎矩/（kkNmm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣133697541910008000頂板下緣703.22041910008000中板上緣168.8813810401000400中板下緣82.4010401000400底板上緣491.22067610009000底板下緣1296107067610009000側墻迎土面面99297510401000600側墻背土面面426.4409841000600中柱00226010008000表4-9 地震工工況標準準斷面的的結構內內力構件彎矩/（kkNmm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣753.6

39、647244210008000頂板下緣374.44044110008000中板上緣210.441358791000400中板下緣94.408791000400底板上緣406.44021010009000底板下緣94465921010009000側墻迎土面面9369397081000600側墻背土面面425.6606521000600中柱233.6678.31161440100080001）頂板上上緣的正正截面配配筋計算算（按偏偏心受力力構件計計算）頂板截面尺尺寸mmm，計算算長度，彎矩矩設計值值，軸力力設計值值，混凝凝土采用用C300，強度設設計值和和強度標標準值分分別為：，采用用HRBB33

40、55鋼筋（，）。（1）求偏偏心距附加偏心距距：初始偏心距距：（2）求偏偏心距增增大系數數：所以偏心距距增大系系數應該該修正計計算。偏心受壓性性質對截截面曲率率的修正正系數：所以取又因，所以以構件長長細比對對截面曲曲率影響響的系數數則偏心距增增大系數數：（3）判斷斷大小偏偏心計算偏心距距：按大偏心受受壓構件件計算。（4）求受受壓區鋼鋼筋面積積取則受壓區鋼鋼筋面積積：取選用6200（=18884mm2）（5）求受受拉鋼筋筋面積受壓區高度度：故。則受拉區鋼鋼筋面積積：配筋選用11625（mm2）。式中軸向向力作用用點至受受壓區鋼鋼筋合力力點的距距離（mmm）：所以非超筋筋。所以非少筋筋。（6）裂縫縫

41、寬度驗驗算根據混凝凝土結構構設計規規范（GB50010-2010），當0.55時需驗算裂縫寬度。按有效受拉拉混凝土土截面面面積計算算的縱向向受拉鋼鋼筋配筋筋率：按荷載效應應的準永永久組合合計算的的彎矩：由于，所以以使用階階段的軸軸向偏心心距增大大系數。軸向壓力作作用點至至縱向受受拉鋼筋筋合力點點的距離離：縱向受拉普普通鋼筋筋受力點點到截面面受壓區區合力點點的距離離：鋼筋混凝土土構件受受拉區縱縱向鋼筋筋的應力力：裂縫間縱向向受拉鋼鋼筋應變變不均勻勻系數：最外層縱向向受拉鋼鋼筋外邊邊緣至受受拉區底邊的的距離：c=50mm受拉區縱向向鋼筋的的等效直直徑：所以最大裂裂縫寬度度：所以滿足裂裂縫寬度度要求

42、。2）頂板上上緣斜截截面的配配筋計算算對于整個車車站結構構來說，只只有車站站的頂板板下緣和和側墻的的迎土面面的剪力力比較大大，以側側墻迎土土面的斜斜截面抗抗剪強度度計算為為例。側側墻尺寸寸10000 mmm6600 mm，側墻墻設計剪剪力V=9951 kN。因為側墻的的h0/b=5550/110000=0.554，側墻墻應按一般般梁計算算。因為V=9951 kN0.77ftbh0=0.711.433100005500=5550.555 kkN，所以以需要按按計算設設置箍筋筋。選用雙肢直直徑為12的箍筋筋則：箍筋面積：Asv=nAsvv=21133.1=2266.2 mm22箍筋間距：取箍筋間距

43、距s=1000 mmm，滿足足各項要要求。為為方便施施工頂板板、中板板、底板板、側墻墻的截面面箍筋均均采用這這個配筋筋方案。3）中柱的的配筋計計算（按按軸心受受壓構件件計算）中柱尺寸，計算長長度l0=6.65 m，軸力設設計值NN=1955088=1556000kN，混混凝土采采用C440，其其抗壓強強度設計計值和抗抗拉強度度設計值值分別為為：，受力縱縱向鋼筋筋采用HRRB4000鋼筋筋，鋼筋筋的抗拉拉和抗壓壓強度設設計值分分別為：，彈性模模量。根據混規上上的相關關內容，對對于軸心心受壓構構件有：因為：查混規上的的穩定系系數表可可知：（線線性插值值）。因此柱的配配筋：配筋：縱筋筋選用11625

44、（）箍筋筋選用1121100。配筋率驗算算：驗算滿足要要求。本地鐵車站站其他位位置的配配筋方式式與車站站頂板上上緣類似似，車站站的頂板板、中板板、側墻墻、底板板全部都都是大偏偏心受壓壓構件，混混凝土均均選用C30混凝土土，受力力鋼筋均均采用HRBB3355鋼筋，箍箍筋采用用HPBB3000，其他他截面位位置的配配筋計算算結果如表4-110所示示。表4-100 車站標準準斷面配配筋表構件配筋方式配筋面積（mm2）箍筋配筋率裂縫寬度（mm）頂板上緣162578541210001.22%0.1400頂板下緣102238011210000.71%0.1333中板上緣102031411210001.02

45、%無需驗算中板下緣82025141210000.86%無需驗算底板上緣82025141210000.42%無需驗算底板下緣142043991210000.70%0.1800側墻迎土面面162578541210001.52%0.1933側墻背土面面82025141210000.63%0.13994.5.22 非標準準斷面的的配筋計計算經ANSYYS分析計計算得到到的非標標準斷面面結構內內力如表表4-111、表4-112、表4-113和表4-114所示示。表4-111 非標準準斷面基基本組合合的結構構內力構件彎矩/（kkNm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣76851636

46、110008000頂板下緣464031010008000中板上緣21312010101000400中板下緣60.9010101000400底板上緣400095610009000底板下緣116074295610009000側墻迎土面面11609569421000600側墻背土面面55907451000600中柱00150010008000表4-122 非標準準斷面準準永久組組合的結結構內力力構件彎矩/（kkNm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣52435023810008000頂板下緣315020410008000中板上緣15589.37767011000400中板下緣4

47、6.855507011000400底板上緣311067910009000底板下緣83155867910009000側墻迎土面面8316795601000600側墻背土面面38905551000600中柱00112010008000表4-133 非標準準斷面人人防工況況的結構構內力構件彎矩/（kkNm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣93663343110008000頂板下緣567038310008000中板上緣20411410701000400中板下緣57.5443010701000400底板上緣476097510009000底板下緣121084297510009000

48、側墻迎土面面12109759031000600側墻背土面面56508471000600中柱00174010008000表4-144 非標準準斷面地地震工況況的結構構內力構件彎矩/（kkNm）剪力/kNN軸力/kNN尺寸bhh（mmmmm）頂板上緣53034931810008000頂板下緣302024210008000中板上緣1871109721000400中板下緣56.933109721000400底板上緣455014110009000底板下緣1130615108010009000側墻迎土面面11309336411000600側墻背土面面54605861000600中柱35795.722211

49、3010008000非標準斷面面的配筋筋計算和和標準斷斷面的配配筋計算算相似，這這里不再再重復計計算，現現將最終終的計算算結果列列表如下下，如表表4-115所示。表4-155 車站非非標準斷斷面配筋筋表構件配筋方式配筋面積（mm2）箍筋配筋率裂縫寬度（mm）頂板上緣142043991210000.79%0.1211頂板下緣82025141210000.55%0.0944中板上緣102031411210001.02%0.1488中板下緣4209421210000.47%無需驗算底板上緣62018841210000.42%無需驗算底板下緣122558901210000.86%0.1444側墻迎土面

50、面162578541210001.52%0.1988側墻背土面面142043991210000.94%0.1455中柱62018841210000.24%無需驗算4.6 縱縱梁的計計算縱梁的計算算按多跨跨連續梁梁考慮，縱縱梁上的的荷載取取縱梁兩兩側各半半跨上所所承受的的荷載作作用到縱縱梁上，縱縱梁的計計算荷載載取ANSSYS里中柱柱的最大大軸力除除以跨長長作為均均布荷載載，在本本設計中中縱梁的的跨度取取5跨計算算，每跨跨長7.55m，配筋筋取中跨跨的正負負彎矩，縱縱梁各部部分的截截面尺寸寸為：頂頂縱梁10000mmm14400mmm，中縱縱梁10000mmm8000mmm，底縱縱梁10000m

51、mm18800mmm。由于于畢業設設計篇幅幅的限制制，在本本次設計計中只計計算標準準斷面在在基本組組合情況況下的縱縱梁受力力情況和和配筋情情況。4.6.11 縱梁的的荷載計計算通過查找標標準斷面面基本組組合下ANSSYS的內力力計算分分析結果果可以得得出頂縱縱梁、中中縱梁、底底縱梁承承受的荷荷載分別別為：頂頂縱梁：14440 kkPa，中縱縱梁2700 kPPa，底縱縱梁19550 kkPa。4.6.22 縱梁的ANSSYS分析結結果1）頂縱梁梁的結構構內力圖4-388 頂縱梁梁彎矩圖圖圖4-399 頂縱梁梁剪力圖圖2）中縱梁梁的結構構內力圖4-400 中縱梁梁的彎矩矩圖圖4-411 中縱梁梁

52、的剪力力圖3）底縱梁梁的結構構內力圖4-422 底縱梁梁的彎矩矩圖圖4-433 底縱梁梁的剪力力圖經過ANSSYS分分析運算算，查找找對應截截面的內內力，計計算結果果如表4-116所示。表4-166 縱梁的的內力計計算結果果構件跨中彎矩（kNmm）支座彎矩（kNmm）最大剪力（kN）尺寸bhh（mmmmm）頂縱梁37606530551010001400中縱梁7321270107010008000底縱梁5070879054301000180004.6.33 縱梁的的配筋1）頂縱梁梁上緣的的配筋計計算（按按受彎構構件單筋筋筋截面面計算）頂縱梁的截截面尺寸寸，彎矩矩設計值值，剪力設計計值，混混凝土采

53、采用C335，強度設設計值和和強度標標準值分分別為：，采用用HRBB4000鋼筋（，），箍筋筋采用HHRB3335（，）。截面抵抗彎彎矩系數數：相對受壓區區高度：受拉鋼筋面面積：選用28332 ()因為,所以以非超筋筋。又因，所所以非少少筋。斜截面的配配筋驗算算同頂板板類似，這這里不再再累述，其其中頂縱縱梁和底底縱梁采采用四肢肢HRBB335的箍箍筋，其其他位置置的箍筋筋均為雙雙肢。最最后配筋筋結果如如表4-117所示。表4-177 縱梁配配筋表構件配筋方式配筋面積（mm2）箍筋配筋率裂縫寬度（mm）頂縱梁上緣緣28322251881410001.61%0.19頂縱梁下緣緣2825137455

54、1410000.98%0.17中縱梁上緣緣162898521015501.23%0.16中縱梁下緣緣162260811015500.76%0.12底縱梁上緣緣30281847441412201.03%0.13底縱梁下緣緣32322573441412201.43%0.194.7 結結構抗浮浮驗算由于本車站站采用明明挖法施施工，所所以必須須要考慮慮抗浮驗驗算，當當水浮力力過大時時，會導導致車站站局部構構件應力力增大或或者結構構整體失失穩上浮浮，當結結構的抗抗浮驗算算不滿足足要求時時，需要要增加抗抗浮設施施，比如如抗浮樁樁和壓頂頂梁。根根據工程程類比，本本設計中中抗浮安安全系數數取1.005（不計計

55、入側壁壁摩阻力力）。地地下水位位按最不不利位置置考慮，本本設計中中水位取取15.9m。水浮力：車站主體結結構自重重：2520.9(0.44+0.8+00.9)+255122.9(0.6+00.8)=17742.25 kN設備重量：8220.99=1667.22 kNN頂板上覆土土重量：17.533200.9=10997.225 kkN總的結構自自重：qq=17742.25+1677.2+10997.225=330066.7 kN結構的抗浮浮安全系系數，不不滿足抗抗浮設計計的要求求，需要要增加抗抗浮設施施，本車車站中采采用抗拔拔樁，抗抗拔樁直直徑取1.00m，樁間間距取柱柱跨的一一般為3.775

56、m。依據建建筑樁基基技術規規范（JGJJ94-20008），單根根抗拔樁樁極限承承載力標標準值為為：（4-5）式中 單根抗抗拔樁的的抗拔力力；抗拔系數數，粘性性土取0.7；樁側土摩摩阻力特特征值，取取粘性土土= 2 * GB3和粘性性土= 3 * GB3的加權權平均值值68.64 kPaa；樁周長，本本站為3.114m；樁長，取取5m。單根抗拔樁樁的承載載力：抗浮系數，滿滿足抗浮浮設計要要求。4.8 本本章小結結主體結構設設計是地地鐵車站站設計的的重點內內容，車車站主體體結構的的設計主主要包括括荷載的的組合和和計算，車車站結構構內力的的計算及及配筋以以及車站站的抗浮浮驗算三三大板塊塊。現對對三

57、部分分內容總總結如下下：1）由于地地鐵工程程的設計計使用年年限為100年，結結構重要要性系數數取1.11。一共共考慮基基本組合合、準永永久組合合、人防防工況、地地震工況況四種荷荷載組合合，各組組合的荷荷載分項項系數已已在表4-4給出。每每種組合合的頂板板、中板板、底板板荷載以以及側向向荷載均均已依據據地鐵鐵設計規規范、鐵鐵路工程程抗震設設計規范范等規規范計算算出了相相應的荷荷載，并并繪制了了結構的的計算簡簡圖。2）本車站站的結構構內力計計算采用用ANSSYS有有限元分分析計算算。對標標準斷面面和非標標準斷面面的四種種荷載組組合分別別進行了了ANSSYS建模分分析，最最后得出出了結構構的彎矩矩、

58、剪力力、軸力力圖。根根據車站站結構的的內力計計算結果果，對車車站的頂頂板、中中板、底底板、側側墻、以以及縱梁梁進行了了配筋計計算，最最后繪制制了相應應的配筋筋圖。3）對于明明挖車站站都要進進行抗浮浮設計，參參照廣州州等地的的抗浮安安全系數數取值，本本車站的的抗浮安安全系數數取1.005，經經計算結結構的抗抗浮安全全系數小小于1.005，不滿滿足抗浮浮設計的的要求，最最后增設設了抗拔拔樁，把把抗浮安安全系數數提高到到了1.113，滿滿足抗浮浮設計的的要求。結論大四這一學學期過得得真快，時時間就如如流沙，抓抓也抓不不住，你你握得越越緊，它它跑得越越快。經經過一學學期的努努力，我我也最終終圓滿的的完成了了整個畢畢業設計計，對設設計的內內容和自自己在這這一學期期所付出出的努力力以及自自己最終終的設計計成果都都是感到到很滿意意。本設計主要要針對的的是城市市地鐵車車站的設設計，全全文主要要是從車車站的建建筑設計計，圍護護結構設設計和主主體結構構設計三三個方面面展開對對地鐵車車站的詳詳細設計計。在車車站建筑筑設計部部分，車車站的方方案比選選是重點點，需要要設計者者綜合車車