结构工程课程设计说明书--地铁站的设计.doc

结构工程设计说明书 1 结构工程课程设计说明书 摘要：摘要： 本文主要介绍了宁波地铁本文主要介绍了宁波地铁 1 号线一期工程盛莫路站的设计概况，并号线一期工程盛莫路站的设计概况，并 对盛莫路站的设计和施工进行了阐述。盛莫路站为地下二层岛式车对盛莫路站的设计和施工进行了阐述。盛莫路站为地下二层岛式车 站，车站主体为地下一层站厅层，地下二层站台层、有三处地面出站，车站主体为地下一层站厅层，地下二层站台层、有三处地面出 入口。采用明挖法施工。明挖法具有施工简单，节省成本的优点，入口。采用明挖法施工。明挖法具有施工简单，节省成本的优点， 是地铁车站施工的首选。是地铁车站施工的首选。 abstract: this paper gives a brief introduction to the project of shengmo road station in the first phase project of no. 1 line of ningbo subway and describes the project design and construction plan for shengmo road station in detail. the shengmo road station is an island type metro station with double underground layer-the first layer is the hall and the second layer is the platform, while there are three passageways on the ground. the construction method of shengmo road station is adopted by cut method. it is the prior choice with the advantage of convenience and low cost in metro station construction. 结构工程设计说明书 2 1 设计依据、范围、原则及采用标准设计依据、范围、原则及采用标准 1.1 设计设计依据依据 -地铁设计规范gb50157-2003 -建筑结构荷载规范gb50009-2001 -混凝土结构设计规范gb50010-2002 -钢结构设计规范gb50017-2003 -建筑抗震设计规范gb50011-2001 -水工混凝土结构设计规范sl/t191-96 1.2 设计范围设计范围 盛莫路站设计范围包括车站主体地下一层站厅层，地下二层站台层、三处 地面出入口、风亭及冷却塔。车站起点里程为 k19+112.3（不含围护结构）， 最终里程为 k19+318.2（不含围护结构）。车站全长为 209.5m。 1.3 设计原则设计原则 1.3.1 地铁车站布置应符合城市总体规划及地铁路网规划要求，在考虑 最大限度地吸引客流的同时，应妥善处理与城市交通、地面建筑、地下管线、 地下构筑物之间的关系，应尽量减少房屋拆迁、管线迁移和施工对地面建筑物、 地面交通及市民的影响。 1.3.2 地铁车站设计，应保证乘客使用安全、方便，并具有良好的通风、 照明、卫生、防火等设施，为乘客提供舒适的乘车环境。 1.3.3 车站的设计规模应满足远期（2039 年）设计客流量的需要。远期 设计客流量为远期高峰阔小时客流超高峰系数（1.21.4）。 1.3.4 地铁车站设计，应合理组织客流，尽量减少进、出站流线的交叉， 保证乘客方便进站、迅速出站。车站的站厅、站台、出入口通道、楼梯和自动 扶梯、售检票等部位的通过能力应相互匹配。 1.3.5 车站的紧急疏散能力，应保证在远期高峰小时客流量时将一列车 的乘客及站台上候车的乘客、工作人员在 6 分钟内疏散完毕。 结构工程设计说明书 3 1.3.6 地铁车站建筑设计应经功能为主，并注重交通性建筑应简法、洁 明快、美观大方、易于识别等特点，体现现代交通的时代气息，同时还应与周 围的城市景观相协调。 1.3.7 地下车站在满足使用功能要求的前提下，应尽量优化建筑布置， 压缩建筑规模，节省投资。 1.3.8 地铁车站设计，应积极考虑与周边地下过街道、人行天桥及物业 开发的结合，以便能综合疏解地铁客流和过街客流，争取最大的社会效益。 1.3.9 凡与规划路网相交的车站，应根据换乘客流及线路、站址等具体 条件选择合理的换乘方式，并作出切实可行的换乘接口设计。 1.3.10 车站设计应因地制宜地充分考虑地下、地上空间利用进行综合开 发。 1.3.11 地下车站（区间）应考虑人防要求，车站考虑无障碍设施。 1.3.12 地面、地下砌体材料严禁使用粘土砖，应采用新型墙体建材。 2 工程概况工程概况 2.1 站位站位 本站为宁波市快速轨道交通 1 号线盛莫路站，设计本站为地下二层岛式车 站，车站大致呈东西走向，西接福庆路站，东接东外环路站。 2.2 站址环境站址环境 2.2.1 周边建筑物现状 盛莫路站位于邱隘宁穿路与盛莫路交汇处，现场址为居民生活区。地势较 为平坦，地面标高约为 3.003.20m 之间。拟建场地地处宁波平原中东部，地 貌类型位属海相沉积平原类型。 盛莫路站位于邱隘村宁穿路与盛莫路交汇处，宁穿路和盛莫路均为交通主 干道，交通量大。周边有鄞州蓝青学校、邱隘派出所镇北治安执法大队、皇后 制衣厂、新大洋制衣厂、宁波新荣欣制衣有限公司、浙东建材集团、时光电器 厂和宁波第一消防器材厂，因此，场地对车站基坑开挖施工作业环境要求较高。 根据设计方案，车站周围需要拆迁部分房屋：如皇后制衣厂、时光电器厂、邱 隘派出所镇北治安执法大队和盛垫公路养护站部分。 结构工程设计说明书 4 2.2.2 地下管线现状 盛莫路站地下障碍物主要为地下管线，无其他重要地下障碍物。地下管线 分别为中国电信管线、自来水管、雨水管、污水管、天然气管、电力排管、路 灯与交通信号管线，施工前应予以迁移与有效保护，设计与施工时各管线具体 情况详见“宁波市轨道交通一号线一期工程”地下管线物探报告和“宁 波市轨道交通一号线一期工程”地下障碍物调查报告。 3 区域地质、水文地质与区域地质区域地质、水文地质与区域地质 3.1 区域地质区域地质 拟建场地位于宁波断陷向斜盆地中部，区域构造单元属华南加里东褶皱系 浙东南褶皱带丽水宁波隆起带中的新昌定海断隆带。地质构造形迹以断裂 为主，褶皱次之，不同展布方向和不同切割深度的断裂相互交织，形成了本区 特有的网格状构造格局，并控制了区内的地质作用和地震活动。 3.2 水文地质水文地质 本站沿线地表水丰富，主要河流为奉化江。奉化江由奉化东江、奉化西江 与鄞江三条干流组成，属潮汐河流，拟建场地段水面宽度 130150m，水深 38m，三江口处最深可达 20m。年迳流量约 40 亿立方米，宁波水文站潮位： 历年最高潮水位 2.903m，历年最低潮水位-1.657m，平均高潮水位 1.213m，平 均低潮水位-0.487m(1985 年国家高程)。 地下水由浅部土层中的潜水、砂性土层中的微承压水及深部粉(砂)性土层 中的承压水组成，其补给来源主要为大气降水与地表泾流，其排泄方式主要以 蒸发形式排泄。 (1)潜水 潜水主要赋存于浅部粘性土、粉性土中，地下水位随降雨、潮汛影响而略 有变化，根据区域地质资料，地下水位变化幅度不大，一般在 0.51.0m 之间。 (2)承压水 本场区内承压水赋存于1 层灰色粉砂、2t 层灰色砂质粉土、4t 层灰 色粉细砂和1 层灰色粉细砂中。 结构工程设计说明书 5 根据区域水文地质资料：1 层灰色粉砂中的承压水水位相对较稳定，承 压水水位埋深 5.07.0m，出水量一般在 1015m3/d。2t 层灰色砂质粉土承 压水水位相对较稳定，承压水水位埋深 5.07.0m 左右；由于该层仅局部分布 且夹粘性土薄层较多，故出水量较小，一般在 610m3/d。4t 层灰色粉细砂 和1 层灰色粉细砂中的承压水水位相对较稳定，承压水水位埋深 5.08.0m； 该层透水性好，水量丰富，单井出水量一般在 5001000m3/d。 地下水初见水位埋深为 0.52.7m，相对应的高程为-0.352.10m；稳定 水位埋深为 0.41.7m，相对应的高程为 0.712.10m。设计时抗浮设计水位按 最不利条件取值，取地下水水位埋深为 0.5m。 3.3 工程地质工程地质 拟建场地第四纪地层发育，厚度大于 70m，成因类型以海相沉积为主，总 体特征如下： (1)沉积物粗细韵律变化明显，总体趋势呈自老至新粒度变细，具多旋回 性。 (2)沉积物的沉积环境由陆相向海相过渡。中更新世早期以洪积为主，中 更新世晚期晚更新世早期以冲积、冲湖积为主，晚更新世晚期以海陆交互沉 积为主，全新世则以海相沉积为主。 3.4 地基土工程地质特征地基土工程地质特征 根据地基土成因类型、物理力学性质不同将场地地基土划分成 7 大层及若 干亚层，其中层为近现代人工填筑形成，、及层属全新世海相沉积层， 、及层为海相、湖相沉积层，各地层具体的工程特性情况如表“场地地 基土特性表”所示。 序 号 土层名称 层厚范围 (m) 平均 厚度 (m) 土层描述 1- 1 杂填土0.43.91.93 由碎石、块石、粘性土等组成，结构松散密实但均匀不一。块 石 粒径2050cm。 结构工程设计说明书 6 2 粘土0.52.21.18 土质不均，底部稍软，切面光滑，呈油脂光泽，干强度高，韧性 高， 无摇震反应。 3 淤泥质粘土3.48.15.63 土质不均，含少量有机质，夹薄层团状粉砂，切面光滑，有光泽， 干强度中，韧性中，无摇震反应。 2- 1 淤泥1.04.52.24 土质不均，局部为淤泥质粘土，含少量有机质，切面光滑，干强 度 中，韧性中，无摇震反应。 2- 2 淤泥质粘土2.67.54.43 土质不均，局部为淤泥，切面光滑，呈油脂光泽，干强度中，韧 性 中，无摇震反应。 2 粉质粘土夹 粉砂 5.59.17.20 土质不均，局部粉性较重为粉土，切面稍光滑，无光泽，干强度 中， 韧性中，无摇震反应。 2 粘土3.511.57.38 土质不均，局部夹薄层粉土，含少量有机质，切面光滑，有光泽， 干强度高，韧性高，无摇震反应。 1 粉质粘土2.09.55.24 含铁锰质结核，夹薄层粉土，切面光滑，无光泽，干强度高，韧 性 高，无摇震反应。 3 砂质粉土1.910.43.76 土质不均，夹薄层粘性土，切面粗糙，无光泽，干强度低，韧性 低， 摇震反应中等。 1 粉质粘土1.56.54.23 土质不均，夹少量薄层粉土，局部为粘土，切面较光滑，无光泽， 干强度高，韧性高，无摇震反应。 2 粉质粘土1.76.43.26 土质不均，夹薄层粉土，局部为粘土，切面较光滑，无光泽，干 强高，韧性高，无摇震反应。 2t 砂质粉土5.35.30 土质不均，夹薄层粘性土和粉砂，切面粗糙，无光泽，韧性低， 干 强度低，摇震反应迅速。 3 粘土0.64.82.34 土质不均，夹薄层粉土，切面光滑，有光泽，干强度高，韧性高， 无摇震反应。 1 粉质粘土1.85.83.58 土质不均，局部为粘土，含氧化铁斑点，切面较光滑，无光泽， 干 强度高，韧性高，无摇震反应。 1 粉细砂1.019.510.28土质不均，含云母、石英等，下部以细砂为主。 1- t 粉质粘土1.72.21.93 土质不均，夹薄层粉砂，切面较光滑，无光泽，干强度高，韧性 高， 无摇震反应。 2 粉质粘土3.07.24.63 土质不均，夹薄层粉砂，切面较光滑，无光泽，干强度高，韧性 高， 无摇震反应。 四施工方案设计四施工方案设计 结构工程设计说明书 7 地下车站结构型式和施工方法的选择，受工程地质、水文地质条件以及所 处环境、地面建（构）筑物、地下管线、道路交通等因素的影响和制约。方案 的选择主要满足地铁工程本身的使用功能，在有条件时合理开发利用地上、地 下有效空间，并尽量减少由于施工给周围环境带来的不良影响。必须贯彻因地 制宜的原则，通过综合比较选择经济效应、社会效应和环境效应较好的方案。 地下车站结构型式对施工方法有一定依从关系，所以施工方法的选择尤为重要。 根据国内外在土层中修建地铁车站的经验，工程常用的施工方法有暗挖法、明 挖法和盖挖法。由于本工程各地下车站均埋设于第四系软土地层内，且地下水 位较高，不宜采用暗挖法施工。在施工难度及安全性、施工工期、结构与防水 质量及土建工程造价等方面，明挖法较盖挖法具有明显的优势，在场地条件允 许时应优先采用。 1）宁穿路和盛莫路的路宽较宽，具备很好的场地条件，明挖顺作法施工对 距离车站较远的周围建筑影响较小。 2）宁穿路为主干道，可在施工期间占用一半的道路进行施工，另一半进行 组织路面交通运营。 3）根据拆迁要求，拆迁后周边无重要障碍物，地下也无重要障碍物。主要 的障碍物为地下管线，施工前进行迁移或者进行保护即可。 综上所述，因本站具备宽敞的施工场地条件，采用明挖顺作施工可扩大施 工作业面、缩短工期、降低工程造价，且更易保证工程质量，故推荐采用明挖 顺作法施工。 车站出入口通道、风道等附属结构待主体完成后采用明挖法施工。 4 车站规模车站规模 4.1 设计客流设计客流 盛莫路车站 2039 年高峰客流表 由西向东由东向西 站名上客量下客量断面站名上客量下客量断面 福庆路站 25782783 福庆路站 28651695 2806227582 盛莫路站 26865726 盛莫路站 61641599 结构工程设计说明书 8 2502223017 东外环路 站 18542506 东外环路 站 2533219 4.2 车站建筑的组成及面积车站建筑的组成及面积 车站建筑由站台层及站厅层，出入口及风道、风亭组成，车站总建筑的面 积 10005.66m2。 站台层建筑面积：3794.09m2 站厅层建筑面积：4617.19m2 出入口及通道建筑面积：808.46m2 东侧风道建筑面积：427.54m2 西侧风道建筑面积：358.38m2 4.3 车站型式、埋深、分层及外包尺寸车站型式、埋深、分层及外包尺寸 车站为地下二层的乙级岛式车站，站台采用 10 米宽度，车站所在的路盛 莫路面标高取 2.92m，车站顶板埋深 2.5m，车站站台中心轨顶标高-10.78m。本 车站地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车辆停车长度 120 米。该车站总 长 205.9 米。标准段宽度 17.96 米。 4.4 站台宽度及长度站台宽度及长度 站台宽度为 10 米，长度 120 米。 4 车站总平面布置车站总平面布置 4.1 站址建设条件分析站址建设条件分析 拟建场地位于邱隘村宁穿路与盛莫路交汇处，宁穿路和盛莫路均为交通主 干道，交通量大。周边有鄞州蓝青学校、邱隘派出所镇北治安执法大队、皇后 制衣厂、新大洋制衣厂、宁波新荣欣制衣有限公司、浙东建材集团、时光电器 厂和宁波第一消防器材厂，因此，拟建场地对车站基坑开挖施工作业环境要求 较高。 结构工程设计说明书 9 4.4 总平面设计总平面设计 地下车站的站位选择，应以方便乘客进出站为原则。在对乘客进出站影响 较小的情况下，应以“减少地下管线改移减少工程实施对交通的影响、减小车站 埋深”为原则，适当调整站位。车站的型式应根据线路条件、地下管线和所处环 境特点、地面交通条件等因素，因地制宜地确定车站型式，结合建筑造型、结 构类型和施工方法，合理地利用城市建筑空间，做到与周围建筑结合好。车站 站址应选在客流量大并且便于乘客进出站的地方，使其能最大限度地吸引客流； 车站站位应对该区域的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑拆迁和 改造的可能行性、与地下建筑物或构筑物之间的关系等综合考虑，并尽量减少 房屋的拆迁、管线拆移和施工期间对地面建筑物、交通及环境的影响。在条件 允许的地段，地下车站应尽量跨路口布置，并兼顾市政过街功能。沿道路下方 纵向布置不跨路口的车站，应根据道路渠化形式及行人过街条件适当兼顾市政 过街功能。位于道路外侧的车站，其通向对侧的出入口宜纳入城市过街通道考 虑，与轨道交通工程同步实施。 基于以上原则，根据现状情况，位于邱隘宁穿路与盛莫路交汇处，两条路 为 t 形交汇，考虑客流吸引及施工建设方便，车站位于交汇左侧，布置在宁穿 路下方，现场址为居民生活区。由于大部分已有建筑位于路边，在设置出入口 的时候，部分建筑需要拆除。车站长 209.5 米，标准段宽 17.96m，主要设备用 房布置在车站东侧。在吸引客流方面，根据按需设置的原则，结合地面现状， 拟设置三个出入口。同时，可考虑再修建通道连接周围的商场、办公楼宇等建 筑内。出入口的布置情况请参见附图。 5 车站建筑设计车站建筑设计 5.1 站厅层功能分区站厅层功能分区 5.5.1 车站站厅层分为：设备管理作房、公共集散厅（付费区与非付费 区） 5.5.2 售检票机数量计算 售票机数量计算 结构工程设计说明书 10 根据暂定高峰时段进站客流中 50%为单程票，50%为储值票，售检票采用自 动方式和人工方式，全自动售票机处理 60%单程票，人工售票机处理 40%的单程 票和 20%的储值票。 自动售票机售票速度 300 人/小时台 人工售票机售票速度 1200 人/小时台 2039 年自动售票机数： 台 2039 年人工售票机数： 台 因此，全自动售票机取值 台，人工售票机取值 台。 检票机数量计算 进站检票机数量计算 自动检查机检票速度：1800 人/小时台 2039 年进站自动检票机数： 台 因此设置 台自动进站检票机。 出站检票机数量计算 2039 年出站检票机数： 台 因此设置 台自动出站检票机。 5.2 公共集散厅布置及客流组织公共集散厅布置及客流组织 公共集散厅位于层的中部，能有效地组织客流，通过两组下行步行梯将人 流导向站台层，亦通过 1#、2#、3#出入口通道将客流导向地面。 公共集散厅客流量验算 公共集散厅容纳高峰小时 6 分钟的双向客流聚集量为 而目前公共集散厅面积 1390m2594.5m2 因此，符合容量要求 5.3 站台层站台层 站台层为岛式候车方式，站台宽度 10m，中间横向布置单柱，纵向柱距基 本为 8.3m，站台有效长度为 120m。 5.3.1 自动扶梯宽度计算 结构工程设计说明书 11 因本站由站厅至站台的高度为 4.75m，所以考虑按上行自动扶梯，下行人 行楼梯设计。 式中： n2039 年预测车站高峰小时下客量，取值 n=5726+1599=7325 k超高峰系数，选用 1.3 n11m 自动扶梯，倾斜度 30，输送能力9500 人/小时 利用率，选用 0.8 因此考虑客流的疏散的均匀性，取值 2 台自动扶梯。 5.3.2 人行楼梯宽度计算 鉴于自动扶梯已满足下客量的疏散，因此人行楼梯作为单向疏散梯为上客 服务。 式中： n2单向下行楼梯 4200 人/米时 n上2039 年预测车站高峰小时上客量，取值 n上=6164+2686=8850 因此，本站取 2 组单向 2.4 米的人行楼梯。（净宽1.8 米） 5.3.3 站台宽度计算 （a）岛式站台侧站台宽度计算 式中： m2039 年每列车高峰小时上、下车设计客流，取值 m=（2686+5726） /30=280.4 人。 l站台有效长度，取值 120m 0.5站台上人流密度 0.33m2/人0.75m2/人，取中间值 c屏蔽门所占宽度 0.30m p无障碍设计调整值 0.30m b1=(280.40.5)/120+0.30+0.30=1.77m 结构工程设计说明书 12 本车站侧站台宽最小取值 2.5m1.77m （b）岛式站台总宽度计算 式中： b1侧站台宽度，取值 2.5m b2柱宽之和，取值 0.5m b3人行楼梯宽度，取值 2.4m b4自动扶梯留洞宽度，取值 1.8m b岛=22.5+10.5+2.4+1.8=9.7m 因此，本站站台宽度设计取值 10m。 5.3.4 事故疏散时间验算 安全疏散时间验算 式中：q1列车乘客数（人） ，列车的通过量上行或下行选择大的，取 q2站台上候车乘客和站台上工作人员（人） ，上行或下行的上 客量选择大的，取值 q2=(61641.3/30）+20=287.11 人 a1自动扶梯通过能力（人/min.m） ，取值 a1=9500/60=158.33 a2人行楼梯通过能力（人/min.m） ，取值 a2=3700/60=61.67 n 自动扶梯台数 b 人行楼梯总宽度（m） t =1+(1216.02+287.11)/0.9(158.332+61.672.42)=3.73 分钟6 分 钟 因此，当自动扶梯正常运转时，现有考虑的疏散设施符合消防紧急疏散要 求。 当自动扶梯无运转而事故发生时，考虑其兼作步行楼梯使用。 a1=3700/60=61.67 人/分钟 t=1+(1216.02+287.11)/0.9( 61.672+61.672.42)=4.98 分钟6 分 钟 因此，自动扶梯无法运转时也能符合消防紧急疏散要求。 结构工程设计说明书 13 5.4 设备管理用房：设备管理用房： 本车站设备管理用房分两端布置，主要管理区布置在车站东侧站厅层，环 控设备用房布置在站厅层的两顶端，与风道结合，降压变电所布置在站台层东 侧。 站台层房间面积 序号房间名称房间面积（净面积）m2 135kn开关柜室38.71 20.4kv开关柜室124.80 3控制室22.91 4垃圾间4.0 5清洁工具间24.41 6公务用房24.41 7照明配电间17.61+22.56 8废水泵房21.16 9污水泵房14.6 10屏蔽门设备室20.00 11控制室22.91 12公共厕所19.60+18.78 站厅层房间面积 序号房间名称房间面积（净面积）m2 1综合监控室43.32 2车站控制室38.50 3公安值班室12.88 4公安通信设备室25.30 5站长室16.90 6afc票务室17.42 7afc设备室15.60 8照明配电间1508+17.60 9会议室、交接班室29.68 10通讯电源室15.12 11通信设备室35.36 结构工程设计说明书 14 12民用通信设备室40.02 13信号设备室35.72 14车站备品库16.12 15更衣室10+10 16消防泵房17.62 17内部卫生间10.8+11.6 18垃圾间2.6 19环控电控室46.76+57.45 20活塞风井16+18+18.7 21排风井16+17.3 22新风井8 23清扫间8.00 24afc配线间8.00 25银行12.88 26通号电缆室12.00+12.19 27气瓶间17.6 28民用通信设备室40.02 5.5 垂直布置垂直布置 5.5.1 层高：站厅层为 5.45m 站厅层净高 4.50m 站台层层高 5.10m 站台层净高 4.55m 轨顶面至站台装修面 1.05m 5.5.2 垂直交通 （1）根据客流量计算，本站站厅层与站台层之间设两台自动扶梯和两组 步行楼梯。 （2）车站西端设液压式电梯一部，连接站厅与站台层，平时供管理人员、 工具设备进出使用，兼作行动不便者使用。 （3）车站的两个出入口，站厅至室外地面高差均大于 6 米，因此均设置 人行楼梯与自动扶梯。 结构工程设计说明书 15 5.6 出入口通道、风亭和冷却塔出入口通道、风亭和冷却塔 5.6.1 出入口设计 车站出入口的位置，一般应选在城市道路两侧、交叉路口及人流较大的广 场附近，并尽量与地面交通站点相配合，客流量较大的车站应配置一定面积的 站前广场。地面出入口应能方便本地区各主要方向客流进站，必要时一个地下 通道可同时与两个或两个以上地面出口相接。出入口宜分散均匀布置，出入口 之间的距离应尽量拉开，使其能够最大范围地吸引客流。 由于没有车站各方向的客流量，在通道宽度设计方面，一号出入口宽度设 计为 4.80 米（净宽），二号出入口设计为 4.80 米（净宽），三号出入口设计 为 4.80 米（净宽），其次，提升高度为 7.9 米左右，所以，各出入口均考虑一 台上行自动扶梯，辅以一级混行人行楼梯。 一号出入口位于宁穿路与盛莫路交汇处北侧，是北侧唯一的出入口，主要 吸引北侧的客流，一号出入口设消防通道。二号出入口位于宁穿路南侧，主要 吸引东侧客流，并与风亭结合布置。三号出入口位于交汇处南侧，吸引交汇处 客流及盛莫路客流主要的出入口。具体布置情况参照附图。 5.6.2 风亭与冷却塔 本车站西北侧风亭置于地面一层，位于交汇处中心空地，与城市景观相结 合布置。结合地面场地布置，车站东北侧风亭紧靠二号出入口设置。 5.7 无障碍设计无障碍设计 车站考虑无障碍设计，在车站西侧的管理、设备用房区，结合货运、消防 等要求设置残废人电梯一部，联系站台至站厅层。在二号出入口处还设置一台 残废人专用电梯，联系站厅层至地面层。残废人可以通过这两部电梯方便地到 达各个层面，在出入口及通道、楼梯、站厅、站台等凡残废人涉足的地方均辅 设盲人导向带。 结构工程设计说明书 16 6 建筑建筑材料材料 6.1 钢筋钢筋 主筋均选用hrb335带肋钢筋。 钢筋hrb335 抗拉强度标准值 335mpa 抗拉强度设计值 280mpa 相对界限受压区高度 0.56 6.2 混凝土混凝土 地下连续墙、顶圈梁c30；顶板、底板、中板、内衬及站台板混凝土强度等级为 c30； 立柱混凝土强度等级为c30。 混凝土c30 抗压强度标准值 20.1mpa 抗压强度设计值 13.8mpa 抗拉强度标准值 2.01mpa 抗拉强度设计值 1.39mpa 6.3 钢结构构件及预埋铁件钢结构构件及预埋铁件 q235钢 6.4 抗渗等级抗渗等级 顶板及侧墙防水混凝土抗渗标号均采用s8 7 主体结构设计主体结构设计 7.1 主体结构尺寸确定主体结构尺寸确定 根据车站结构型式、荷载大小、使用功能及地质情况和施工工艺，经计算 拟定各部位构件尺寸如下： 1）柱截面（mm） 车站柱：5001000 2）板厚度（mm） 顶板：800 结构工程设计说明书 17 中板：400 底板：1000 3）连续墙及内衬墙厚度（mm） 标准段连续墙：800 标准段内衬：800 4）主要梁截面（mm） 顶板纵梁：8001600 中板纵梁：400900 底板纵梁：10002000 7.2 荷载与组合荷载与组合 1、永久荷载 （1）结构自重：钢筋混凝土重度 =25kn/。 （2）覆土荷载：覆土重度 =18kn/。 （3）设备荷载：q=10kn/（超过时按实际取值）。 （4）浮力：地下水位到地面的水浮力计算。 （5）侧向水土荷载：采用郎金土压力理论，使用阶段为水土分算的静止 土压力及水压力。 （6）地基弹性抗力。 2、可变荷载 （1）人群荷载：站厅层：4kn/，站台层：5kn/ （2）地面超载：扩散到顶板表面为均布荷载 20kn/。 （3）列车荷载：轴重 150kn。 3、偶然荷载 （1）地震荷载：按 7 度地震力计算。 （2）人防荷载：按 6 级人防，地面空气冲击波超压 pms=50kpa 换算等效 静荷载计算。 4、荷载组合 结构工程设计说明书 18 荷载组合表 土体情况分析及荷载表 福明路站地层物理力学指标 固结不排水剪 土层序 号 土层名称 天然重 度 浮容重 静止侧 压力系 数 平均厚 度有效内 摩擦角 有效 内聚 力 1-1 杂填土180.50.511 1-1 杂填土188.190.51.112511 2 粘土188.190.51.202511 3 淤泥质粘 土 17.17.290.667.44257 2-1 淤泥16.56.690.723.71236 2-2 淤泥质粘 土 17.27.390.655.3624.59 1 粉砂19.68.590.352.1631.210 2 粉质粘土 夹粉砂 18.99.090.532.6329.210 1-2 粉质粘土19.49.590.5810.5428.935 水土荷载计算表 组合情况 荷载种类 1234 自 重1.01.351.21.0 覆 土1.01.351.21.0 侧土压力1.01.351.21.2 侧水压力1.01.351.21.2 浮 力1.01.351.21.2 设备荷载1.01.41.4*0.851.0 人群荷载1.01.41.4*0.851.0 车辆荷载1.01.41.4*0.850 地面超载1.01.41.4*0.850 地震力001.00 人防荷载0001.0 备 注 用于结构构件 抗裂检算 用于结构构件 强度验算 用于结构构件 强度验算 用于结构构件 强度验算 结构工程设计说明书 19 7.3 sap 软件分析计算软件分析计算 根据算的的各种情况组合，采用用于结构构件强度验算下的荷载组合系数， 假设地基承载力为 160kpa，车辆荷载以点荷载形式作用在底板上，在内衬与外 衬间间隔 500mm 设置二力杆，运用 sap2000 进行运行分析： 静止土压力(水土分算） 土侧压力水侧压力合力 000.0 4.504.5 8.9411.120.0 13.7423.136.8 48.6038497.5146.1 65.96664134.6200.6 91.05144188.2279.3 98.30904209.8308.1 110.7148236.1346.8 142.9361295.2438.1 结构工程设计说明书 20 图 1 荷载作用下结构变形 结构工程设计说明书 21 图 2 结构弯矩图 图 3 结构剪力图 结构工程设计说明书 22 图 3 结构轴力图 7.4 配筋配筋 7.4.1 各层楼板配筋各层楼板配筋 1、正截面配筋 由 sap 软件计算结构的受力情况，可以得到如下的数据。 最大正弯矩kn.m最大负弯矩kn.m最大剪力(kn) 顶板 555.41148.6695.8 中板 602.3633.3396.9 底板 1475.16611622.5 结构工程设计说明书 23 假设结构重要性系数，由于截面同时受到正弯矩和负弯矩，故需要配双筋 截面。利用截面的最大正弯矩配双筋截面的下缘钢筋，最大负弯矩配双筋截面 的上缘钢筋。 出于防水考虑，顶板、底板与土接触一侧的钢筋净保护层不小于 50mm，其 他位置的钢筋净保护层厚度不小于 30mm。 计算受压区混凝土高度：由公式可以得到受压区高度： 00 2 dcd x mf bx h 单位：mm 楼板楼板设计厚度钢筋所在位置保护层厚度 钢筋中心至边 缘距离 有效高度 上缘 5070730 顶板 800 下缘 3050750 上缘 3050350 中板 400 下缘 3050350 上缘 3050950 底板 1000 下缘 5070930 1）各层楼板双筋的下缘钢筋： 计算受压区混凝土高度：由公式 00 2 dcd x mf bx h 可以得到受压区高度： 混凝土受压区高度（mm） 顶板 55.73 中板 162.36 底板 123.08 各个楼板额受压区混凝土高度均应小于混凝土受压区界限高度： 楼板 混凝土受压区高 度（mm） 混凝土相对界限受压区高 度（mm） 顶板 55.73420 中板 162.36196 结构工程设计说明书 24 底板 123.08520.8 计算钢筋截面面积：由水平力平衡条件，钢筋截面面积公式得： cd s sd f bx a f 受拉钢筋截面面积（） 顶板 2746.69 中板 8002.03 底板 6066.09 钢筋布置：对于板式受弯构件而言，钢筋之间的净距要小于 200mm，故在 一延米的单位长度内，要配至少 5 根钢筋才能满足净距的需要，通过查表计算 可以可到配筋情况如下： 钢筋公称直 径 钢筋外径配筋数量截面面积净距 钢筋中心至 边缘距离 顶板 2528.46294513844 中板 3640.2881438550 底板 3640.26610712670 最小配筋率验算表如下所示： 配筋率最小配筋率 顶板 0.0038960.002234 中板 0.0232660.002234 底板 0.0065670.002234 由上表可以看出，满足最小配筋率要求。 2）各层楼板双筋的上缘钢筋： 计算受压区混凝土高度：由公式可以得到受压区高度： 00 2 dcd x mf bx h 结构工程设计说明书 25 混凝土受压区高度（mm） 顶板 124.66 中板 174.74 底板 51.83 各个楼板额受压区混凝土高度均应小于混凝土受压区界限高度： 楼板 混凝土受压区高 度（mm） 混凝土相对界限受压区高 度（mm） 顶板 124.66408.8 中板 174.74196 底板 51.83532 计算钢筋截面面积：由水平力平衡条件，钢筋截面面积公式： cd s sd f bx a f 受拉钢筋截面面积（） 顶板 6143.96 中板 8612.19 底板 2554.48 钢筋布置：对于板式受弯构件而言，钢筋之间的净距要小于 200mm，故在 一延米的单位长度内，要配至少 5 根钢筋才能满足净距的需要，通过查表计算 可以可到配筋情况如下： 钢筋公称直 径 钢筋外径配筋数量截面面积净距 钢筋中心至 边缘距离 顶板 3640.27712510370 中板 3640.2991617150 底板 2528.46294513844 最小配筋率验算表如下所示： 结构工程设计说明书 26 配筋率最小配筋率 顶板 0.009760.002234 中板 0.0261740.002234 底板 0.0030810.002234 综合上述两种情况所选择的钢筋，在整个截面上分别布置双筋中的上缘钢 筋和下缘钢筋，即： 配筋情况统计表 顶板中板底板 上缘 下缘 2、箍筋设计 按照构造要求布置箍筋，间距 200mm。 配筋图如下： 顶板配筋图 结构工程设计说明书 27 中板配筋图 底板配筋图 8.4.2 中柱及内衬配筋中柱及内衬配筋 1、受压钢筋设计 纵向钢筋的直径应不小于 12mm，其净距不应小于 50mm，也不应大于 350mm。 各个柱子的长细比及相应的稳定系数： 柱长(mm)柱宽（mm)长细比稳定系数 左、右侧 1211080015.140.89 中柱 1211050024.220.64 结构工程设计说明书 28 假设配筋率，根据构建破坏时轴向力平衡的条件：0.01 轴力(n) 柱截面面积 （mm） 混凝土柱轴 心抗压极限值(n) 左右内衬 16225188000008843040 中柱 17452035000003974400 从表中可以得到，不配钢筋的混凝土柱已经能够提供足够的抗压承载力来 满足结构所受的轴力，故只需按照构造要求进行配筋。 构造要求: 1） 纵向钢筋的直径不应小于 12mm； 2） 净距不小于 50mm，也不应大于 350mm； 3） 境保护层厚度不小于 35mm。 4） 配筋率不应小于 0.5%，不应大于 5%。 5） 箍筋间距不应大于纵向受力钢筋直径的 15 倍 或构件短边尺寸， 并不大于 400mm。 根据构造要求，同时结合施工的方便性，选取楼板配筋较多选用的钢筋， 内衬净距取 215mm，中柱横向 182mm，纵向 207mm，如图所示。 2、箍筋设计 箍筋选取 箍筋，间距 满足要求。 mmdmm240161515200 结构工程设计说明书 29 中柱、内衬配筋图 8.5 结构抗裂验算结构抗裂验算 结构配筋计算时，除按强度进行截面配筋计算外，还按防水混凝土的最大 裂缝宽度迎水面不大于 0.2mm，背水面不大于 0.3mm，结构内部非防水混凝土的 最大裂缝宽度不大于 0.3mm 的要求进行验算，以确定各截面的配筋。 按照结构抗裂验算的荷载组合代入 sap 软件，定义长期和短期的荷载效应 组合，进行工况分析，可以算的各个板所受的弯矩。 短期效应组合： 长期效应组合： 楼板长期效应组合下 最大弯矩 短期效应组合下最 大弯矩 比值 顶侧（负弯矩） 616.3724.90.850186 顶 板 底侧（正弯矩） 246.32284.720.865131 顶侧（负弯矩） 340.1398.70.853022 中 板 底侧（正弯矩） 3253810.853018 顶侧（负弯矩） 328.6404.90.811558 底 板 底侧（正弯矩） 742.5874.60.84896 结构工程设计说明书 30 则各个楼板的裂缝宽度计算公式为： 1028 . 0 30 321 d e cccw s ss 其中：，1 1 c 15. 1 3 c ， m m c s 1 2 5 . 01 0 87 . 0 ha m s s ss 75 . 0 4 s e a d 0 bh as mpa es 5 100 . 2 代入计算得： 楼板 c2 )(mpa ss )(mm de )(mmw 顶侧（负弯矩）1.42509 3 160.195797 3 37.8575 3 0.00976027 4 0.23589 8 顶 板底侧（正弯 矩） 1.43256 5 146.991299 37.8575 3 0.00389550 3 0.25759 8 顶侧（负弯矩）1.42651 1 142.927585 43.0071 4 0.02617428 6 0.15799 1 中 板底侧（正弯 矩） 1.42650 9 153.657316 4 43.0071 4 0.02326571 4 0.17948 7 顶侧（负弯矩）1.40577 9 165.304749 9 37.3541 0.00308054 4 0.28956 5 底 板底侧（正弯 矩） 1.42448 177.002480 2 37.3541 0.00656666 7 0.28249 5 通过计算可以可以得到，以上都满足最大裂缝宽度均小于 0.3mm，故不需 重新配筋。 8.4 结构的抗浮稳定分析及措施结构的抗浮稳定分析及措施 车站结构设计按最不利情况进行抗浮稳定验算，不考虑侧壁摩阻力时，抗 浮安全系数 kf1.1；当适当考虑地下连续墙侧壁摩阻力时，抗浮安全系数 kf1.15。 盛莫路站顶板覆土 2.5m，地下潜水位距地面 0.50m。车站采用全包防水， 故为满足抗浮需要，设置围护结构压顶梁，使地下连续墙和车站结构共同抗浮。 车站结构自重标准值：g1=1705.55kn/m 顶板上部覆土重标准值：g2=850.5kn