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钢管柱在地铁中的应用研究 摘要随着地铁在城市中的快速发展，钢管柱在地铁中的应用实例逐渐增多。地铁车站利用钢管混凝土柱的抗力和延性来减少柱子的尺寸，争取了在地下的更大空间。本文详细阐述了钢管混凝土柱在地铁车站工程的成就以及施工方法，工程实践表明钢管柱在地铁车站的应用具有很高的经济效益和发展前景。 关键词钢管柱；地铁车站；工程应用；施工技术 中图分类号U2文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0161-01 目前，我国的钢管混凝土技术得到了迅速发展，钢管混凝土柱的理论研究已达到国际先进水平，受到了高度评价。钢管混凝土柱在地铁中的应用按照截面形式主要分为方钢管混凝土和多边形钢管混凝土，鉴于钢管混凝土柱能有效地充分发挥了钢材的强拉性能和混凝土的强压性能钢管混凝土以其良好的力学性能深受广大设计大师的青睐。 1钢管混凝土柱在地铁中应用概述 采用钢管混凝土技术是最有效且最经济的方法，其起到竖向支撑系统作用钢管混凝土柱是逆作车站的关键受力部件，需刚度、强度以及稳定性要求。以下是国内钢管混凝土技术在地铁站应用的工程实例： 北京四号线地铁白石桥站 ，车站总长度206米，站台宽度41米，钢管内采用C50混凝土；广州地铁二号线公元前站 ，车站总长度142米，站台宽度10米，钢管内采用C50混凝土；南京地铁鼓楼站；北京地铁复八线永安里站，车站长235.4米，站台宽度11米，混凝土等级C30；北京地铁复八线大北窑站，车站长度215，宽度12米，混凝土等级C40；北京地铁复八线天安门东站，车站长度218米，宽度16米，混凝土等级C30；南京地铁三山街站，车站长度226米，宽度12米，混凝土等级C30。 2钢管混凝土柱在地铁中应用分析 2.1工程概况 某地铁站总长度205米，宽19米，纵向由三段组成，其中地下有三层三跨框架结构，本文主要分析钢管混凝土结构在南端结构（长70.5米）的应用技术情况。 2.2地质条件 车站地面标高37.35米，从地面标高到地下土层分布情况如下：1层人工杂土、1层人工填土、3层粉土、1层粉质粘土、3层粉土、4层粉质粘土、2层粉土、4层粉质粘土、2层粉细砂、6层粉质粘土、1层粗砂、1层卵石。 2.3施工技术 本工程特点： 1）地下管线复杂，埋置有各种燃气、通讯设备、电线、自来水、污水等管线。 2）基坑两侧是商城，并且一侧桩位有3根电信电力管线。 3）鉴于本工程工期比较紧，不能采用传统的施工方法。基于以上工程特点，经多次与各方商量，最终确定采用挖顺做法施工，方案如下：中间柱和桩基先施工，按照中跨部的土体设置标高，两侧采用土钉支护，然后中跨再做盖板。从东侧和西侧开挖，开始对主题结构进行顺做法施工。 钢管柱的运输与安装： 1）在钢管混凝土柱在运输过程中，对钢管混凝土柱装载和卸载采用吊车，必须轻吊轻放，以防碰撞，支撑加固处理临时的仰供。钢管柱到达现场后，按照设计要求对其进行格检查，合格后才能进行安装。电动葫芦吊将钢管柱由上吊到竖井下，然后利用架子炮车运输到安装地点进行钢管柱安装。 2）钢管柱部位的临时仰拱应该提前拆除，拆除的地方挖凿成长方形。 3）焊接25mm的圆钢吊环在钢管混凝土柱顶端位置临时仰拱上，利用倒链吊安装钢管混凝土柱。 4）钢管混凝体柱定位，钢管柱安装在设计要求的位置以后，喷混凝土填塞密实钢管柱周边与临时仰拱间的空隙，在两侧临时的隔墙上用方木支撑将钢管柱对称支顶。钢管柱与下部结构连接采用预埋锚固螺栓及预埋接茬钢筋的方法。节点采用链接焊板的方式进行连接，节点的性能一直是钢管混凝土柱的难点，必须满足强柱、弱梁和节点的强度比柱子的强度更高的原则，要求节点以高刚度和强度连接柱子和其它部件，达到很好的整体性。 2.4结构设计 由于该地铁站采用的中跨顺作法，是国内修建地铁首次，关键性技术是如何保证结构的稳定性和安全性。设计时本工程钢管柱采用 700mm，t=25mm，内部浇筑C55混凝土。基础采用钻孔灌注桩，桩身直径为1400，采用C30混凝土。为了确保上部线路和土体的安全与稳定，该机构设计的关键是对结构的水平位移计算以及最不利柱的承载能力和稳定性能计算。 图1轴力和弯矩图 （纵向取1m） 1）内力计算。如图1所示为内力计算结果，弯矩为490.7kN?m，轴力为4665.3 kN；弯矩为346.7 kN?m，轴力为6934.3 kN。 2）钢管混凝土柱承载能力计算。 计算钢管混凝土轴力=fcAa/fcAc=2053.14（3502-3252）/25.33.143252=1.29，则N= fcAc（1+sqrt（）= 25.33.143252（1+1.29+sqrt（1.29）/4=28745.944 kN。 计算L，L =1-0.115（sqrt（le/d-4）=0.6580。 计算e，e=1/（1+1.85e0/rc）=1/（1+1.85125/325）=0.584，其中，e0=Mmax/N+ee0=125。 计算Nu，Nu=LeN=0.65800.58428745.944=11046.2616934.3。显然，满足规范规定的施工阶段承载能力要求。 3结语 本文概述了钢管混凝土柱在地铁车站工程的成就以及施工方法，工程实践表明钢管柱在地铁车站的应用具有很高的经济效益和发展前景，目前就钢管混凝土柱与梁的连接节点的性能问题还需更深的研究，使得结构达到更好的整体性。通过工程实例对跨盖挖顺作法作了详细的分析，为以后的钢管混凝体柱的施工方法提供了经验和依据。该施工技术的关键是钢骨混凝土柱的稳定性以及顶部侧移。 参考文献 1王元湘.盖挖逆作法在我国地铁工程中的应用J.土木工程学报,1996,0