地铁车站开题报告

附件 1 贵州理工学院本科生毕业设计 论文 开题报告表贵州理工学院本科生毕业设计 论文 开题报告表 论文论文 设计设计 名称名称 贵阳地铁二号线马王庙车站结构设计贵阳地铁二号线马王庙车站结构设计 设计 论文 来设计 论文 来 源源 生产 社会 实际 设计 论文 设计 论文 类型类型 工程设计指导教师指导教师徐桂弘 学生姓名学生姓名陈书杰学号学号班级班级道桥 134 一 研究或设计的目的和意义一 研究或设计的目的和意义 地铁是城市快速轨道交通的一部分 因其运量大 快速 正点 低能耗 少污染 乘坐舒适方便等优点 常被称为 绿色交通 发达国家的应验表明 地铁是解决大中城市公共交通运输的根本途径 对于 21 世纪实现城市持续发 展有非常重要的意义 已成为城市交通现代化的重要标志之一 通过本次毕业设计 加深在学校学习的理论知识 把书面上的知识结合实 际应用起来 对地铁车站的施工方法等有更好的认识 毕业设计是土木工程教 学中的重要的实践性教学环节 是对四年来所学知识的总结和实践 是提升专 业学术水平 实践能力和学以致用的重要手段 是培养应用型人才目标的具体 体现 我们通过毕业设计不仅独立完成了设计成果 而且掌握了设计理论 方 法和相关技术 同时培养了我们分析 解决问题的能力 为以后的走上工作岗 位 从事有关设计 施工等具体实践工作奠定基础 二 研究或设计的国内外现状和发展趋势 二 研究或设计的国内外现状和发展趋势 1 1 国外城市轨道交通的发展历史与现状国外城市轨道交通的发展历史与现状 1843 年英国人 C 皮尔逊提出在英国修建地下铁道的建议 1860 年英国 伦敦开始修建世界上第一条地铁 采用明挖法施工 为单拱砖砌结构 1863 年 1 月 10 日建成通车 线路长 6 4km 用蒸汽机车牵引 世界第一条地下铁道的诞生 为人口密集的大都市如何发展公共交通取得 了宝贵的经验 特别是到 1879 年电力驱动机车的研究成功 使地下客运环境和 服务条件得到了空前的改善 地铁建设显示出强大的生命力 从此以后 世界 上一些著名的大都市相继建造地下铁道 自 1863 年至 1899 年 有英国的伦敦 和格拉斯哥 美国的纽约和波士顿 匈牙利的布达佩斯 奥地利的维也纳以及 法国的巴黎共 5 个国家的 7 座城市率先建成了地下铁道 伦敦自 1863 年创建世界上第一条地下铁道以来 历经近 150 多年的发展 通过不断提高技术水平 伦敦地铁系统已成为当今世界上的先进技术范例之一 尤其是地铁实现了电气化后 伦敦的地铁几乎每年都有新进展 目前 伦敦地 铁已有 12 条线路 总长度约 410km 地下隧道 171 km 共设置车站 275 座 地铁车辆保有量总数约 419 辆 年客运总量已突破 8 5 亿人次 受伦敦成功建设地下铁道的影响 美国纽约也于 1867 年建成了第一条地 铁 随着纽约城市规模的扩大 城市人口不断增加 到 1900 年市区人口已有 185 万人 同时地铁建设也在不间断地发展 现在纽约已发展成为世界上地铁 线路最多 里程最长的一座城市 目前 纽约地铁线路共 31 条 总长度约 443 2km 其中地下隧道 258 km 共设置车站 504 座 居世界首位 地铁车辆 保有总数约 6561 辆 年客运总量已突破 10 亿人次 法国巴黎也是最早修建地铁的城市之一 但比英国要晚 37 年 为举办 凡尔赛展览会 而修建的巴黎第一条地下铁道从巴士底通往马约门 全长约 10 km 它为巴黎地铁网络的不断发展和完善打下了基础 时至今日 巴黎市 区已拥有地铁线路 14 条主线和 2 条支线 其中 2 条为环线 有 4 条地铁采用 橡胶轮体系的 VAL 车辆 地铁线路总长度约 221 6 km 地下隧道约占 175 km 共设置车站 380 座 车辆保有总数约 347 辆 年客运量总数也已突破 12 亿人次 巴黎的地区快速地铁 RER 非常发达 运营线路共有 363 km 其中 14 km 与地铁共线 249 km 为城市快速铁路 SNCF RER 的年客运量约 4 亿人次 在进人 20 世纪的最初 24 年里 1900 年至 1924 年 在欧洲和美洲又有 9 座大城市相继修建了地下铁道 如德国的柏林 汉堡 美国的费城以及西班 牙的马德里等 1925 年至 1949 年 其间经历了第二次世界大战 各国都着眼于自身的安 危 地铁建设处于低潮 但仍有日本的东京 大阪 前苏联的莫斯科等少数城 市在此期间修建了地铁 日本东京的第一条地铁线路于 1927 年建成通车 虽 然日本的地铁也是效法欧洲技术建设而成 但他们在修建地铁的同时 着重开 发主要车站及其邻近的公众聚集场所 这些场所能促进地下商业中心的建设 而且与地下车站连成一片 使地铁这一公益性基础设施获得了新的活力 取得 了较好的经济效益和社会效益 1927 年 12 月东京第一条也是亚洲第一条地铁通车 目前 东京地铁已拥 有 13 条地铁线路 线路总长度约 312 6 km 共设置车站 230 座 车辆保有总 数约 2450 辆 年客运总量已突破 25 亿人次 是当今世界上地铁客运量最大的 城市之一 发达程度居世界前五名 1932 年莫斯科的第一条地铁开始动工 线路全长约 11 6 km 共设置车站 13 座 到 1935 年 5 月建成通车运营 其建设速度之快 在当时是空前的 以 后莫斯科的地铁建设就一直没有中断过 即使在第二次世界大战期间也没有停 顿 发展至今 莫斯科已拥有地铁线路 12 条 线路总长度约 277 9 km 地铁 车站总数为 171 座 地铁它一直被公认为世界上最漂亮的地铁 地铁站的建筑 造型各异 华丽典雅 每个车站都由国内著名建筑师设计 各有其独特风格 建筑格局也各不相同 多用五颜六色的大理石 花岗岩 陶瓷和五彩玻璃镶嵌 除各种浮雕 雕刻和壁画装饰 艺术水平较高 照明灯具十分别致 使旅行者 有身临富丽堂皇的宫殿之感 享有 地下的艺术殿堂 之美称 而所有地铁终 点站都与公共汽车 无轨电车和轻轨系统相衔接 有几个车站还与铁路火车站 相连接 为旅客提供了方便的换乘条件 目前 莫斯科地铁 系统保有车辆总 数约 4000 辆 年客运量已突破 26 亿人次 20 世纪下半叶 伴随着世界各大城市的发展和对快速 大容量城市公共 交通的需求 城市轨道交通建设规模加大 速度加快 第二次世界大战以后 1950 年至 1974 年的 24 年间 世界上地铁建设蓬 勃发展 在此期间 有加拿大的多伦多 蒙特利尔 意大利的罗马 米兰 美 国的费城 旧金山 前苏联的列宁格勒 基辅 日本的名古屋 横滨 韩国的 首尔以及中国的北京等约 30 座城市相继建成了地铁 具有代表性的地铁项目 有 日本的名古屋 第二条地铁线路于 1957 年建成通车 现有 5 条地铁线路 线路总长度约 76 5 km 共设 61 座车站 车辆保有总量约 730 辆 年客运量 已突破 6 亿人次 加拿大的蒙特利尔 第一条地铁线路于 1966 年建成通车 现在已有 4 条线路 线路总长度约 66 25km 共设车站 68 座 车辆保有量总 数约 760 辆 年客运总量约 3 5 亿人次 蒙特利尔的地铁主要采用橡胶轮胎走 行系统 以法国的 VAL 技术为基础 列车在表面光滑的混凝土轨道上行驶 客 运效率和乘座舒适度都很高 线路布局充分考虑了与周围环境的协调 乘客换 乘其他交通工具极为方便 新建地铁车站的建筑风格各不相同 建筑雄伟 辉 煌而明快 为城市开辟了良好的地下活动空间 每座车站都与周围环境融为一 体 在公园中 车站与树林绿茵配合成协调优美的景观 在商业繁华区 站台 的高度往往与林荫人行道的高度相同 而且可直接相通 有的车站还可直接通 向办公大楼或大饭店的厅廊 这些精心设计 给人们的出行和换乘创造了极为 方便的条件 1994 年 4 月 在新加坡召开的国际市长会议上提出 城市轨道交通是现 代化城市的标志 优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统 是解决城 市交通问题的根本途径 自此 世界各大城市竞相建设城市轨道交通 逐渐形 成网络化运营 更加注重乘客服务质量 2 2 我国城市轨道交通的发展和建设我国城市轨道交通的发展和建设 1906 年 天津第一条有轨电车线路运营 成为我国第一个拥有有轨电车 的城市 1908 年 3 月 5 日 上海第一条有轨电车路线正式通车营业 线路长 6km 上海成为国内第二个拥有有轨电车的城市 同年 大连第一条有轨电车 线路竣工运营 1924 年 12 月 17 日 从北京前门至西直门的有轨电车线路开 通 北京是继天津 上海 大连之后 我国第四座修建有轨电车的城市 随后 沈阳 哈尔滨 长春和香港等城市也相继修建了有轨电车线路 到 1959 年 上海的有轨电车多达 360 辆 线路总长度为 72 4km 到 1911 年 上海共开通 8 条有轨电车线路 总里程为 41 1km 电车总计 65 辆 自 1906 年在天津开通第一条有轨电车 至 2008 年 8 月 8 日北京奥运会开 幕 北京 上海的城市轨道交通运营里程分别达到了 200km 和 234km 我国的 城市轨道交通建设经历了曲折的过程 目前正处在大发展 大建设时期 我国 城市轨道交通百年回眸 主要经历了三个阶段 1 1906 1949 年 有轨电车时代 从 1906 年至 20 世纪 50 年代 是 我国城市轨道交通的有轨电车时代 在这期间 北京 上海 天津 沈阳 大 连 鞍山 长春 哈尔滨 武汉等城市 先后建成了多条有轨电车线路 这一 期间 我国城市轨道交通不仅数量少 而且技术标准低 质量低 布局也不合 理 2 1949 年至 20 世纪 80 年代末 缓慢发展期 从 1949 年新中国成 立到 1978 年的 30 年间 有轨电车渐行渐远 纷纷退出历史舞台 地铁建设处 于起步阶段 我国的城市轨道交通处于时断时续的缓慢发展期 北京在 20 世纪 60 年代开始兴建具有交通和人防双重功能的中国第一条地 铁线路 并于 1969 年 1 月投入运营 从而开创了我国地铁建设的先河 但这 一阶段地铁建设基本处于起步阶段 形式比较单一 贯彻以战备为主 兼顾交 通的指导思想 建设以人防设施为主的地铁 进入 20 世纪 80 年代 北京建设 了第二条地铁线 运营里程达到 54km 天津建设了地铁 1 号线 7 4km 于 1980 年 8 月投入运营 在一定程度上缓解了城市道路交通的拥堵 但尚未形 成城市轨道交通网络 3 20 世纪 80 年代末至今 快速发展期 改革开放以来 我国国民 经济保持持续快速增长 城市化进程明显加快 对城市运输的需求日益增加 进入 20 世纪 90 年代 随着改革开放的逐步深入 社会和经济迅速发展 城市 居民收人水平不断提高 居民出行次数逐年增加 我国城市交通需求剧增 导 致道路交通供给能力严重不足 交通拥堵已成为城市社会经济发展的一个制约 因素 为适应城市发展的需要 缓解城市交通的紧张状况 从 20 世纪 90 年代 开始 我国政府加了对城市交通基础设施的投入 强调轨道交通对解决城市交 通问题和引导城市发展的作用 城市轨道交通开始进入能力扩张与质量提高并 进的发展阶段 加快建设以大容量轨道交通为骨干的公共交通系统 成为这一 阶段城市发展的主要特点 在 20 世纪 90 年代末 轻轨交通也开始得到了发展 由于地下铁道造价昂贵 很多城市的经济实力还难以承受 而轻轨交通具 有 造价低 用得起 见效快 的优点 对于经济实力不很雄厚的大 中城市 而言 发展轻轨交通是非常适当的 因此 在百万人口以上的大城市中 发展 轻轨交通具有广阔的市场前景 改革开放以来的快速发展期 我国城市轨道交通发展大致经历了 3 个阶段 1 第一阶段为开始建设阶段 从 20 世纪 80 年代末至 20 世纪 90 年代 中期 以上海地铁 1 号线 21km 北京地铁复八线 13 6km 北京地铁 1 号线 改造 广州地铁 1 号线 18 5km 建设为标志 我国真正以交通为目的的地铁 项目开始建设 随着上海 广州地铁项目的建设 包括沈阳 天津 南京 重 庆 武汉 深圳 成都 青岛等在内的大批城市开始上报建设轨道交通项目 纷纷要求国家进行审批 2 第二阶段为调整整顿阶段 从 1995 年至 1998 年 我国的城市轨道交通在 20 世纪 60 年代起步后 由于种种原因 中间停顿 了很长一段时 间 因此我国城市轨道交通的有关技术发展缓慢 离世界先进 水平有相当距离 特别在车辆 信号以及自动售检票等专业领域尤其明显 因 此 20 世纪 90 年代前期 上海 广州等地开始修建地铁时 技术装备基本依 赖进口 产生了造价高 初期估算地铁每公里造价达 8 亿元 工程实际核算为 6 7 亿元 km 建设周期长 维护费用高等负面影响 另一方面 由于地铁建设发展迅猛 许多地方不考虑经济的承受能力和社 会发展的实际需要 城市轨道交通建设带有很大盲目性 针对工程造价高 轨 道交通车辆全部引进 大部分设备大量引进等问题 1995 年 12 月国务院办公 厅发出 60 号文件 通知除北京 上海和广州的在建地铁外 所有地铁项目一 律暂停审批 并要求做好轨道网络发展规划和高新技术装备的国产化工作 在 这一期间的近 3 年时间内 国家暂停了对城市轨道交通项目的审批 3 第三阶段为蓬勃发展阶段 从 1999 年至今 1997 年年底 国家发展和改革委研究了城市轨道设备国产化实施方案 提出深圳地铁 1 号 4 号线一期工程 19 5km 上海明珠线 即现在的 3 号线 24 5km 广州地铁 2 号线 23km 南京地铁 1 号线 17km 一期工程作为国 产化的依托工程 于 1998 年批复上述 4 个项目立项 轨道交通项目重新开始 启动 在这一阶段 随着国家积极财政政策的实施 国家从资金上给予城市轨道 交通建设以有力支持 同时通过技术引进 国际先进制造企业与国内企业合作 实现了城市轨道交通车辆与设备的本土化 国产化 使城市轨道交通工程的造 价大为降低 目前 国内城市轨道交通每公里的平均建设成本达 5 亿元 国内 城市轨道交通交通发展是势在必行 从全国情况看 基本分为两类 启动阶段的城市 属于在建 初通和申报立项的城市 除北京 上海 广州外 大部分是第一条线工程 截至 2010 年底 北京 上海 广州 天津 深圳 武汉 南京 苏州 杭州 成都 重庆 沈阳 大连 长春 西安 宁 波 昆明 福州 郑州 南昌 大连 青岛 长沙 东莞等城市先后建成并开 通运营了 48 条城市轨道交通线 运营里程 1395 公里 当前国内共有 36 个城 市向国家主管部门上报了城市轨道交通建设发展规划 其中 28 个城市得到批 准 专家预计到 2015 年 全国将规划建设 96 条轨道交通线路 建设线路总长 2500 多公里 总投资超过 1 万亿元 表 1 1 给出了国内各城市轨道交通近期 建设规划 发展阶段的城市 在经济发达地区加快发展 进入 城市轨道交通网络 化 的发展 同时已从 城市网 发展到 城际网 即 正在规划和蕴酿城 际轨道交通建设 主要有广州及珠三角区域 上海及长三角区域 北京及京津 塘渤海湾区域等 三三 主要研究或设计内容 需要解决的关键问题和思路主要研究或设计内容 需要解决的关键问题和思路 需要解决的关键问题 1 车站的平面布置 地铁作为城市重要的公共交通系统 车站的平面布置 出入口布置等是决定车站建成后运营效果的关键因素 因此车站的平面布置是 第一个要解决的关键问题 车站的平面布置前应进行详细的勘察 主要包括 站址现状建设条件 客观 详细的对站址现状周边既有环境调查是保证设计质量的关键一步 是站位方案设计的首要输入条件 主要调查内容包括 站址环境 现状道路交通状况 地下管线情况 站址周边地块规划情况 周边地块规划是进行客流预测的重要考虑因素 对车站规模确定有决定作 用 影响站位的布置 车站与地面公交换乘情况 地铁需与其他交通方式统筹规划考虑 实现有效衔接 以保证城市整体交 通规划和地铁客流需要 而地面公交作为城市公共交通系统中的重要组成 地 铁出入口的布置必须考虑与其的衔接 这是衡量出入口布置合理性的最重要考 量因素之一 车站配套工程及环境综合开发 为实现社会的可持续性发展 对土地的综合开发利用势在必行 地铁车站 作为城市重要的地下建筑 理应加强与周边环境的协调和综合开发 这也是地 铁建设实现可持续性发展的一种重要方式 外部边界条件及协调情况 与外部条件的协调情况决定了总平面设计能否实施 在设计过程中 应积 极与周边相关单位就设计方案进行沟通协调 以取得支持 根据沟通情况 应 适时修改完善设计方案 主要内容有 车站 配线设置 如有 相邻区间的施工场地协调 出入口 风亭和冷却塔的设置及与周环境边协调 车站施工影响范围内管线迁改协调 地铁车站总平面设计的成果集中体现在车站站位及附属设施的布置方案上 通过本文的分析 总平面设计方案本质上是地铁本身与周边环境相互协调 相 互融合的结果 地铁作为后建项目 既要考虑地铁本身的建设运营需要 也要 尊重客观环境 以上述设计原则为指导 统筹考虑各设计控制因素 这样才能 提高设计质量 保证方案的可实施性 地铁车站围护结构是构成建筑空间 抵御环境不利影响的构件 外围护结 构应具有保温 隔热 隔声 防水 防潮 耐火 耐久等性能 围护结构在长 期使用和正常维修条件下 仍能保持所要求的使用质量的性能 地铁采用的围 护结构形式很多 其施工方法 工艺和所用的施工机械各异 如何选择适合本 地质条件的围护结构 并进行围护结构的稳定性验算是设计的第二个要解决的 关键为题 本文中主要是根据工程地质条件 水文地质条件和周围环境等因素 对车 站施工方案进行设计 围护结构采取连续墙作法 通过简化计算模型 对围护 结构进行计算 对基坑的稳定性进行计算 3 地铁的车站的主体结构是车站的承重结构 地铁主体结构是基于地基基 础之上 接受 承担和传递上部所有上部荷载 维持上部结构整体性 稳定性 和安全性的有机联系的系统体系 它和地基基础一起共同构成的地铁建设工程 完整的结构系统 是建设工程安全使用的基础 是工程结构安全 稳定 可靠 的载体和重要组成部分 如何准确的计算主体结构的内力 并正确的配筋 是 地铁车站设计的第三个关键为题 本文根据根据地铁设计规范计算各种荷载 在纵向选取 1m 长来计算荷载作用 选择正常使用阶段的标准组合荷载结构模 型 运用弹性地基梁的理论 使用结构有限元分析软件 ANSYS 对车站结构在正 常使用阶段工况下进行内力计算 ANSYS 建模过程中采用梁单元来模拟主体结 构 利用弹簧单元模拟地基 根据计算出来的控制内力 绘制内力图并确定危 险截面 按照混凝土结构设计规范 采取偏心受压构件模式对主体结构进行配 筋计算 四 完成毕业设计 论文 所必须具备的工作条件及解决的办法四 完成毕业设计 论文 所必须具备的工作条件及解决的办法 必