某地下铁道车站与区间隧道衬砌结构施工图设计

湖南大学毕业设计第页某地下铁道车站与区间隧道衬砌结构施工图设计摘要地铁是地下铁道的简称。它是一种独立的轨道交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。本设计主要针对上海德平车站及其区间隧道进行结构设计。首先，对明挖工法的车站结构进行基坑开挖结构设计，设计中以地下连续墙加内支撑形式作为维护结构，采用水土合算的原则计算作用在围护结构上的荷载，并采用等值梁法求解内力。其次，对车站主体结构采用水土分算的原则计算作用在结构上的横向荷载，并根据使用阶段情况计算作用在结构上的竖向荷载，采用结构力学方法求解其内力。接着，对盾构隧道衬砌进行设计，采用弹性均质圆环法求解其内力，并对其进行了抗浮验算和抗震验算。最后，对地铁车站和区间隧道进行防水设计以及施工设计。关键词地铁车站，区间隧道，基坑支护，抗震设计湖南大学毕业设计第页CONSTRUCTIONPLANSOFASUBWAYSTATIONANDATUNNELLININGDESIGNABSTRACTTHESUBWAYISTHEBRIEFNAMEOFTHEUNDERGROUNDRAILWAYITISAKINDOFINDEPENDENCETRACKTRANSPORTATIONSYSTEM,BEINGFREEFROMTHEINFLUENCEOFROADCIRCUMSTANCEOFGROUND,CANACCORDINGTODESIGNOFNORMALMOVEMENTOFABILITY,THUSFAST,SAFETY,DELIVERTHEPASSENGERCOMFORTABLYTHESUBWAYEFFICIENCYISHIGH,FREEFROMPOLLUTION,CANCARRYOUTTHEREQUESTOFTHEBIGCARRYINGCAPACITY,HAVEGOODSOCIALPERFORMANCETHISDESIGNISMAINLYABOUTTHESTRUCTURALDESIGNSOFTHEDEPINGROADSUBWAYSTATIONANDTHEINTERVALTUNNELFIRSTLY,THESUBWAYSTATIONISCONSTRUCTEDWITHMINGWAMETHOD,SOITNEEDSPITSUPPORT,EXCAVATIONSUPPORTINGUSEDIAPHRAGMWALL,THEPRINCIPLEOFCOSTEFFECTIVEUSEOFLANDANDWATERINTERMSOFRETAININGSTRUCTUREONTHELOAD,WHENSOLVEITSINTERNALFORCESCANUSECONTINUOUSBEAMMETHODSECONDLY,USINGTHEPRINCIPLEOFLANDANDWATERPOINTSINTHECALCULATIONOFTHESTRUCTUREOFTHELOAD,ANDUSINGOFMECHANICALMETHODSTOSOLVEITSINTERNALFORCESTHIRDLY,THELININGOFTHESHIELDTUNNELDESIGNS,THEINTERNALFORCEOFTUNNELCALCULATIONADOPTAFLEXIBLEMEANSOFRINGANDCONSIDERINGANTIFLOATINGCHECKINGANDSEISMICCHECKINGFINALLY,GIVINGTHEWATERPROOFDESIGNSANDCONSTRUCTIONDESIGNSOFTHESUBWAYSTATIONANDTHERANGETUNNELKEYWORDSSUBWAYSTATIONINTERVALTUNNELPITSUPPORTSEISMICDESIGN湖南大学毕业设计第页目录1概述111工程概况112工程地质与水文地质条件1121地层特性1122岩土物理力学指标2123水文地质条件32地铁车站基坑支护421维护结构方案比选422维护结构设计计算4221围护结构示意图4222围护结构内力计算423地下连续墙配筋计算1024基坑稳定性分析1125车站端头井维护结构计算133地铁车站结构设计1531车站方案比选1532设计原则与标准15321设计原则15322设计标准1633结构框架尺寸16331结构尺寸拟定原则16332主要结构的尺寸拟定1734标准段结构所受的荷载计算17341作用在车站横向框架上的荷载标准值17342作用在车站横向框架上的荷载设计值1935标准段结构内力计算19湖南大学毕业设计第页36标准段结构配筋2137端头井段计算564地铁隧道设计5841设计条件5842设计原则5843计算断面的选择及计算5844接缝张量计算6645千斤顶作用下局部承压计算6646抗浮验算675抗震设计6851抗震设计原则6852地铁车站抗震设计6853地铁区间隧道抗震设计686防水设计7561地铁车站防水75611车站结构自防水75612变形缝、施工缝的防水处理7562盾构隧道防水767施工设计7871地下连续墙施工设计7872车站基坑开挖8273车站主体结构施工8374盾构隧道管片施工848结论85致谢86参考文献87附录88湖南大学毕业设计第1页1概述11工程概况本车站位于上海浦东新区德平路，所在地段属人口密集、商业经济和行政管理较为集中的区域，周围紧邻建筑，所剩空间及回旋余地极少。车站周围有大量的地下管线，分别为电话线、电缆、煤气及光缆，因此车站的设计与施工难度较大。本车站设计要求考虑车站与周围环境的相互影响，地面变形控制为一级。车站为地下标准乙级站。该车站标准段长度为192M，两端各设长度为156M的端头井；标准段总宽度为224M，端头井段总宽度为268M；该车站标准段为地下双层双柱三跨结构，根据建筑要求，站厅层净高465M,站台层净高43M，站台至轨道地板面164M，侧墙厚600MM，顶板厚800MM，楼板厚400MM，底板厚900MM，因此，标准段开挖深度为155M，端头井段开挖深度为171M；车站由东向西做2的坡度，车站建成后上面为道路。区间隧道为上海市德平车站XX车站区间圆形隧道。该隧道分为左右两线，相距约15M,隧道外径为62M,内径为55M，采用单层装配式钢筋混凝土衬砌，衬砌环宽为1M。圆形区间隧道最大纵坡度为30，穿越土层为灰色淤泥质粉质粘土，灰色淤泥质粘土。12工程地质与水文地质条件121地层特性上海地区位于长江三角洲前沿，面临东海，背靠苏南平原与杭嘉湖平原，北依长江，南濒杭州湾，大部分的浅土层都是比较典型的三角洲近海沉积物，一般由第四纪淤泥层组成，通称为上海软土。在地表下5060M深度范围内，主要是可塑到软可塑的软粘土，其下直到200250M深度的基岩表面，砂土和较硬的粘土层交替出现。上海软土具有一般软土所共有的特性，如高含水量、大孔隙比、高压缩性和低强度等。同时它的主要组成土层（淤泥质粘土和亚粘土）中常夹带众多的粉砂薄层，形成俗称的“千层饼”。上海软土的土层较厚，层理比较分明，虽然某些土层在一些地段缺失，但是仍显比较均匀且有一定规律性。根据钻孔勘察资料，地层分布如下表所示。湖南大学毕业设计第2页表11德平路车站钻孔地层特性表土层层号土层名称层厚（M）颜色湿度状态压缩性土层描述杂填土1530杂土质松散褐黄色灰黄色粉质粘土0516褐黄灰黄湿很湿可塑软塑中高含铁锰质结核1灰色淤泥质1029灰很湿流塑高夹薄层砂质粉2灰色砂质粉土1026灰很湿中夹薄层粘性土3灰色淤泥质粉质粘土2750灰很湿饱和流塑高夹薄层砂质粉土灰色淤泥质粘土6580灰饱和流塑高夹少量极薄层或团块状粉砂1灰色1535灰很湿软塑流塑高含有机质2灰色3552灰湿软塑中偏高高含有机质，1暗绿色粉质粘土1536暗绿稍湿湿可塑中含氧化铁斑点2草黄色粉质粘土2240草黄稍湿湿可塑中含氧化铁斑点1草黄色砂质粉土夹粉质粘土4956草黄饱和中偏低低夹薄层粉质粘土2草黄色粉砂95107草黄饱和低含云母，局部为砂质粉土灰色粉砂未钻穿灰色饱和可塑中含云母，具交错层理122岩土物理力学指标各土层的物理力学指标如表12所示湖南大学毕业设计第3页表12德平路车站钻孔物理实验结果基本物理指标稠度限度C平均深度含水量W重度饱和重度SAT孔隙比0E比重SD塑性指数PI液性指数LI土样名称（M）KN/M3KN/M3KPA0杂填土18184012褐黄灰黄色粉质粘土153718218610122731093133188灰色淤泥质粉质粘土10359176176127627313451608126灰色沙质粉土夹粉质粘土204649186188098927512601923266灰色淤泥质粉质粘土5045517017114232721814138972灰色淤泥质粘土75440517017114372731836140972灰色粘土203516181181113427393013915107灰色粉质粘土3525771881880970273147004112148暗绿色粉质粘土3023542032030710276144007812145草黄色粉质粘土302990193193083027014740541814草黄色砂质粉土夹粉质粘土50285619219508202731440080620草黄色粉砂1528961941940788269326灰色粉砂303919319308232703283123水文地质条件现场地下水属潜水型，主要受大气降雨及地表流补给。地下水位于自然地坪下07M左右，地下水未受污染，对混凝土无侵蚀湖南大学毕业设计第4页2地铁车站基坑支护21围护结构方案比选对于明挖法施工中维护结构的选择，应充分考虑地质条件的差异、维护结构的刚度以及对基坑防水的要求等确定。维护结构可分为排桩围护结构（钢板桩、挖孔装、钻孔桩、水泥土搅拌桩）、地下连续墙、土钉墙围护结构等。由于该地铁车站所在地段属人口密集、商业经济和行政管理较为集中的区域，周围紧邻建筑，所剩空间及回旋余地极少，且所受的侧向水土压力较大，而地下连续墙具有挡土、防水抗渗等多从功能，且施工时振动小、噪音低、对周围临近建筑物或构筑物影响小，且墙体刚度大，能够承受较大的侧压力，基坑开挖时，墙体变形小，周围地面沉降也少。结合也有的工程经验，综合比较后，围护结构采用地下连续墙。墙厚为800MM，入土深度为305M。22围护结构设计计算221围护结构示意图222维护结构内力计算1计算方法的选定对于墙后地下水位以下侧向压力的计算，砂性土采用水土分算，而对于粘性土的计算在工程界上存在争议，有人主张用水土合算，土采用饱和重度SAT，不计静水压力；有人主张水土分算，原因是1水土合算得出的主动水压力偏小，被动水压力偏大，2水土压力合算不能反应水位高低，3水土合算无法考虑土压力的渗流效应，4在浅层土的粘聚力较大的情况下，水土合算得出的土压力为零的深度即临界深度也很大，往往大于水位深度。他们认为0的情况，从理论上说是不成立的，因此主张0或很小的土可以采用水土合算，一般均应采用水土压力分算；也有部分人主张在施工阶段采用水土合算，使用阶段采用水土分算。地铁设计规范（GB501572003）规定使用阶段，无论砂性土还是粘性土，都用水土分算；施工阶段，对于渗透性系数较小的粘性土，可采用水土分算。笔者在计算时对于粘性土，采用水土合算。并考虑施工过程的影响。湖南大学毕业设计第5页图21维护结构示意图2计算参数开挖面以上的,C值按加权平均取。则01215815126126627257245106155M015181581329594582KPA155MC31807184081861517611882171517145176KN/M155M0689,0830,1451,1205AAPPKKKK被动土压力当计算被动土压力时考虑超固结被动土压力提高系数和墙面摩擦的被动土压力提高系数，取提高系数为12。3第一道横撑反力湖南大学毕业设计第6页当基坑开挖到20M时架设第一道横撑，当基坑开挖到60M时，在架设第二道横撑前，计算第一道横撑反力。地下连续墙墙顶的土压力20176070689282083087KPAAP主动土压力20176606892820835728KPAAP在60M以下深度为Z处20176617606892820830728121KPAAPZZ在Z60M处282120512237KPAPP在60M以下深度为Z处17614512821205PPZ（）12306Z237KPA土压力为零的点Z27M则内力计算简图如图22所示图22第一道横撑力计算图通过结构力学求解器可得出11607KN/MR4第二道横撑反力当第二道横撑架设后，基坑开挖到100M,在架设第三道横撑前，计算第一道和第二道横撑反力。主动土压力2017610068928208301214KPAAP在100M以下深度为Z处湖南大学毕业设计第7页176068912141214121KPAAPZZ在Z100M处282120512237KPAPP在100M以下深度为Z处17614512821205KPAPPZ（）12306Z237土压力为零的点Z53M根据有关经验上海隧道公司取反弯点于坑底3M处。日本有关资料取值较软弱土一般取30M40M处，本设计取反弯点位于坑底3M深处。则在Z13M处，,则内力计算简图如图23所示1577KPAAP1155PPKPA图23第一、二道横撑反力计算图通过计算得12182KN/M,5997KN/MRR5第三道横撑反力当第三道横撑架设后，基坑开挖到13M,在架设第四道横撑前，计算第一道、第二道和第三道横撑反力。本设计取反弯点位于坑底3M深处。主动土压力2017613068928208301578KPAAPZ16M处2017616068928208301942KPAAP被在Z13M处282120512237KPAPP在Z16M处176314512821205KPAPP（）121156则内力计算简图如图24所示湖南大学毕业设计第8页图24第一、二、三道横撑反力计算图通过计算得12385KN/M,168KN/M,801KN/MRRR6第四道横撑反力当第四道横撑架设后，基坑开挖到155M,计算第一道、第二道，第三道和第四道横撑反力。本设计取反弯点位于坑底3M深处。主动土压力20176155068928208301881KPAAPZ185M处20176185068928208302245KPAAP在Z155M处282120512237KPAPP在Z185M处176314512821205KPAPP（）121156则内力计算简图如图25所示图25第一、二、三、四道横撑反力计算图通过计算得123458KN/M,332KN/M,220KN/M,925KN/MRRRR7浇注底板后横撑反力考虑施工过程影响，在地板浇筑完成，当混凝土强度达到设计值的70后，拆除第四道和第三道横撑，开始楼板施工。此时计算围护结构的内力。湖南大学毕业设计第9页图26底板设置后第一、二道横撑反力计算图由结构力学求解器的处的支座反力为12336KN/M,6109KN/MRR8浇注楼板后横撑反力考虑施工过程影响，在楼板浇筑完成，当混凝土强度达到设计值的70后，拆除第二道和第一道横撑，开始楼板施工。此时计算围护结构的内力。图27楼板设置后维护结构内力图9基坑开挖面以下的围护结构内力基坑开挖面以下的地下连续墙的弯矩和剪力采用M法计算。更具根据上海市基坑工程设计规程，M取。地下连续墙厚800MM,混凝土为。34000KN/M30C377108067301000857610KNM12EI2155740001034200857610MBEI桩的换算入土深度0342155125H，按弹性桩计算,其中0042027KNM,Q7876KNM表21基坑开挖面以下维护结构内力ZZHHMAMB0MQA0MMBZM湖南大学毕业设计第10页0040104202742027059024019696099806124396419454737409631170440377390986172383524144577327547617506405293809586133434540287528096282340840645610913244077543838074235128329214072305085089456663357603519109064091440764980686944831452887003112531252618406848804988943255620966855194584643224053160320253357471345915121680376264035458017546223945737405779165877340193050075951219263191951125384102435400508100135432090556904566010711744000005000009003158003782400263123地下连续墙配筋计算通过考虑施工过程影响的计算，作用在维护结构上的最大弯矩为迎土面,开挖面MAX99869KNM/MMMAX43860KNM/MM通过计算，当底板浇筑完成，当拆除第四道和第三道横撑时，在底板顶面处剪力最大，作用在维护结构上的最大剪力为MAX6505KNM/MV截面弯矩设计值0125CMM（21）取010，则迎土面最大弯矩设计值12484KNM/MM开挖面最大弯矩设计值5483KNM/MM混凝土等级,采用级钢筋，30C2143N/MM,201N/MMCTKFF22300N/MMYYFF湖南大学毕业设计第11页522010N/MMES。迎土面配筋规范规定最小保护层厚度为70MM，则取80MMSA62201248510016841431000720SCMFBH11201856S1051050051309027S62012485106423MM30009027720SYSMAFH选用832,26432MMAS018560544B所以非少筋。开挖面配筋规范规定最小保护层厚度为50MM，则取60MMSA6220548310007001431000740SCMFBH11200726S1051050051309637S6205483102563MM30009637740SYSMAFH选用822，23041MMAS007260544B，所以非少筋。24基坑维护结构稳定性分析对于地下连续墙围护结构，基坑的稳定性主要是整体失稳、隆起失稳、管涌失稳等几方面的问题，对于有多到支撑的车站基坑围护结构，维护结构的入土深度一般按基坑抗隆起的稳定条件和防止管涌的稳定条件来确定，整体稳定性一般不需要验算。湖南大学毕业设计第12页1基坑抗隆起验算本设计采用同时考虑C、的抗隆起法图28基坑抗隆起计算示意图21QCLDNCNKHDQ22式中D墙体入土深度（M）H基坑开挖深度（M）C坑底土体的粘聚力（）2KN/MQ地面超载（）2KN/M1坑外地表至维护墙底，各层土天然重度的加权平均至（）3KN/M2坑底以下至维护墙底，各层土天然重度的加权平均值（）3KN/M地基承载力的系数,QNNC其中2015M,155M,6KN/M,20DHC131815182151761186217517751812188352033193319205305181KN/M321731812188352033193319205188KN/M1520TANTAN456402QNE湖南大学毕业设计第13页111484TANCQNN18815640614843312518130520LK满足要求。2抗管涌验算图29抗渗流计算示意图计算公式CSIKI满足要求。25车站端头井围护结构计算车站端头井段的计算步骤与标准段计算步骤相同，本设计限于篇幅，计算过程从略，只给出计算简图和最终计算结果。湖南大学毕业设计第14页图210端头井围护结构示意图迎土面最大弯矩设计值13285KNM/MM，选用93227238MMAS开挖面最大弯矩设计值6935KNM/MM，选用92223421MMAS湖南大学毕业设计第15页3地铁车站结构设计31车站结构方案比选地铁车站按照施工方法可分为明挖法施工的车站结构、盖挖法（包括盖挖顺做法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法）施工的车站结构、矿山法施工的车站结构和盾构法施工的车站结构。现阶段我国修建地铁车站多采用明挖法和盖挖法。明挖法施工，具有作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点，在地面交通和环境条件允许的条件下，可尽可能采用。当车站设在主干道上，而交通不能中断，且必须确保一定的二交通量要求时，可选用盖挖法。经综合比较后，此车站采用明挖法施工。车站标准段为186M224M，顶板地面埋深为25M，底板底面埋深为1519M。端头井段为156M266M，顶板地面埋深为25M，底板底面埋深为1679M。32设计原则与标准321设计原则地下车站的结构设计分施工和正常使用两个阶段。施工期的设计，要根据不同的工法和工况对稳定性以及施工对周边环境的影响进行分析。使用阶段的设计，必须进行强度、抗裂度或裂缝宽度的计算。1钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度，应根据结构类型、使用要求、所处环境条件、防水措施及耐久性等因素确定。2地震区的结构设计，应根据地震区所划的设防烈度、场地条件、结构类型和埋深等因素进行抗震设计，对接头等在结构上较弱的部位，应采取必要的构造措施，提高结构的整体抗震能力。3当地下结构从大型构筑物下穿过时，由于局部荷载较大，需进行空间分析。4结构的净空尺寸除满足建筑限界和建筑设计要求外，尚应考虑施工误差、测量误差、结构变形、沉降等因素予以确定，其值可根据地质条件、埋设深度、荷载、结构类型、施工方法等条件并参照类似工程的实测值加以确定。5深基坑工程设计应根据环境条件和基坑深度等确定合理的基坑保护等级，基坑支湖南大学毕业设计第16页护结构及其构件应满足强度和稳定、变形的要求。当采用降水措施时，应严格控制地表沉降量，以确保邻近建筑物和重要管线的正常使用，并根据安全等级提出监测要求。截水帷幕应控制不致因渗漏而引起水土流失。6结构计算模式的确定，应符合结构在施工和使用阶段的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用。7结构应根据施工环境类别，按设计使用年限为100年的要求进行耐久性设计。8地下车站在结构、地基、基础或荷载发生显著变化的部位，或因抗震要求必须设置变形缝时，应采取可靠的工程技术措施，确保变形缝两侧的结构不产生影响正常行车的差异沉降和轨道的曲率变化。9地下工程的防、排水应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线、因地制宜，综合治理”的原则。根据现行的地铁设计规范和地下工程防水技术规范的有关规定，确定合理的防水等级和防、排水措施。322设计标准1地下结构工程的安全等级为一级。2车站的基坑安全等级为一级。3结构设计应按最不利情况进行抗浮稳定验算。在不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数不得小于105。当适当考虑侧壁磨阻力时，其抗浮安全系数不得小于115。当结构抗浮不能满足要求时，应采取相应的工程措施。4一般环境中的地下车站普通钢筋混凝土结构，按荷载的标准组合并考虑长期作用影响时，最大裂缝宽度允许值为水中环境、土中缺氧环境、洞内干燥环境或洞内潮湿环境03MM；迎土面地表附近干湿交替环境02MM。5车站结构抗震设防烈度为7度，车站设防分类为乙类，即按8度采取抗震构造措施，抗震等级定为二级，以提高结构和接头处的整体抗震能力。6地下车站及地下人行通道，防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍。33结构框架尺寸331结构尺寸拟订的原则湖南大学毕业设计第17页1结构尺寸应满足车站使用功能的要求；2结构尺寸应满足结构各种状态下承载、变形要求；3结构尺寸应满足施工工艺的要求。332主要结构的尺寸拟订本车站为双层双柱三跨结构，本设计设计的是主要的两个截面即标准断面的截面和端头井断面，其结构尺寸如图31和图32所示图31标准段结构尺寸34标准段结构所受荷载计算341作用在车站横向框架上的荷载标准值本设计取使用阶段结构所受的荷载为控制荷载，分析结构内力。作用在车站横向框架上的荷载标准值1地面车辆荷载20KPAKQ车2覆土压力182545KPAKQ覆土湖南大学毕业设计第18页图32端头井段结构尺寸3顶板自重2510820KPAKG顶4楼板自重2510410KPAKG楼5楼厅层活载4KPAKQ楼活6楼层设备荷载10KPAKQ设备7墙重引起的基底反力25465594062143KPA74264062KG墙（）取墙、梁、柱引起的基地反力15KPAKG合8侧压力1在Z25M2018078088210075621808691810224KPAAKP2在Z1519M处7617657042078290881452411KPABKP9站台活载取5KPA，列车荷载及其冲击力为20KPA。在计算底板配筋时，底板上的人群荷载，列车荷载，地板自重与此产生的基底反力抵消，不计入。湖南大学毕业设计第19页342作用在车站横向框架上的荷载设计值按使用期间组合结构自重侧向水土压力覆土荷载地面超载人群荷载设备荷载地下铁道列车荷载。此车站设计使用年限为100年，安全等级为一级。结构重要性系数011取，永久荷载效应控制的永久荷载分项系数取135，可变荷载分项系数取14，框架结构组合系数取09；由可变荷载控的组合永久荷载分项系数取12，可变荷载分项系数取14。1顶板11113545200914101104KPAP（）2楼板211135101009144353KPAP（）3底板3110435311135151680KPAP4侧墙取荷载分项系数为12，则12224269KPAAP1224112893KPABP35标准段结构内力计算由于结构受力对称，可利用对称性，取结构一半来计算。利用清华大学研制的结构力学求解器来计算。其中，结构计算简图如图33所示。截面的几何性质1楼板706731008116000000KNEA731067310108853333KNM12EI2；2楼板70673100418000000KNEA73106731010410667KNM12EI23底板706731009118000000KNEA7310673101091215000KNM12EI24侧墙706731006112000000KNEA731067310106360000KNM12EI2湖南大学毕业设计第20页图33标准段受力与计算简图图34标准段弯矩图图35标准段轴力图湖南大学毕业设计第21页图35标准段剪力图由上面的图34、图35、图36可知标准断面的结构内力如表31所示表31标准段控制截面内力构件弯矩（KN/M）轴力（KN）尺寸（MM）顶板上缘564623131000800顶板下缘457523131000800楼板上缘347990091000400楼板下缘77690091000400底板上缘412787391000900底板下缘1020187391000900底板至楼板侧墙迎土面842164971000600底板至楼板侧墙背土面592164971000600楼板至顶板侧墙迎土面564547631000600楼板至顶板侧墙背土面047631000600柱1232080080036标准段结构配筋1车站顶板的配筋湖南大学毕业设计第22页截面尺寸1000800,50MMSSBHAA，计算长度069ML,80065735MM弯矩设计值，轴力设计值0H5646KNMM2313KNN,混凝土等C30,2143/CFNMM,，采用级钢筋，。2201N/MMTKF2300N/MMYYFF522010N/MMSE求偏心距0564510002441MM2313MEN附加偏心距（取20MM和1/30偏心方向截面最大尺寸中较大值）27MMAE初始偏心距。02468MMIAEEE求偏心距增大系数06986508LH所以偏心距增大系数应该修正计算偏心受压性质对截面曲率的修正系数10505143100080024710231300CFAN,所以取011，由于08615LH，由于对称配筋SSAA，YYFF，所以1010143100005573557808KNBCBNFH003,2313IEHNN满足要求。裂缝宽度验算先求出荷载标准组合下的轴力图图36荷载标准组合下标准段轴力图002441332055735EH根据混凝土结构设计规范（GB500102002）当55000HE时需验算裂缝宽度。由于069861408LH，所以偏心矩增大系数应该修正计算，则偏心受压性质对截面曲率的修正系数,10505143100040031710900900CFAN所以取011，由于0172515LH,所以构件长细比对截面曲率影响的系数,02115001115001172509775LH湖南大学毕业设计第25页则偏心距增大系数20120111400/ILEHH21691100977514004062/360041184判断大小偏心计算偏心距0118440624809MM03108MMIEH由于对称配筋,SSYYAAFF。所以1010143100005536028314KNBCBNFH由于003,9009IEHNN裂缝宽度验算003862107055360EH根据混凝土结构设计规范（GB500102002）当55000HE时需验算裂缝宽度。06917251404LH2000114000/LEHH21691069140003862/36004轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离040010693862405728MM22SSHEEA纵向受拉钢筋合力点至截面受压合力点的距离湖南大学毕业设计第26页22003600870120870123602961MM5728HZHE按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，31420015705051000400TEASBH按荷载效应的标准组合计算的轴向力82315KNKN，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力2823150572829611146N/MM31422961KSKNEZASZ裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数065065201111103739001571146TKTESKF受拉区纵向钢筋的等效直径20MMEQD，所以最大裂缝宽度TEEQSSKDCE0809112MAX51146202103739193000820100015700715MM02MM，所以偏心距增大系数应该修正计算，偏心受压性质对截面曲率的修正系数湖南大学毕业设计第27页10505143100090073610873900CFAN，取011，由于07714LH由于对称配筋,SSYYAAFF。所以1010143100005583565673KNBCBNFH由003,9009IEHNN裂缝宽度验算0011673140055835EH根据混凝土结构设计规范（GB500102002）当55000HE时需验算裂缝宽度，由069771409LH，所以取011，由于09914LH由于对称配筋,SSYYAAFF。所以1010143100005554042471KNBCBNFH由003,6497IEHNN裂缝宽度验算0013161244055540EH根据混凝土结构设计规范（GB500102002）当55000HE时需验算裂缝宽度，由湖南大学毕业设计第30页0594991406LH,所以非少筋。湖南大学毕业设计第32页2裂缝宽度验算荷载标准组合下的弯矩图图39荷载标准组合下车站标准段顶板梁弯矩图988300132050510001500TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩22512KNMKM,钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力62022512101818N/MM08708714409883KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数06506520111110556001321818TKTESKF最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离30MMC，受拉区纵向钢筋的等效直径,所以最大裂缝宽度22MMEQDTEEQSSKDCE0809112MAX51818222105551930008201000132020MM02MM所以裂缝满足要求。3边跨支座处截面622044784100151014310001440SCMFBH11201645S1051050164509178S湖南大学毕业设计第33页6204478410112951MM300091781440SYSMAFH选用3622采用双层配筋,2136836MMAS016450544B,所以非少筋。4边跨支座处裂缝宽度验算13683600182050510001500TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩30422KNMKM，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力62030422101775N/MM0870871440136836KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数06506520111110696001821775TKTESKF最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离30MMC，受拉区纵向钢筋的等效直径，所以最大裂缝宽度22MMEQDTEEQSSKDCE0809112MAX517752221069619300082010001820199MM02MM所以裂缝满足要求。5边跨斜截面受剪承载力计算3576582070432482V验算截面限制条件0144014441000HB截面尺寸符合要求。判断是否需要按计算配制箍筋湖南大学毕业设计第34页007071431000144014014KN32482KNCTVFBHV满足最小配箍率的要求。2第二跨计算1跨中配筋计算弯矩设计值，混凝土等级,采用级钢筋。13995KNMM30C622013995100050014310001440SCMFBH11200513S1051050051309744S620139951033247MM300097441440SYSMAFH选用1022,23801MMAS005130544B所以非少筋。2边跨支座处裂缝宽度验算380100051050510001500TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩9507KNMKM,钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋湖南大学毕业设计第35页的应力6209507101996N/MM08708714403801KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数065065201111101830202000511996TKTESKF，所以非少筋。2跨中裂缝宽度验算4941006588050510001500TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩1331KNMKM,钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的湖南大学毕业设计第36页应力6201331102150N/MM08708714404941KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数0650652011111017930202000662150TKTESKF所以非少筋。4支座处裂缝宽度验算9883001318050510001500TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩22816KNMKM，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋湖南大学毕业设计第37页的应力62022816101843N/MM08708714409883KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数065065201111105620013181843TKTESKF最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离30MMC，受拉区纵向钢筋的等效直径，所以最大裂缝宽度22MMEQDTEEQSSKDCE0809112MAX51843222105621930008201000131802MM02MM所以裂缝满足要求。5中间跨斜截面受剪承载力计算2954582070426262KNV验算截面限制条件0144014441000HB26262KNCCFBH截面尺寸符合要求判断是否需要按计算配制箍筋007071431000144014014KN满足最小配箍率的要求。6车站楼板梁的计算柱距为8M，梁承受两边各半跨板的力。永久荷载为111351010722506082317KPAP横（）11135，110914472399KPAP活考虑各种情况下的荷载最不利组合1活载满布图310楼板梁活载满布时弯矩图和剪力图21、3、5跨布活载图311楼板梁135跨布活载时弯矩图和剪力图32、4跨布活载图312楼板梁24跨布活载时弯矩图和剪力图湖南大学毕业设计第39页41、2、4跨布活载图313楼板梁124跨布活载时弯矩图和剪力图52、3、5跨布活载图314楼板梁235跨布活载时弯矩图和剪力图6第1跨布活载图315楼板梁第1跨布活载时弯矩图和剪力图7第2跨布活载图316楼板梁第2跨布活载时弯矩图和剪力图8中间跨布置活载湖南大学毕业设计第40页图317楼板梁中间跨布活载时弯矩图和剪力图1边跨配筋计算1边跨跨中配筋计算当1、3、5跨布活载时，弯矩设计值11403KNMM，混凝土等级C3,采用级钢筋。06220114031001082143800960SCMFBH11201149S1051050114909426S620114031042005MM30009426960SYSMAFH选用1620采用双层配筋,25027MMAS014750544B，所以非少筋。2裂缝宽度验算对应1、3、5跨布活载，荷载标准组合下的弯矩图图317荷载标准组合下135跨布活载弯矩图50270012605058001000TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩7777KNMKM，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力6207777101852N/MM0870879605027KSKMHAS湖南大学毕业设计第41页裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数06506520111110540001261852TKTESKF最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离30MMC，受拉区纵向钢筋的等效直径，所以最大裂缝宽度20MMEQDTEEQSSKDCE0809112MAX51852202105401930008201000126019MM02MM所以裂缝满足要求。3边跨支座处配筋计算当1、2、4跨布活载时，弯矩设计值15118KNMM，混凝土等级,采用级钢筋。30C6220151181001434143800960SCMFBH11201555S1051050155509223S620151181056915MM30009223960SYSMAFH选用2220，采用双层配筋，269124MMAS015550544B，所以非少筋。4裂缝宽度验算对应1、2、4跨布活载，荷载标准组合下的弯矩图图318荷载标准组合下124跨布活载弯矩图湖南大学毕业设计第42页691240017305058001000TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩10299KNMKM，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力62010299101784N/MM0870879606912KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数06506520111110677001731784TKTESKF最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离30MMC,受拉区纵向钢筋的等效直径,所以最大裂缝宽度20MMEQDTEEQSSKDCE0809112MAX51784202106771930008201000173019MM02MM所以裂缝满足要求。5边跨斜截面受剪承载力计算根据各种情况下的剪力图可知在1、2、4跨布活载时，边跨的剪力最大1187327160410787KNV验算截面限制条件096009641000HB截面尺寸符合要求。判断是否需要按计算配制箍筋007071438009607688KN10878KNCTVFBHV满足最小配箍率的要求。2第二跨计算1第二跨跨中配筋计算当2、4跨布活载时，弯矩设计值5584KNMM，混凝土等级,采用级钢筋。30C622055841000530143800960SCMFBH11200545S1051050054509728S6205584101993MM30009728960SYSMAFH选用820采用双层配筋,22514MMAS014750544B所以非少筋。2裂缝宽度验算对应2、4跨布活载，荷载标准组合下的弯矩图图319荷载标准组合下24跨布活载弯矩图25140006305058001000TEASBH湖南大学毕业设计第44页按荷载效应的标准组合计算的弯矩3839KNMKM，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力6203839101828N/MM0870879602514KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数065065201111100340202000631828TKTESKF所以非少筋。2裂缝宽度验算对应1、3、5跨布活载，荷载标准组合下的弯矩图图320荷载标准组合下125跨布活载弯矩图31420007905058001000TEASBH按荷载效应的标准组合计算的弯矩500KNMKM，钢筋混凝土构件受拉区纵向钢筋的应力620500101905N/MM0870879603142KSKMHAS裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数06506520111110232000791905TKTESKF最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离30MMC，受拉区纵向钢筋的等效直径，所以最大裂缝宽度20MMEQDTEEQSSKDCE0809112MAX51905202102321930008201000079，012MM02MM所以裂缝满足要求。3中跨支座配筋计算当2、3、5跨布活载时，弯矩设计值11784KNMM，混凝土等级,采用级钢筋。30C6220117841001118143800960SCMFBH11201189S湖南大学毕业设计第46页1051050118909406S62011784104350MM30009406960SYSMAFH选用1620采用双层配筋，25027MM