第四章地鐵與輕軌交通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)一般規(guī)定第二節(jié)地鐵車(chē)站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四節(jié)輕軌交通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五節(jié)地鐵設(shè)計(jì)實(shí)例第六節(jié)輕軌高架橋車(chē)站設(shè)計(jì)實(shí)例第一節(jié)一般規(guī)定一﹑地下結(jié)構(gòu)二﹑高架結(jié)構(gòu)一﹑地下結(jié)構(gòu)（地鐵車(chē)站﹑隧道等）⒈設(shè)計(jì)方法⑴受力明確并具備條件的宜按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；⑵荷載不甚明確或尚不具備條件的可按破損階段或容許應(yīng)力法；⑶V級(jí)及以下的圍巖中用礦山法施工的區(qū)間深埋隧道可采用工程類(lèi)比法。⒉地質(zhì)勘察資料針對(duì)不同的施工方法進(jìn)行相應(yīng)的地質(zhì)勘查，提出較完備的地質(zhì)資料。⒊強(qiáng)度﹑剛度和穩(wěn)定性的要求⑴對(duì)不同的工況進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，必要時(shí)進(jìn)行剛度和穩(wěn)定性計(jì)算；⑵混凝土結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮抗裂驗(yàn)算或裂縫寬度驗(yàn)算；⑶凍融環(huán)境或浸蝕性氣體液體包圍的結(jié)構(gòu)其最大允許值應(yīng)視具體情況而定；⑷一般環(huán)境下下的結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度允許值按表4-1控制。結(jié)構(gòu)類(lèi)型允許值(mm)附注鋼筋混凝土管片0.2其他結(jié)構(gòu)水中環(huán)境、土中缺氧環(huán)境0.3洞內(nèi)干燥環(huán)境或洞內(nèi)潮濕環(huán)境0.4環(huán)境相對(duì)濕度為45%~80%迎土面地表附近干濕交替環(huán)境0.5最大計(jì)算裂縫寬度允許值表4-1⒋工程材料⑴一般采用混凝土及鋼筋混凝土材料，必要時(shí)采用金屬材料，高分子聚合物等；⑵考慮結(jié)構(gòu)類(lèi)型﹑受力條件﹑使用要求﹑可靠性﹑耐久性和經(jīng)濟(jì)性；⑶配筋大多數(shù)由裂縫控制，HRB400或HRB335級(jí)鋼筋，C25噴射混凝土；⑷一般環(huán)境下混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不得低于表4-2規(guī)定。明挖法整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)C30裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)C30作為永久結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁C30盾構(gòu)法裝配式鋼筋混凝土管計(jì)C50整體式鋼筋混凝土襯砌C30礦山法噴射混凝土襯砌C20現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土襯砌C30沉管法鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)C30預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)C40頂進(jìn)法鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)C30地下結(jié)構(gòu)混凝土的最低設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)表4-2⒌構(gòu)造要求⑴伸縮縫、施工縫和沉降縫①地下墻裂縫：間距8～10m﹑1.5～2.0m﹑0.2～1.0m；②技術(shù)措施：1)設(shè)置伸縮縫﹑誘導(dǎo)縫和施工縫；2)設(shè)置后澆帶或控制分段澆注的長(zhǎng)度；3)合理選擇水泥品種的標(biāo)號(hào)；4)控制混凝土入模溫度，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和洞口的遮擋；5)及時(shí)回填，保證地下結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度不出現(xiàn)急劇變化。(2)鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度①受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不得小于鋼筋公稱(chēng)直徑，且在一般環(huán)境下應(yīng)符合表4-3規(guī)定；②箍筋﹑分布筋和構(gòu)造筋的混凝土保護(hù)厚度不得小于20mm。結(jié)構(gòu)類(lèi)型地地下下連續(xù)墻灌注樁明挖結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土礦山法施工的結(jié)構(gòu)頂板樓板底板初期支護(hù)或噴錨襯砌二次襯砌外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)保護(hù)層厚度70707050403050404030404035受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度表4-3(3)配筋率①分布筋用Ⅰ級(jí)鋼筋時(shí)不宜低于0.3%；②用Ⅱ級(jí)鋼筋時(shí)不宜低于0.2%，同時(shí)分布鋼筋的間距也不宜大于150mm；③當(dāng)受拉主筋的混凝土保護(hù)層厚度大于或等于40mm時(shí)，分布鋼筋宜配置在受力筋的外側(cè)；④隔墻和承重墻等應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)，輕質(zhì)隔墻應(yīng)與主體連接。二﹑高架結(jié)構(gòu)⒈設(shè)計(jì)計(jì)算方法⑴“高架結(jié)構(gòu)”包括車(chē)站之間區(qū)間高架橋及高架車(chē)站；⑵列車(chē)荷載就荷載集度遠(yuǎn)小于鐵路列車(chē)活載，就作用方式特別是水平力作用方式等于鐵路列車(chē)活載接近；⑶區(qū)間高架結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，必須滿足耐久性﹑列車(chē)安全運(yùn)行和乘客舒適度的要求；⑷高架橋的上部結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。⒉豎向饒度要求

鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋跨結(jié)構(gòu)在列車(chē)靜活荷載作用下其豎向撓度不應(yīng)超過(guò)表4-4規(guī)定的容許值?？缍葥隙热菰S值L≤30mL/2000L>30mL/1500梁式橋跨結(jié)構(gòu)豎向饒度容許值表4-4⒊橫向變形剛度的要求⑴多跨梁構(gòu)成的長(zhǎng)大橋梁，速度80~100km/h，行車(chē)密度；⑵大梁橫向剛度限值采用橫向自振頻率控制；⑶梁式橋跨結(jié)構(gòu)的橫向自振頻率應(yīng)不小于90/L，Ｌ為橋梁的跨度。⒋高架橋墩的縱向剛度規(guī)定⑴無(wú)縫線路，無(wú)渣軌道結(jié)構(gòu)，鋼軌附加應(yīng)力；⑵采用無(wú)縫線路的區(qū)間簡(jiǎn)支梁高架結(jié)構(gòu)橋墩墩頂縱向水平線剛度應(yīng)滿足表4-5的要求。單橋梁橋墩取上表值的1/2。⑶高架結(jié)構(gòu)墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降應(yīng)按恒載作用計(jì)算。⑷對(duì)外靜定機(jī)構(gòu)，其總沉降量與施工期間沉降量的差不應(yīng)超過(guò)下列允許值：①墩臺(tái)均勻沉降量：50mm;②相鄰墩臺(tái)沉降量的差：20mm；③對(duì)外靜不定結(jié)構(gòu)，其相鄰墩臺(tái)不均勻沉降量之差的容許值還應(yīng)根據(jù)沉降對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加影響來(lái)確定?？缍萀(m)最小水平剛度(kN/m)附注L≤20240不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器20＜L≤30m320不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器30＜L≤40m400不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器

橋墩墩頂縱向水平線剛度表4-5第二節(jié)地鐵車(chē)站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)二、地鐵車(chē)站的結(jié)構(gòu)形式三、地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算與設(shè)計(jì)四、地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)一、地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⑴地鐵車(chē)站應(yīng)根據(jù)車(chē)站規(guī)模﹑運(yùn)行要求﹑地面環(huán)境﹑地質(zhì)﹑技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等條件選用合理的結(jié)構(gòu)形式和施工方法；⑵結(jié)構(gòu)凈空尺寸應(yīng)滿足建筑﹑設(shè)備﹑使用以及施工工藝等要求，還要考慮施工誤差﹑結(jié)構(gòu)變形和后期沉降的影響。⒈明挖法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)⑴適應(yīng)性強(qiáng)，可以靈活布置車(chē)站的平面及縱斷面；⑵可較好的利用地下空間；⑶尤其適用于客流量大的車(chē)站﹑換乘站以及需要考慮城市地下、地上空間綜合開(kāi)發(fā)利用的車(chē)站；⑷一般情況下淺埋地鐵以明挖車(chē)站為主。⒉蓋挖法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)⑴分為蓋挖順作法半逆作法和逆作法；⑵在交通繁忙得地段修建地鐵，尤其是修建有綜合功能要求的車(chē)站，或需要嚴(yán)格控制基坑開(kāi)挖引起的地面沉降時(shí)，則可采用蓋挖法施工。⒊暗挖法施工的車(chē)站隧道和折返線等大斷面隧道⑴廣為采用的暗挖法有礦山法﹑盾構(gòu)法﹑頂管法；⑵礦山法不適用于飽和軟粘土，采用礦山法需注意：①在第四系中用新奧法時(shí)需與明蓋挖方案進(jìn)行論證②礦山法車(chē)站施工難度大安全性差造價(jià)高工期長(zhǎng)，適用效果和營(yíng)運(yùn)質(zhì)量不如其他方法。③礦山法可用于采用明﹑蓋挖施工非常不經(jīng)濟(jì)的地鐵中間站。⒋盾構(gòu)法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)⑴其特點(diǎn)是地層掘進(jìn)出土運(yùn)輸襯砌拼裝等作業(yè)都在盾尾保護(hù)下進(jìn)行，需隨時(shí)排除地下水和控制地面沉降，技術(shù)要求高，綜合性強(qiáng)；⑵可用于各類(lèi)軟土地層和軟巖地層中掘進(jìn)隧道，尤其適用于市內(nèi)地鐵和水底隧道的掘進(jìn)；⑶優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境影響小，施工速度快，自動(dòng)化程度高等；⑷缺點(diǎn)是造價(jià)高，地表沉降控制較難施作小半徑隧道時(shí)較困難。二﹑地鐵車(chē)站的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)形式⑴矩形框架結(jié)構(gòu)①有單層﹑雙層﹑單跨﹑雙跨﹑雙層多跨（圖4-1）等形式。②側(cè)式車(chē)站采用雙跨結(jié)構(gòu)；③島式車(chē)站采用三跨結(jié)構(gòu)，有時(shí)也用單跨結(jié)構(gòu)；④有時(shí)可用上﹑下線重疊結(jié)構(gòu)。圖4-1上海地鐵徐家匯(與下立交隧道合建，尺寸單位mm)⑵拱形結(jié)構(gòu)

常用于站臺(tái)寬度較窄的單跨單層或單跨雙層車(chē)站⑶整體式結(jié)構(gòu)與裝配式結(jié)構(gòu)①現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)具有防水性和抗震性能好，能適應(yīng)結(jié)構(gòu)體系的變化等優(yōu)點(diǎn)；②裝配式結(jié)構(gòu)施工速度快，但接頭防水較薄弱，新發(fā)展的部分裝配式結(jié)構(gòu)。⒉蓋挖法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)形式⑴蓋挖法多采用矩形框架結(jié)構(gòu)（圖4-2）；⑵蓋挖車(chē)站一般均采用與圍護(hù)墻結(jié)合的現(xiàn)澆的成型方法；⑶軟土地區(qū)車(chē)站采用地下墻或鉆孔樁作圍護(hù)結(jié)構(gòu)。分單雙層墻兩種結(jié)構(gòu)。圖4-2北京地鐵永安里站(尺寸單位：mm)⒊礦山法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)形式⑴斷面形式應(yīng)根據(jù)圍巖條件使用要求施工工藝及開(kāi)挖斷面的尺寸等從結(jié)構(gòu)受力圍巖穩(wěn)定及環(huán)境保護(hù)等方面綜合考慮確定；⑵宜采用連接圓順的馬蹄形斷面；⑶圍巖條件較好時(shí)采用拱形與直墻或曲墻組合的形狀，軟巖及砂土地層應(yīng)設(shè)仰拱或受力平板底；⑷硬巖中設(shè)200mm的鋪底作整體道床的基礎(chǔ)；⑸特殊困難條件下可采用平頂式結(jié)構(gòu)。1)單拱車(chē)站隧道⑴該結(jié)構(gòu)形式在巖石地層中采用較多；⑵施工難度大﹑技術(shù)措施復(fù)雜﹑造價(jià)高（圖4-3）。圖4-3日本橫濱地鐵三澤下街車(chē)站⑵設(shè)有橫向聯(lián)絡(luò)通道，兩主隧道的凈距不小于一倍主隧道寬度；⑶雙拱立柱式早期用于石質(zhì)較好的地層中，近年來(lái)被單拱車(chē)站取代。2)雙拱車(chē)站隧道⑴基本形式：雙拱塔柱式和雙拱立柱式(圖4-4)；圖4-4雙拱立柱式車(chē)站實(shí)例3)三拱車(chē)站隧道⑴亦有塔柱式和立柱式兩種基本形式；⑵土層中大多采用三拱立柱式車(chē)站（圖4-5）。圖4-5三拱立柱式車(chē)站實(shí)例⒋盾構(gòu)法施工的車(chē)站結(jié)構(gòu)形式1)由兩個(gè)并列的圓形隧道組成的側(cè)式站臺(tái)車(chē)站⑴圖4-6，每個(gè)隧道內(nèi)設(shè)一組軌道和一個(gè)站臺(tái)；⑵車(chē)站隧道的內(nèi)徑主要取決于側(cè)站臺(tái)寬度﹑車(chē)輛限界及列車(chē)牽引受電方式；⑶總寬度較窄可設(shè)在道路之下，用于客流量較小的車(chē)站；⑷技術(shù)難點(diǎn)在于橫通道的設(shè)計(jì)與施工。圖4-6東京永田町車(chē)站2)由三個(gè)并列的圓形隧道組成的三拱塔柱式車(chē)站⑴圖4-7，兩側(cè)為行車(chē)隧道，在其內(nèi)設(shè)站臺(tái)，中間隧道為集散廳，用橫通道連成一個(gè)整體；⑵總寬度較大，28～30m，用于中等客流量車(chē)站。圖4－7基輔地鐵三拱塔柱式車(chē)站3)立柱式車(chē)站⑴傳統(tǒng)立柱型車(chē)站為三跨結(jié)構(gòu)，眼鏡型車(chē)站，典型的島式車(chē)站（圖4-8），站臺(tái)寬度≥10m,站臺(tái)邊至立柱外側(cè)≥2m；⑵傳統(tǒng)型立柱車(chē)站施工工序多，難度大，造價(jià)高，總寬度窄，20m左右；⑶“多圓型盾構(gòu)”，盾構(gòu)車(chē)站，球墨鑄鐵管片組成的裝配式襯砌。圖4-8莫斯科地鐵三拱立柱式車(chē)站(尺寸單位：mm)圖4-8圣彼得堡地鐵三拱立柱式車(chē)站(尺寸單位：mm)⒌換乘站的隧道襯砌結(jié)構(gòu)形式

⑴換乘方式按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：①在兩個(gè)或幾個(gè)單獨(dú)設(shè)置車(chē)站之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道等換乘設(shè)施；

②修建兩條或多條線路使用的聯(lián)合換乘站；

③在兩個(gè)相交車(chē)站的局部，修建公共換乘結(jié)點(diǎn)。

⑵按線路在車(chē)站內(nèi)的位置，后兩種又分為：①兩條線路設(shè)于同一水平上的車(chē)站；②兩條線路設(shè)于不同水平上的重疊式車(chē)站：

③兩條線路設(shè)于同一水平上的交叉式車(chē)站；⑶重疊式車(chē)站的站臺(tái)形式：①上層側(cè)式，下層兩側(cè)式間作共享通道；②上下層均為側(cè)式站臺(tái)；③上下層均為島式站臺(tái)。⒍地鐵車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)⑴一般采用地下墻﹑鉆孔灌注樁﹑人工挖孔樁及SMW工法作圍護(hù)結(jié)構(gòu)；⑵地下墻可作主體側(cè)墻的一部分，或只作圍護(hù)結(jié)構(gòu)；⑶單層側(cè)墻，錐螺紋鋼筋連接器，雙層側(cè)墻。三﹑地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算與設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)選型，荷載計(jì)算，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)襯設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)樓板和梁設(shè)計(jì)，抗浮設(shè)計(jì)，出入口通道設(shè)計(jì)、風(fēng)道設(shè)計(jì)等，另外還包括端頭井設(shè)計(jì)，車(chē)站縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防雜散電流設(shè)計(jì)，防水設(shè)計(jì)和人防設(shè)計(jì)等。⒈地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)靜﹑動(dòng)力工作特性⑴進(jìn)行地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的靜﹑動(dòng)力計(jì)算時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)與地層的共同作用；⑵一般采用結(jié)構(gòu)計(jì)算﹑經(jīng)驗(yàn)判斷和實(shí)測(cè)相結(jié)合的信息化設(shè)計(jì)方法；⑶設(shè)計(jì)模型隨結(jié)構(gòu)形式和施工方法而異；⑷軟土中的淺埋車(chē)站常用荷載－結(jié)構(gòu)模型；⑸深埋或淺埋的巖層中的車(chē)站采用連續(xù)介質(zhì)模型（地層－荷載模型），包括解析法和數(shù)值法。⒉作用在地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)上的荷載⑴分為永久荷載﹑可變荷載和偶然荷載，計(jì)算時(shí)取最不利組合；⑵永久荷載包括地層壓力、結(jié)構(gòu)自重、車(chē)站結(jié)構(gòu)上部或破壞棱柱體內(nèi)的設(shè)施及建筑物基底附加應(yīng)力、靜水壓力（含浮力）、混凝土收縮和徐變影響力，預(yù)加應(yīng)力、設(shè)備自重和地基下沉影響；⑶可變荷載包括地面車(chē)輛荷載（包括沖擊力）和它所引起的側(cè)向土壓力、地鐵車(chē)輛荷載（包括沖擊力、搖擺力、離心力）以及人群荷載等，還包括其他可變荷載，如：溫度變化、施工荷載等；⑷偶然荷載包括地震力，爆炸力沉船等。1)地層壓力⑴深埋巖石車(chē)站結(jié)構(gòu)在荷載結(jié)構(gòu)模型中，主要承擔(dān)由于巖石松動(dòng)、坍塌而產(chǎn)生的豎向和側(cè)向主動(dòng)土壓力，僅僅是車(chē)站隧道周?chē)骋环秶ㄌ烊还盎蚍Q(chēng)承載拱）內(nèi)巖體的重量，與車(chē)站隧道埋深無(wú)直接關(guān)系。⑵土質(zhì)車(chē)站結(jié)構(gòu)一般按照計(jì)算截面以上全部土柱重量計(jì)算；深埋暗挖隧道或覆蓋厚度大于（2.0D～2.5D）的砂性土層中的暗挖隧道，其豎向均布土壓力可按照太沙基公式或普氏公式計(jì)算。側(cè)壓力按照主動(dòng)、被動(dòng)或靜止土壓力公式計(jì)算。2)靜水壓力⑴靜水壓力對(duì)不同的地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的荷載效應(yīng)，如圓形結(jié)構(gòu)，矩形結(jié)構(gòu)；⑵一般說(shuō)來(lái)，粘土地層（含粉質(zhì)粘土）施工階段水土合算，使用階段水土分算；砂土地層（含粘質(zhì)粉土）在施工和使用階段均采用水土分算；⑶水土合算時(shí)，地下水位以上的土采用天然容重γ，地下水位以下的土采用飽和容重γs計(jì)算土壓力，不計(jì)算靜水壓力；⑷水土分算時(shí)，地下水位以上的土采用天然容重γ，地下水位以下的土采用有效容重γ’計(jì)算土壓力，另外再計(jì)算水壓力。3)地面車(chē)輛荷載⑴一般將地面車(chē)輛荷載簡(jiǎn)化為均布荷載；⑵當(dāng)覆蓋層厚度較小時(shí)，兩輪壓擴(kuò)散線不相交時(shí)可按局部均布?jí)毫τ?jì)算；⑶在道路下方的淺埋暗挖隧道，地面車(chē)輛荷載可按10kPa均布荷載取值，并不計(jì)沖擊力的影響。⑷當(dāng)無(wú)覆蓋層時(shí)，應(yīng)按集中力考慮；⑸對(duì)車(chē)站頂板通過(guò)覆土層擴(kuò)散由空間結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)力，或?qū)⒌孛孑唹恨D(zhuǎn)換為與此效應(yīng)相同的等效荷載；⑹對(duì)底版地面輪壓引起的反向荷載比頂板上的地面荷載小。單個(gè)輪壓傳遞的豎向壓力：兩個(gè)以上輪壓傳遞的豎向壓力：(4-1)(4-2)式中：p0z——地面車(chē)輛輪壓傳遞到計(jì)算深度Z處的豎向壓力；

P0——車(chē)輛單個(gè)輪壓；

a﹑b——地面單個(gè)輪壓的分布長(zhǎng)度和寬度；

di——地面相鄰兩個(gè)輪壓的凈距；

n——輪壓的數(shù)量；

μ0——車(chē)輛荷載的動(dòng)力系數(shù)。式中：p0x——地面車(chē)輛輪壓傳遞到計(jì)算深度Z處的側(cè)壓力；

p0z——地面車(chē)輛輪壓傳遞到計(jì)算深度Z處的豎向壓力；

λa——水平向側(cè)壓力系數(shù)。地面車(chē)輛荷載傳遞到地下結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力，可按下式計(jì)算：(4-3)4)地震荷載⑴地震對(duì)地鐵車(chē)站的影響可分為剪切錯(cuò)位和振動(dòng)。車(chē)站結(jié)構(gòu)無(wú)法抵抗剪切錯(cuò)位；⑵松軟地層中進(jìn)行地震響應(yīng)分析和動(dòng)力模型試驗(yàn)，一般結(jié)構(gòu)采用實(shí)用方法，即靜力法或擬靜力法；⑶襯砌結(jié)構(gòu)橫截面的抗震設(shè)計(jì)和抗震穩(wěn)定性驗(yàn)算中采用地震系數(shù)法（慣性力法），即靜力法；⑷驗(yàn)算襯砌結(jié)構(gòu)沿縱向方向的應(yīng)力和變形采用地層位移法，即擬靜力法；⑸垂直地震荷載通常只在驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的抗浮能力時(shí)才考慮；⑹水平地震荷載可分為垂直和平行隧道縱軸兩個(gè)方向計(jì)算。5)其他荷載⑴車(chē)站上面的覆土荷載⑵施工階段地表施工機(jī)具荷載⑶車(chē)站上方和破壞棱柱體內(nèi)的設(shè)備和建筑物壓力⑷內(nèi)部人群荷載⑸內(nèi)部設(shè)備荷載⑹地鐵車(chē)輛荷載⒊地鐵車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)入土深度計(jì)算（基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算）⑴入土深度可按基坑抗隆起的穩(wěn)定條件和防止管涌的穩(wěn)定條件來(lái)確定；⑵基坑抗隆起驗(yàn)算時(shí)一般采用以最下一道支撐與圍護(hù)墻的交點(diǎn)為滑弧中心﹑維護(hù)墻底面為滑裂圓弧的分層計(jì)算方法；⑶安全系數(shù)一般為1.5～2.0，亦可參考工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合考慮確定。式中：hw——維護(hù)墻體內(nèi)外面的水頭差；

L——產(chǎn)生水頭損失的最短流線長(zhǎng)度；

ic——極限動(dòng)水坡度；

I——?jiǎng)铀露龋?/p>

Gs——土顆粒密度；

e——土的空隙比。⑷防止管涌的驗(yàn)算一般采用動(dòng)水坡度小于極限動(dòng)水坡度的方法，即(4-4)2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算對(duì)于明挖順作法施工的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)基坑分層開(kāi)挖﹑回筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工階段和完成后的使用階段等不同工況進(jìn)行計(jì)算，最終配筋按各階段的內(nèi)力包絡(luò)圖提取。⒋內(nèi)襯側(cè)墻計(jì)算⑴當(dāng)采用單層墻結(jié)構(gòu)時(shí)，各階段的最不利荷載全部由地下墻承受；⑵當(dāng)采用雙層墻結(jié)構(gòu)時(shí)，基坑開(kāi)挖階段荷載全部由地下墻承受，內(nèi)部結(jié)構(gòu)回筑后與地下墻按疊合墻計(jì)算；⑶內(nèi)襯墻配筋：一般外側(cè)面僅在地下墻幅間接縫兩側(cè)各1米范圍內(nèi)設(shè)置構(gòu)造鋼筋網(wǎng)；內(nèi)側(cè)面按照設(shè)計(jì)要求配筋，截面計(jì)算時(shí)應(yīng)將地下墻與內(nèi)襯墻視為整體；⑷上海地鐵建議允許的抗剪強(qiáng)度取0.7MPa。⒌地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)計(jì)算1)明挖順作法修建的多層多跨矩形框架結(jié)構(gòu)要按兩種方法進(jìn)行驗(yàn)算：⑴按車(chē)站的結(jié)構(gòu)形式、剛度、支承條件、荷載情況和施工方法，模擬分步開(kāi)挖、回筑和使用階段不同的受力狀況，考慮結(jié)構(gòu)體系受力的連續(xù)性，用疊加法或總和法計(jì)算；⑵將其視為一次整體受力的彈性地基上的框架進(jìn)行內(nèi)力分析。2)車(chē)站按底板支承在彈性地基上的平面框架進(jìn)行分析時(shí)，一般以水平彈簧模擬地層對(duì)側(cè)墻的水平位移的約束作用，以豎向彈簧模擬地層對(duì)底板、側(cè)墻底部的豎向位移的約束作用。

3)框架結(jié)構(gòu)基底反力可以采用兩種計(jì)算方法：⑴假設(shè)結(jié)構(gòu)是剛性體，則基底反力的大小和分布可根據(jù)靜力平衡條件求得；⑵假設(shè)結(jié)構(gòu)為溫克爾地基上的矩形框架，則根據(jù)地基變形計(jì)算基底每一點(diǎn)的反力。4)在頂、樓板的橫向框架內(nèi)力計(jì)算中，要考慮因縱梁剛度不足（當(dāng)跨度較大、截面高度較小時(shí)）、跨中撓度較大所產(chǎn)生的橫向板帶正負(fù)彎矩在縱向分布的不均勻性。5)各層板與地下墻的連接處，如不采用鋼筋接駁器而采用預(yù)埋剪力筋，應(yīng)將預(yù)埋在地下墻中的插筋調(diào)直，使它能承受負(fù)彎矩。在板的橫向內(nèi)力計(jì)算中把這部分插筋計(jì)人，以減小跨中正彎矩。6)頂板一般按純彎計(jì)算；中樓板、底板截面配筋計(jì)算時(shí)，可考慮對(duì)稱(chēng)的側(cè)向土壓力對(duì)板產(chǎn)生的軸向壓力按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。7)對(duì)框架結(jié)構(gòu)的隅角部分和梁柱交叉節(jié)點(diǎn)處，配筋時(shí)要考慮側(cè)墻寬度的影響。8)當(dāng)沿車(chē)站縱向的覆土厚度、上部建筑物荷載、內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式變化較大時(shí)，或基底地層有顯著差異時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)縱向受力分析。四﹑地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)⒈明挖法施工的車(chē)站1)頂板和樓板可采用單向板、井字梁式板、無(wú)梁板或密肋板等形式。2)底板基本上都采用以縱梁和側(cè)墻為支撐的梁式板結(jié)構(gòu)。3)立柱⑴明挖法車(chē)站的立柱一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。⑵按照常規(guī)荷載設(shè)計(jì)的地鐵車(chē)站站臺(tái)區(qū)的柱距一般取6～8m。⑶當(dāng)柱的設(shè)計(jì)荷載很大時(shí)，可采用鋼管混凝土柱或勁性鋼筋高強(qiáng)度混凝土柱。4)側(cè)墻：⑴采用放坡開(kāi)挖或工字鋼樁、鋼板樁作基坑臨時(shí)護(hù)壁時(shí)，側(cè)墻多采用以頂?shù)装寮皹前鍨橹蔚膯蜗虬?；⑵采用地下墻或鉆孔灌注樁護(hù)壁時(shí)，利用他們作主體側(cè)墻的一部分或全部。⑶側(cè)壁支護(hù)與內(nèi)襯墻之間構(gòu)造視傳力方式不同，有三種處理方式：?jiǎn)我粔κ浇Y(jié)構(gòu)﹑復(fù)合墻式結(jié)構(gòu)﹑疊合墻式結(jié)構(gòu)。⑷連續(xù)墻作為側(cè)墻一部分時(shí)，水平構(gòu)件連接方案：①在連續(xù)墻內(nèi)預(yù)埋彎起鋼筋，與水平構(gòu)件的主筋焊接；②預(yù)埋接駁器與水平構(gòu)件的主筋連接。⒉蓋挖法施工的車(chē)站1)基本要求傳力可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單在蓋挖逆作特定的施工工藝條件下可以操作，不影響后續(xù)工序的操作。2)關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)

⑴側(cè)墻與頂板、底板和樓板等水平構(gòu)件的連接

⑵后澆梁與中間柱連接

⑶中間柱與基礎(chǔ)連接3)側(cè)墻與頂板等水平構(gòu)件的連接

⑴地下墻時(shí)，采用鋼筋接駁器；

⑵鉆孔灌注樁采用混凝土圈梁；

⑶防水層時(shí)作特殊處理。4)后澆梁與中間柱連接一般可在中間柱兩側(cè)布置連續(xù)雙梁，由連續(xù)雙梁受結(jié)點(diǎn)彎矩，剪力則由焊接或鉚接在中間柱上的牛腿傳給立柱⑴后澆梁與鋼管柱的連接⑵梁與H鋼柱的連接5)中間柱與基礎(chǔ)的連接中間柱應(yīng)鉚固在柱基混凝土內(nèi)，連接方式有：⑴H型鋼與鋼管樁的連接

C40級(jí)混凝土內(nèi)，定位偏差＜20mm，垂直度偏差≤1/500⑵鋼管柱與灌注樁的連接①樁﹑柱混凝土的澆注鋼；②管柱的錨固。第三節(jié)地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、地鐵區(qū)間隧道選型的原則和特點(diǎn)二、地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式三、地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法五、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一﹑地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)選型的原則和特點(diǎn)⒈原則⑴區(qū)間隧道即連接兩個(gè)車(chē)站之間的隧道；⑵區(qū)間隧道的走向和埋深，受到工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面和地下環(huán)境影響，施工方法等因素制約，直接關(guān)系到造價(jià)的高低和施工的難易；⑶地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)包括：行車(chē)隧道、渡線、折返線、地下存車(chē)線、聯(lián)絡(luò)線以及其它附屬建筑物；⑷地鐵區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)與構(gòu)造主要取決于隧道的用途、沿線地形、地物、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、施工方法、環(huán)境要求、維修管理、工期要求以及投資高低等因素。⒉礦山法隧道的特點(diǎn)⑴大多埋置于第四系的疏散或含水地層中，在施工過(guò)程中通常需要采取一定的輔助措施，地下水是威脅隧道安全的主要因素；⑵除穩(wěn)定巖石地層中的區(qū)間隧道外，大多屬于淺埋隧道；⑶環(huán)境保護(hù)要求高，必須嚴(yán)格控制隧道開(kāi)挖引起的地面沉降和爆破振動(dòng)對(duì)地面建筑及居民生活的影響；⑷考慮地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性要求，錨噴支護(hù)不宜作為永久襯砌結(jié)構(gòu)；⑸監(jiān)測(cè)控制是施工中不可缺少的環(huán)節(jié)。⒊新奧法施工的地鐵區(qū)間隧道的選擇：⑴第四系的疏散地層中修建的地鐵區(qū)間隧道，當(dāng)不具備明挖條件或采用明挖法很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行新奧法和盾構(gòu)法的比選；⑵在無(wú)水的第四紀(jì)地層中，盾構(gòu)法和新奧法各有所長(zhǎng)。前者雖然造價(jià)一般較高，但施工安全、進(jìn)度快，后者不需要大型施工機(jī)械，對(duì)隧道斷面、地質(zhì)條件、線形、施工長(zhǎng)度等適應(yīng)性強(qiáng)。二﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)整體式襯砌結(jié)構(gòu)分單跨﹑雙跨等形式，整體性好，防水性能高，施工工序多，速度慢。2)裝配式襯砌結(jié)構(gòu)接頭構(gòu)造，整體性差，慎用。3)區(qū)間喇叭口隧道島式車(chē)站兩側(cè)行車(chē)道與正線區(qū)間隧道間設(shè)過(guò)渡段4)渡線隧道、折返線隧道單渡線﹑交叉渡線5)聯(lián)絡(luò)通道及其他附屬結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道，安全﹑消防﹑維護(hù)等；排水站。⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求⑴須能與圍巖大面積牢固接觸，保證襯砌與圍巖作為一個(gè)整體進(jìn)行工作；⑵允許圍巖能產(chǎn)生有限制的變形，能在圍巖中形成卸載拱；⑶隧道襯砌以封閉式為佳，盡可能接近圓形，一般都設(shè)置仰拱，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力和整體穩(wěn)定性；⑷隧道襯砌應(yīng)能分期施工，又能隨時(shí)加強(qiáng)，可根據(jù)施工量測(cè)信息，調(diào)整襯砌強(qiáng)度、剛度和施做時(shí)機(jī)，以及仰拱閉和和后期支護(hù)的施工時(shí)間，以主動(dòng)“控制”圍巖變形。2)隧道襯砌結(jié)構(gòu)類(lèi)型與選擇a.拱形結(jié)構(gòu)，基本斷面形式為單拱雙拱和多跨連拱，見(jiàn)圖4-9；b.前者多用于區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)通道后者用于停車(chē)線折返線或喇叭口岔線上；c.結(jié)合具體條件選擇單層襯砌或雙層襯砌。圖4-9礦山法修建的襯砌結(jié)構(gòu)形式⑴襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型——復(fù)合式襯砌a.由初期支護(hù)﹑防水層隔離和二次襯砌組成（圖4-10）。外層為初期支護(hù)，噴錨支護(hù)；b.內(nèi)層為二次支護(hù)，模筑混凝土；c.一般用于土質(zhì)隧道或車(chē)站折返線等大跨度隧道。圖4-10復(fù)合式襯砌構(gòu)造①常用的錨桿型式有：全長(zhǎng)粘結(jié)式﹑端頭錨固型和摩擦型等；②噴射混凝土則有素混凝土和鋼纖維混凝土；③鋼支撐常用型鋼或舊鋼軌，一般埋入噴射混凝土內(nèi)；④二次襯砌主要是安全儲(chǔ)備以及承受靜水壓力等；⑤初期支護(hù)與二次襯砌間設(shè)防水隔離層。⑵其它方案①在干燥無(wú)水的堅(jiān)硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護(hù)；②當(dāng)巖層的整體性好、基本無(wú)地下水，防水要求不高，可采用單層整體現(xiàn)澆混凝土襯砌或裝配式襯砌，不做初期支護(hù)和防水隔離層；③為適應(yīng)不同的圍巖條件，整體式襯砌可做成等截面直墻式和等截面或變截面曲墻式，前者適用于堅(jiān)硬圍巖(Ⅲ級(jí)以上)，后者適用于軟弱圍巖；④一般要求在襯砌做好后向襯砌背后注漿，充填空隙，改善襯砌受力狀態(tài)，減少?lài)鷰r變形。同時(shí)襯砌混凝土本身需要有較高的自防水性能。⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式1)襯砌結(jié)構(gòu)要求能在較短時(shí)間內(nèi)砌筑完畢，且能立刻承受?chē)鷰r壓力和盾構(gòu)千斤頂推力；2)盾構(gòu)隧道的類(lèi)型與選擇a.預(yù)制裝配式襯砌(圖4-11)b.預(yù)制裝配式襯砌與模注鋼筋混凝土相結(jié)合的雙層襯砌(圖4-12)c.擠壓混凝土(ECL工法)整體式襯砌圖4-11單層裝配式襯砌圓環(huán)的構(gòu)造圖圖4-12雙層襯砌圓環(huán)構(gòu)造圖⑴裝配式襯砌①預(yù)制裝配式襯砌是用工廠預(yù)制的構(gòu)件(稱(chēng)為管片)，在盾構(gòu)尾部拼裝而成；②管片種類(lèi)按材料可分為鋼筋混凝土、鋼、鑄鐵以及由幾種材料組合而成的復(fù)合管片；③鋼和鑄鐵管片價(jià)格較貴，一般都采用鋼筋混凝土管片。④按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱形和平板形兩類(lèi)。a.箱形管片（圖4-13）是指因手孔較大而呈肋板形結(jié)構(gòu)。方便拼裝，便于運(yùn)輸和拼裝，易開(kāi)裂。只有金屬管片才采用箱形結(jié)構(gòu)。

圖4-13箱形管片b.平板形管片（圖4-14）是指因螺栓手孔較小或無(wú)手孔而呈曲板形結(jié)構(gòu)的管片。對(duì)盾構(gòu)千斤頂推力具有較大的抗力，鋼筋混凝土管片多采用平板形結(jié)構(gòu)。圖4-14平板形管片⑤箱形管片的縱向接縫（徑向接縫）和橫向接縫（環(huán)向接縫）一般都是平面狀的；⑥平板形管片的接縫除可采用平面狀外，為提高裝配式襯砌縱向剛度和拼裝精度，也有采用樣槽式接縫的；⑦襯砌環(huán)內(nèi)管片間以及各襯砌環(huán)間的連接方式，可分為柔性連接和剛性連接；⑧實(shí)踐證明剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來(lái)不良后果。因此，目前較為通用的是柔性連接，常用的有以下幾種形式：a.單排螺栓連接按螺栓形狀又可分為彎螺栓連接、直螺栓連接和斜螺栓連接三種；b.銷(xiāo)釘連接銷(xiāo)釘連接可用于縱向接縫，亦可用于橫向接縫；c.無(wú)連接件在穩(wěn)定的不透水地層中，圓形襯砌的徑向接縫也可不用任何連接件連接。⑵雙層襯砌①為防止隧道滲水和襯砌腐蝕，修正隧道施工誤差，減少噪聲和振動(dòng)以及作為內(nèi)部裝飾，可以在裝配式襯砌內(nèi)部再做一層整體式混凝土或鋼筋混凝土內(nèi)村；②根據(jù)需要還可在裝配式襯砌與內(nèi)層間敷設(shè)防水隔離層；③國(guó)內(nèi)外在合地下水豐富和含有腐蝕性地下水的軟土地層內(nèi)的隧道，大都選用雙層襯砌，即在隧道襯砌的內(nèi)側(cè)再附加厚250～300mm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)襯。⑶擠壓混凝土整體式襯砌①擠壓混凝土襯砌（ExtrudeConcreteLining，簡(jiǎn)稱(chēng)ECL）是隨著盾構(gòu)向前掘進(jìn)，用一套襯砌施工設(shè)備在盾尾同步灌注的混凝土或鋼筋混凝土整體式襯砌，因其灌注后即承受盾構(gòu)千斤頂推力的擠壓作用，故有此名稱(chēng)；②擠壓混凝土襯砌可以是素混凝土的或鋼筋混凝土的，但應(yīng)用最多的是鋼纖維混凝土的；③新澆注的混凝土在活動(dòng)的端模板和可伸縮的弧形模板作用下，同時(shí)承受盾構(gòu)千斤頂和四周?chē)鷰r的作用，處于三向受力狀態(tài)。⒊盾構(gòu)法施工時(shí)特殊地段的襯砌⑴曲線段的襯砌楔形襯砌環(huán)，保證隧道的前進(jìn)方向⑵區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道和中間泵站襯砌①聯(lián)絡(luò)通道可設(shè)在線路最低點(diǎn)，并和排水泵合并建造；②隧道內(nèi)側(cè)需留出寬約250～400cm的洞門(mén)；③一般情況下都是礦山法施工。⑶渡線和折返線襯砌結(jié)構(gòu)明挖法施工，襯砌同明挖法施工的襯砌⒋特殊地段隧道襯砌結(jié)構(gòu)⑴沉管法隧道1)施工要點(diǎn)2)橫斷面有圓形和矩形，H水＞45m時(shí)圓形；H水＜35m矩形3)沉管結(jié)構(gòu)混凝土等級(jí)為C30～C50，抗剪4)每節(jié)沉管的長(zhǎng)度一般為60～140m，多數(shù)為100m，最長(zhǎng)達(dá)268m5)水中混凝土連接和水壓壓接兩種方式6)管段沉放和連接后應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行灌砂或以其他方法進(jìn)行處理。⑵頂進(jìn)法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)1)穿越地面鐵路﹑地下管網(wǎng)群﹑交叉路口等情況時(shí)常采用頂進(jìn)法施工；2)分為頂入法﹑中繼間法和頂拉法三種；3)結(jié)構(gòu)形式一般為箱形框架結(jié)構(gòu)；4)使用階段和施工階段的強(qiáng)度驗(yàn)算。三﹑地鐵區(qū)間隧道的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造⒈明挖法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴內(nèi)部?jī)艨粘叽绲拇_定根據(jù)建筑接近限界曲線半徑超高道床施工誤差等因素確定⑵隧道結(jié)構(gòu)斷面厚度尺寸的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或模擬法，進(jìn)行試算，先假定截面尺寸，然后進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行調(diào)整。⒉礦山法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴區(qū)間隧道襯砌橫斷面形狀①用礦山法修建的區(qū)間隧道的界面尺寸應(yīng)符合建筑限界要求，還要考慮施工﹑測(cè)量誤差以及結(jié)構(gòu)固有的變形量，可按工程模擬法確定，無(wú)資料時(shí)按表4-6所示；②Ⅱ﹑Ⅲ級(jí)圍巖變形量很小，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮；曲線段時(shí)內(nèi)輪廓需加寬。圍巖類(lèi)別單線隧道雙線隧道Ⅳ3~55~7Ⅴ5~77~10Ⅵ特殊設(shè)計(jì)特殊設(shè)計(jì)預(yù)留變形量(cm)表4－6③理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出：a.當(dāng)區(qū)間隧道襯砌主要承受豎向荷載和不大的水平荷載時(shí)，襯砌拱部軸線采用單心圓弧線或三心圓弧線，墻部可采用直線；b.當(dāng)襯砌承受豎向荷載的同時(shí)，還承受較大的水平荷載，結(jié)構(gòu)軸線用多段圓弧連接而成。⑵襯砌截面尺寸擬定①包括初期支護(hù)的各設(shè)計(jì)參數(shù)以及二次襯砌的各設(shè)計(jì)參數(shù)。；②初期支護(hù)采用工程模擬法擬定，可參照表4-7；③一般的二次襯砌采用C20素混凝土，20～30cm即可；④將圍巖較差地段的襯砌向圍巖較好地段延伸5～10m；⑤初期支護(hù)與二次襯砌的結(jié)構(gòu)縫應(yīng)設(shè)在一起。圍巖類(lèi)別單線雙線Ⅱ噴射混凝土厚度5~10cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.0m，間距1~1.2m，必要時(shí)局部設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度10~15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.5m，間距1~1.2m，必要時(shí)配置鋼筋網(wǎng)Ⅲ噴射混凝土厚度10~15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.0~2.5m，間距1m，必要時(shí)配置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.5~3.0m，間距1m，設(shè)置鋼筋網(wǎng)Ⅳ噴射混凝土厚度15cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度2.5m，間距0.8~1m，配置鋼筋網(wǎng)，應(yīng)施作仰拱噴射混凝土厚度20cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度3~3.5m，間距0.8~1m，配置鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置鋼支撐，仰拱Ⅴ噴射混凝土厚度20cm設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度3.0m，間距0.6~0.8m，配置鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置鋼支撐，應(yīng)施作仰拱通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算確定復(fù)合襯砌初期支護(hù)的參數(shù)設(shè)計(jì)表4-7⒊盾構(gòu)法修建的地鐵區(qū)間隧道⑴橫截面內(nèi)輪廓尺寸根據(jù)建筑限界（圖4-15）﹑施工誤差﹑道床類(lèi)型﹑預(yù)留變形量等條件，還要考慮最小曲線半徑問(wèn)題⑵管片厚度一般為(0.05～0.06)D,上海為350mm,廣州為300mm⑶管片寬度

1000～1500mm⑷管片類(lèi)型與結(jié)構(gòu)依據(jù)材料或形狀或其他方面分類(lèi)⑸管片接縫類(lèi)型與結(jié)構(gòu)有螺栓連接﹑無(wú)螺栓連接圖4-15區(qū)間直線地段圓形隧道限界(尺寸單位：mm)⑹襯砌環(huán)的分塊①若干標(biāo)準(zhǔn)管片(A),兩塊相鄰管片(B)﹑一塊封頂管片(K）,見(jiàn)圖4－16；②若干A型管片,一塊B型管片﹑一塊K型管片；③封頂塊的拼裝方式有徑向楔入和縱向插入兩種；④襯砌環(huán)的拼裝方式有通縫和錯(cuò)縫兩種。圖4-16管片分塊方法⑺螺栓和注漿孔的配置①分為縱向連接螺栓和環(huán)向連接螺栓兩種；②螺栓直徑一般為16～36mm.螺栓孔直徑須大于螺栓4～8mm；③注漿孔直徑為50～100mm。⑻隧道防水①基本原則是以防治為主堵漏為輔多道防線因地制宜綜合治理；②允許滲漏量每晝夜部大于0.1L/m2；③管片采用C50，抗?jié)B等級(jí)部低于S6。⑼其他構(gòu)造四、地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的

荷載內(nèi)力計(jì)算方法與地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的荷載內(nèi)力計(jì)算方法一致。五﹑地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法由于施工方法不同，地鐵區(qū)間隧道的斷面形式、結(jié)構(gòu)支護(hù)襯砌類(lèi)型、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法和適用范圍各異。表4-8列出了國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，表4-9列出了隧道施工和設(shè)計(jì)方法分類(lèi)。國(guó)家盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)澳大利亞彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)(全周彈簧模型)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法初期支護(hù)；Proctor-white法；二次支護(hù)；彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法初期支護(hù)：Proctor-white法；二次支護(hù)；彈性介質(zhì)中全支承圓環(huán)；MuirWood法、Curtis法或假定隧道變形法箱形框架彎矩分配奧地利彈性地基圓環(huán)彈性地基圓環(huán)；FEM；收斂約束法經(jīng)驗(yàn)方法彈性地基框架德國(guó)覆蓋<2D，頂部無(wú)支承的彈性地基圓環(huán)(部分彈簧模型)；覆蓋<3D，全支承的彈性地基圓環(huán)(全周彈簧模型)；FEM覆蓋<2D，頂部無(wú)支承的彈性地基圓環(huán)；覆蓋<3D，全支承的彈性地基圓環(huán)；FEM全支承的彈性地基圓環(huán)；FEM；連續(xù)介質(zhì)或收斂－約束法彈性地基框架(底壓力頒布簡(jiǎn)化)國(guó)內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型表4-8國(guó)家盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)中國(guó)彈性地基圓環(huán)；經(jīng)驗(yàn)法初期支護(hù)：FEM；收斂約束法；二次支護(hù)：彈性地基圓環(huán)初期支護(hù)：經(jīng)驗(yàn)法永久支護(hù)：作用－反作用模型；大型洞室：FEM箱形框架彎矩分配瑞士作用－反作用模型FEM；經(jīng)驗(yàn)法；收斂－約束法矯形框架彎矩分配英國(guó)彈性地基圓環(huán)；MuirWood法收斂－約束法；經(jīng)驗(yàn)法FEM；經(jīng)驗(yàn)法；收斂－約束法彈性地基連續(xù)框架美國(guó)彈性地基模型彈性地基圓環(huán)；Proctor-white法；FEM；錨桿法；經(jīng)驗(yàn)法續(xù)上表國(guó)家盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土隧道錨噴、鋼拱支護(hù)的軟土隧道中硬石質(zhì)深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)瑞典通常為經(jīng)驗(yàn)法，有時(shí)用作用－反作用模型、連續(xù)介質(zhì)模型、收斂－約束法比利時(shí)Schulze-Duddek法剛架法國(guó)隨意性地基圓環(huán)；FEMFEM；作用－反作用模型；經(jīng)驗(yàn)法連續(xù)介質(zhì)模型；收斂－約束法；經(jīng)驗(yàn)法日本局部支承圓環(huán)；梁－彈簧模型局部支承的彈性地基圓環(huán)；經(jīng)驗(yàn)法加量測(cè)；FEM彈性地基框架；FEM；特征曲線法彈性地基框架；FEM續(xù)上表序號(hào)施工方法斷面形式襯砌支護(hù)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法1明挖法矩形和直墻拱形現(xiàn)澆鋼筋混凝土、預(yù)制鋼筋混凝土砌塊軟弱土層中彈性連續(xù)矩形、拱形框架，結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或假定抗力結(jié)構(gòu)力學(xué)方法2礦山法(鉆爆法、鑿巖機(jī)掘進(jìn)法)拱形、直墻拱形和圓形鋼拱架、噴射混凝土錨桿支護(hù)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土復(fù)合襯砌、預(yù)制鋼筋混凝土砌塊局部變形理論的彈性地基梁方法、反分析法、新奧法、數(shù)值分析方法3盾構(gòu)法圓形鋼、鑄鐵、鋼筋混凝土(或鋼纖維)管片地層襯砌位移協(xié)調(diào)彈塑性解析解，數(shù)值分析法、彈性無(wú)鉸自由變形圓環(huán)、彈性多鉸局部抗力約束圓環(huán)隧道施工、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)表4-9序號(hào)施工方法斷面形式襯砌支護(hù)形式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法4頂管法圓形或矩形鋼筋混凝土預(yù)制管段同35沉管法矩形預(yù)制鋼筋混凝土箱段同16配合上述施工方法的輔助工法：①注漿加固；②降低水位；③凍結(jié)法；④管棚法圓形、直墻拱形、矩形鋼拱架臨時(shí)支護(hù)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土的襯砌支護(hù)同2續(xù)上表⒉區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算⑴結(jié)構(gòu)與地層共同作用的處理方法①主動(dòng)荷載模型除了在結(jié)構(gòu)底部受地層約束外，其他部分在主動(dòng)荷載作用下可自由變形。適用于結(jié)構(gòu)與地層“剛度比”較大的情形。②主動(dòng)荷載加地層彈性約束的模型地層不僅對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)荷載，還對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)施加被動(dòng)彈性抗力，適用于各類(lèi)地層。③地層實(shí)測(cè)荷載模型實(shí)測(cè)荷載是結(jié)構(gòu)與地層共同作用的綜合反應(yīng)。⑵明挖箱形襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算①明挖箱型襯砌結(jié)構(gòu)施工一般分順作法和逆作法兩種。采用順作法時(shí)，側(cè)向不能提供必要的彈性抗力；②箱形結(jié)構(gòu)基底反力，可采用兩種方法計(jì)算：假設(shè)結(jié)構(gòu)是剛性體，則基底反力可以按靜力平衡條件求得；假設(shè)結(jié)構(gòu)為Winkler地基上的箱形結(jié)構(gòu)，則根據(jù)地基變形計(jì)算基底每一點(diǎn)反力；③彈性地基上的箱形結(jié)構(gòu)一般按照平面變形問(wèn)題考慮。當(dāng)長(zhǎng)跨比接近1時(shí)，按空間結(jié)構(gòu)考慮；⑶礦山法隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則a.錨噴技術(shù)，施工方法，支護(hù)形式，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工；b.埋置深度的確定；c.保護(hù)既有建筑物；d.初期支護(hù)承重，二次襯砌承受水壓力；e.徑向外方100mm作富裕量，考慮凈空。②設(shè)計(jì)方法a.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：工程模擬法b.力學(xué)分析方法：荷載－結(jié)構(gòu)法地層－結(jié)構(gòu)法c.視條件的不同選擇不同的方法③隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算a.脫離區(qū)，彈性抗力，局部變形理論，彈性地基梁圖式和彈性支承連桿圖式b.塑性數(shù)值解法，結(jié)合工程模擬和監(jiān)控量測(cè)④明洞計(jì)算計(jì)算構(gòu)件截面強(qiáng)度，安全系數(shù)值，彈性抗力⑤洞門(mén)計(jì)算a.視作擋土墻，極限狀態(tài)法計(jì)算強(qiáng)度，驗(yàn)算傾覆和滑動(dòng)穩(wěn)定性b.計(jì)算參數(shù)取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料，較少時(shí)參照規(guī)范c.一定的構(gòu)造要求⑷盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)原則a.安全可靠經(jīng)濟(jì)合理施工方便b.選用與特點(diǎn)相近的規(guī)范和設(shè)計(jì)方法c.結(jié)構(gòu)凈空尺寸的要求d..減少對(duì)環(huán)境的影響e.極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，分項(xiàng)系數(shù)f.按最不利組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算g.防水防腐蝕等要求②盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)方法表4-10列出了國(guó)外盾構(gòu)法隧道的各種設(shè)計(jì)方法。國(guó)家計(jì)算模型計(jì)算土壓力、水壓力地基反力系數(shù)澳大利亞全周彈簧模型σv＝全覆土荷載σH＝λσv+靜水壓力由平板荷載試驗(yàn)或量測(cè)結(jié)果的逆分析得到，切線方向或地層完全結(jié)合或把摩擦力作為上限結(jié)合日本梁—彈簧模型σv＝全覆土荷載σH＝λσv(砂質(zhì)土按水土分解，粘性土按水土合算考慮)根據(jù)土的工程性質(zhì)確定k值大小比利時(shí)Schulze-Duddeck模型，由FEM校核Schulze-Duddeck法確定無(wú)國(guó)外盾構(gòu)法隧道設(shè)計(jì)比較表表4-10國(guó)家計(jì)算模型計(jì)算土壓力、水壓力地基反力系數(shù)德國(guó)覆土深≤2D，部分地層彈簧模型；覆土深≥2D，全周地層彈簧模型σv＝全覆土荷載σH＝λσv(λ=0.5)k=Ev/R,Es為地層模量，R為隧道半徑部分地層彈簧模型：Schulze-Duddeck法，不考慮切線方向的荷載σv＝全覆土荷載σH＝λσv(λ=0.5)無(wú)法國(guó)全周地層彈簧模型或FEMσv＝全覆土荷載(覆土深≤D)Terzaghi公式(覆土深≥D)σH＝λσv西班牙考慮地層與結(jié)構(gòu)相互作用的Buqera法忽視粘結(jié)力的Terzaghi公式λ＝1.0只考慮半徑方向續(xù)上表國(guó)家計(jì)算模型計(jì)算土壓力、水壓力地基反力系數(shù)英國(guó)全周地層彈簧模型；MuirWood法根據(jù)類(lèi)似條件下的量測(cè)結(jié)果初期垂直荷載及初期水平荷載，初期荷載是全土荷載由三軸試驗(yàn)或應(yīng)力計(jì)測(cè)得的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系得出，不考慮摩擦力美國(guó)彈性地基圓環(huán)σv＝全覆土荷載σH＝λσv+水壓λ＝0.4～0.5無(wú)σv＝全覆土荷載σH＝λσv+水壓由室內(nèi)實(shí)驗(yàn)求出，不考慮摩擦力續(xù)上表③荷載作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載如圖4-17。圖4-17作用在盾構(gòu)隧道上的設(shè)計(jì)荷載式中：W——襯砌縱向每延米重力；

Pc1——垂直作用的地層壓力；

qc1﹑qc2——水平地層壓力；

pw1——垂直作用的水壓力；qw1﹑qw2——水平作用水壓力；

t——襯砌厚度；

Rc——隧道橫斷面中心線半徑。地面超載P0一般取10kN/m2;結(jié)構(gòu)自重作用在隧道橫斷面形心上的豎向荷載為(4-5)(4-6)a.水位以上取天然容重，以下取水下濕容重；b.隧道拱頂上的豎向土壓按均布荷載考慮，且等于覆土層的壓力；c.若隧道覆土層厚度不小于2D(D為襯砌外徑），則按太沙基公式計(jì)算折減后的豎向土壓力。折減后的覆土層厚度h0按下式計(jì)算。式中：c——土體粘聚力；

φ——土體內(nèi)摩擦角；

γ——土體重度；

R0——襯砌圓環(huán)外半徑；

K0——側(cè)向土壓力與豎向圖壓力的比值，取K0＝1。(4-7)(4-8)a.水平土壓力為作用在襯砌形心線上自拱頂至隧道底部的均勻性變化荷載，其值定義為豎向土壓力與側(cè)向土壓力系數(shù)乘積；b.粘性土層的側(cè)向地層壓力通常按水土合算考慮；c.側(cè)向土壓力系數(shù)λ≈0.65～0.75；砂性土層中可按水土分算考慮，側(cè)向土壓力系數(shù)按主動(dòng)土壓力系數(shù)計(jì)算；d.表4-11給出土體側(cè)壓力系數(shù)及地基反力系數(shù)。土體種類(lèi)λk(MN/m3)N極密類(lèi)的砂非常堅(jiān)硬的粘性土0.35~0.4530~50N≥30密實(shí)砂性土硬粘性土中硬粘性土0.45~0.5510~3015≤N<308≤N<255~104≤N<8松砂性土軟粘性土非常軟粘性土0.50~0.600.55~0.650.65~0.750~100~50N<152≤N<4N<2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)慣入實(shí)驗(yàn)N值而定的λ和k值表4-11(4-9)(4-10)(4-11)(4-12)(4-13)(4-14)(4-15)(4-16)(4-17)(4-18)(4-19)(4-20)土體的側(cè)向壓力系數(shù)λ也可根據(jù)土體的物理力學(xué)指標(biāo)計(jì)算得到。(4-21)①水壓力一般情況下簡(jiǎn)化為靜止水壓力作用在襯砌上。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，拱頂和拱底處近似按均布豎向水壓力處理，其值取為該處的靜水壓力。側(cè)向水壓力為由拱頂至拱底線性變化的水平荷載，如圖4-17。②作用在襯砌上的水壓力的合力是一種向上的浮力，若拱頂處的豎向土壓力和自重的合力小于浮力，隧道將育可能浮起。為此需要采取諸如施作二次襯砌以增加隧道重量或在地面堆載的措施。按圖4-18的靜水壓力分布曲線，作用在圓環(huán)周邊任一點(diǎn)靜水壓力為：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上隧道管片受到向上浮力：(4-22)(4-23)圖4-18靜水壓力若采用豎向均布荷載和水平均布線性變化荷載組合，則：(4-24)作用在單位長(zhǎng)度隧道管片上的豎向浮力，按豎向均布和側(cè)邊線性變化組合為：(4-25)①地基的抗力分為與地層位移無(wú)關(guān)和與地層位移有關(guān)的兩種情況；②為計(jì)算豎向水土壓力和自重位移引起得抗力，必須采用諸如管片矯正器之類(lèi)得設(shè)備，以保證在土壓力和水土壓力作用前襯砌不至因?yàn)樽灾刈冃?，并保持?zhǔn)確的襯砌形狀；③拱頂豎向土壓力和自重與隧道底豎向土壓力平衡，由此確定隧道底的地基反力。這是一類(lèi)抗力與地層無(wú)關(guān)的情況。襯砌較柔﹑土層剛度較大情況下，對(duì)于盾構(gòu)法施工的圓形隧道可以適當(dāng)考慮一些由地層位移引起的地基抗力?？沽D形假設(shè)呈以等腰三角形，其作用范圍為隧道水平直徑上下45°范圍之內(nèi)。抗力大小按彈性地基梁基床反力系數(shù)法計(jì)算：式中：k——地基基床反力系數(shù)（MN/m3）；

δ——襯砌圓環(huán)在水平直徑處變形量(m)；

qk——地基的抗力（MN/m2）。(4-26)④構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算a.自由變形彈性均質(zhì)圓環(huán)法1)處于軟弱地層和飽和軟粘土中的整體式圓形襯砌，或接頭剛度接近結(jié)構(gòu)本身剛度的裝配式圓形襯砌均可采用本方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。2)假定：a)地層不提供側(cè)向彈性抗力；b)地基豎向反力按均勻分布考慮，并根據(jù)靜力平衡條件計(jì)算其量值；c)結(jié)構(gòu)為彈性均質(zhì)體。3)彈性均質(zhì)自由變形圓環(huán)b.彈性地基剛架模型法1)把每塊管片作為一個(gè)剛體，相互鉸接2)借助計(jì)算機(jī)，適合不同的荷載變化情況3)可以采用法向地基抗力，也可以采用切向抗力4)地基抗力施加范圍可以是全部彈簧支撐剛架模型﹑拱部五抗力剛架模型﹑全部無(wú)彈簧支撐剛架模型c.有限單元法適用于構(gòu)筑在軟巖或較穩(wěn)定得地層內(nèi)得襯砌設(shè)計(jì)⑤截面設(shè)計(jì)a.裝配式襯砌宜選用鋼筋混凝土，C40；特殊地段可用復(fù)合襯砌；b.襯砌厚度應(yīng)根據(jù)隧道外徑的大小﹑埋深等因素確定，一般為(0.05～0.06)D；c.單線地鐵直徑一般5.5～6.5m，通常襯砌環(huán)分4～6塊，大直徑分6～8塊；d.端肋和環(huán)肋的寬度應(yīng)滿足強(qiáng)度和抗裂要求；e.偏心受壓的鋼筋混凝土構(gòu)件；f.主體結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)使用年限為100年。第四節(jié)軌道交通的高架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、選型的原則二、輕軌車(chē)站結(jié)構(gòu)形式三、輕軌交通的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造四、高架橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一﹑選型的原則⒈輕軌車(chē)站結(jié)構(gòu)⑴滿足車(chē)站的功能布置要求⑵綜合考慮城市規(guī)劃﹑地面道路及工程地質(zhì)條件⒉輕軌高架橋結(jié)構(gòu)⑴高架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須符合適用經(jīng)濟(jì)安全和美觀的基本原則⑵橋梁下部結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性⑶下部結(jié)構(gòu)輕巧美觀，同城市環(huán)境和諧⑷減少橋墩類(lèi)型二﹑輕軌車(chē)站結(jié)構(gòu)形式⒈輕軌車(chē)站結(jié)構(gòu)形式⑴輕軌車(chē)站可采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)﹑橋梁式結(jié)構(gòu)﹑框架＋橋梁式結(jié)構(gòu)；⑵鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)適用于用地范圍大﹑車(chē)站體量大的地段；⑶橋梁式結(jié)構(gòu)適用于用地范圍小﹑客流量小﹑車(chē)站體量小的地段；⑷框架＋橋梁式結(jié)構(gòu)適用于用地范圍大的地段。⒉輕軌高架橋的結(jié)構(gòu)形式⑴按受力特點(diǎn)分成簡(jiǎn)支連續(xù)和懸臂三種基本類(lèi)型；⑵多采用簡(jiǎn)支或連續(xù)體系，特殊地段可采用懸臂體系。三﹑軌道交通的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造⒈高架橋立面布置⑴包括體系的選擇﹑橋長(zhǎng)及分跨布置﹑橋下凈空及梁高的選擇等；⑵應(yīng)盡量采用等跨等高度梁；⑶標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間梁的合理跨度為20～30m。⒉橫斷面設(shè)計(jì)⑴橫斷面布置及橋面寬度①區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)橫斷面根據(jù)高架橋的限界及設(shè)備安裝位置而定；②擋板，人行步道，欄桿；③曲線地段及道岔區(qū)的橋面寬度根據(jù)曲線半徑和渡線形式分別進(jìn)行加寬；④車(chē)站寬度根據(jù)站臺(tái)形式及寬度和限界及設(shè)備位置而定，并考慮施工誤差。⑵橋梁橫斷面形式①預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁a.抗扭剛度大，整體性能好，動(dòng)力特性等優(yōu)點(diǎn)b.單室雙箱梁，單室單箱，雙室單箱②預(yù)應(yīng)力混凝土板梁a.經(jīng)濟(jì)跨度為16～20mb.板梁截面主要有空心板低高度板和異形板③預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁剛度大，材料省，簡(jiǎn)支T梁經(jīng)濟(jì)跨度20～25m。④組合箱梁四片簡(jiǎn)支梁，經(jīng)濟(jì)跨度23m，約25t。⒊墩臺(tái)與基礎(chǔ)⑴T形墩減輕重量，節(jié)省材料，減少占地面積，美觀。⑵雙柱墩重量輕，節(jié)省材料，承載能力和穩(wěn)定性較強(qiáng)，但美觀較差，透空性不好，占地范圍大。⑶V形墩和Y形墩重量輕，占地面積小，美觀，透空大，但構(gòu)造復(fù)雜，施工麻煩。⑷基礎(chǔ)①擴(kuò)大基礎(chǔ)適用巖石及持力層較淺的地基；②樁基礎(chǔ)適用于砂質(zhì)及軟土地基。又分為鉆孔樁﹑打入樁和挖孔樁。⒋其他構(gòu)造⑴降低噪聲減少城市污染防止電磁干擾等措施；⑵同時(shí)采取防止雜散電流腐蝕的措施；⑶鋼結(jié)構(gòu)及連接件的防銹處理；⑷工程材料的選用；⑸擋板﹑留聲屏障﹑欄桿等，預(yù)留管道及孔洞位置。四﹑高架橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⒈作用在高架上的荷載⑴恒載：結(jié)構(gòu)自重﹑設(shè)備重量﹑收縮徐變的影響等⑵活載：車(chē)輛荷載﹑無(wú)縫線路水平力等⑶附加力：列車(chē)制動(dòng)力﹑風(fēng)力等⑷無(wú)縫線路還要考慮對(duì)橋墩的水平附加力⑸特殊荷載：地震力﹑施工荷載﹑撞擊力等⑹高架橋結(jié)構(gòu)邊緣應(yīng)考慮30kN/m的脫軌力⑺區(qū)間高架的擋板設(shè)計(jì)包括自重風(fēng)載以及0.75kN/m的水平推力⑻車(chē)站站臺(tái)樓板樓梯的人群荷載為4.0kN/m⒉設(shè)計(jì)荷載組合⑴恒載加活載⑵恒載加活載另加一個(gè)方向可能同時(shí)出現(xiàn)的附加力。但橫向搖擺力不與離心力﹑風(fēng)力同時(shí)計(jì)入。⑶地震荷載加恒載⒊結(jié)構(gòu)計(jì)算⑴結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力按彈性受力階段計(jì)算⑵預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁應(yīng)按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定驗(yàn)算強(qiáng)度﹑應(yīng)力等⑶預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中的溫差﹑不均勻沉降﹑收縮﹑徐變及二次力⑷最小配筋率和最大裂縫寬度的要求⑸箱梁抗扭驗(yàn)算⑹計(jì)算橋墩內(nèi)力時(shí)注意無(wú)縫線路引起的墩頂水平力⑺墩臺(tái)身驗(yàn)算強(qiáng)度﹑縱向彎曲穩(wěn)定﹑墩頂彈性水平位移⑻樁基設(shè)計(jì)﹑摩擦樁﹑基礎(chǔ)的允許沉降量第五節(jié)地鐵設(shè)計(jì)實(shí)例一、工程概況二、設(shè)計(jì)要求三、結(jié)構(gòu)形式四、計(jì)算條件五、圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算六、車(chē)站使用階段橫向框架結(jié)構(gòu)計(jì)算七、車(chē)站縱向分析八、抗浮驗(yàn)算九、抗震要求十、人防驗(yàn)算十一、結(jié)構(gòu)防水一﹑工程概況車(chē)站位于市中心，周?chē)ㄖ^多，交通復(fù)雜，有大量的地下管線，埋深較大。車(chē)站為地下標(biāo)準(zhǔn)乙級(jí)站，且為換乘站。站臺(tái)長(zhǎng)度120m，車(chē)站設(shè)計(jì)內(nèi)凈總長(zhǎng)176m，內(nèi)凈寬度19.6m。車(chē)站建筑要求站臺(tái)層凈高4m，站臺(tái)至軌道底板面1.59m。車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段基坑開(kāi)挖深度15.32m，端頭井深度17.02m,換乘段基坑深度21.99m。車(chē)站建成后上面為道路。圖4－20車(chē)站基坑縱剖面圖二﹑設(shè)計(jì)要求⒈結(jié)構(gòu)形式和施工方法的選擇，應(yīng)考慮工程水文地質(zhì)、總體規(guī)劃要求、環(huán)境條件和道路交通狀況．并對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期、環(huán)保和使用效果作綜合比較。⒉按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)其在施工階段和使用階段．根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗浮計(jì)算，并進(jìn)行抗裂和裂縫開(kāi)展寬度驗(yàn)算。三﹑結(jié)構(gòu)形式本車(chē)站結(jié)構(gòu)形式為雙層雙柱三跨框架結(jié)構(gòu)。覆土3m，其中有三跨為與其他線車(chē)站的換乘段。車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用0.8m厚、28m深地下墻。車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段剖面圖如圖4－21。圖4－21車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段剖面圖四﹑計(jì)算條件⒈荷載標(biāo)準(zhǔn)⑴平時(shí)荷載1)站廳層、站合層、樓梯和車(chē)站人員管理用房等部位的人群荷載，取4kPa；2)內(nèi)部設(shè)備控等效面載8kPa計(jì)算，特殊設(shè)備為什；3)地面車(chē)輛荷載按折算等效均有荷載取20kPa；4)覆土荷載取γ＝19kN／m3，覆土厚度取3m；5)列車(chē)車(chē)輛荷載按6節(jié)編組考慮，軸重14t，折算等效靜載20kPa；6)水土側(cè)壓力原則上按朗金土壓力理論；7)施工堆載取20kPa。⑵地震荷載1)地震荷載參數(shù)水平地震系數(shù)Kh取0.1，垂直地震系數(shù)Kv取(1/2～2/3)Kh。（驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗浮能力時(shí)考慮）。2)支承設(shè)置被動(dòng)側(cè)設(shè)置水平彈簧支承，在框架底設(shè)置豎向彈簧支承。3)豎向荷載頂板上覆土重、結(jié)構(gòu)自重、0.5活載；底板反力取自重反力或水反力兩種工況。⑶人防荷載僅用作結(jié)構(gòu)驗(yàn)算⒉荷載組合⑴施工開(kāi)挖階段圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受荷載1)側(cè)向水土壓力；2)支撐預(yù)加軸力；3)地面施工荷載引起的側(cè)向壓力。⑵使用階段框架結(jié)構(gòu)承受荷載1)荷載基本組合：結(jié)構(gòu)自重、地面超載或地面車(chē)輛荷載、豎向土層重、水土壓力、人群荷載或設(shè)備荷載、列車(chē)荷載等。2)荷載偶然組合：①結(jié)構(gòu)自重、豎向土層重、水土壓力及地震等效靜載等；②結(jié)構(gòu)自重、豎向上層重、水土壓力及人防等效靜載等。⒊工程材料⑴鋼筋混凝土及混凝土除滿足強(qiáng)度需要外，還要考慮抗?jié)B、抗侵蝕的要求；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：車(chē)站內(nèi)部結(jié)構(gòu)柱采用C40，內(nèi)襯、梁和墻采用C30，地下連續(xù)墻采用C30；地下墻、內(nèi)襯、頂板和底板抗?jié)B標(biāo)號(hào)均采用S8。⑵鋼筋采用Ⅰ﹑Ⅱ級(jí)鋼筋，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般采用A3鋼。

⒋工程地質(zhì)概括車(chē)站﹑地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面示意圖（見(jiàn)圖4－22）。圖4－22車(chē)站縱剖面與地質(zhì)剖面土的物理力學(xué)性能指標(biāo)表4－12土層名稱(chēng)天然含水量ω(%)滲透系數(shù)固結(jié)快剪天然密度靜止側(cè)壓力系數(shù)KhKvC(Pa)Φ(0)(10-7cm/s)①－雜填土①－2素填土②－1褐黃色粉質(zhì)粘土30.914.92.082121.518.60.51②－3b灰色砂質(zhì)粉土28.33416.27538.518.90.36④灰色淤泥質(zhì)粘土49.52.334.271111.016.80.58⑤－1b灰色粘土42.82.053.161413.517.30.52⑤－1b灰色粉質(zhì)粘土34.52.143.051518.518.00.45⑥暗綠～草黃色粉質(zhì)粘土23.94020.019.8⑦－1a草黃色粉質(zhì)粘土25.5331.519.4⑦－1b草黃色粉砂27.2336.518.9⑦－2灰色粉砂27.6039.519.0⑧－1灰色粘土37.42516.517.8⑧－2灰色粉質(zhì)粘土夾砂質(zhì)粉土29.51724.518.9⑨灰色粉細(xì)砂26.9535.519.0五﹑圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算⒈圍護(hù)結(jié)構(gòu)

車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用0.8m厚、28m深地下墻，人土深度比λ=0.83。⒉支撐系統(tǒng)

采用Φ609鋼管支撐，對(duì)撐水平間距4m／2m間隔布置，對(duì)撐部分不設(shè)圍檁，對(duì)鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，其值按設(shè)計(jì)軸力的70％控制。⒊基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算

經(jīng)計(jì)算，抗隆起安全系數(shù)、抗滑動(dòng)安全系數(shù)、抗傾覆安全系數(shù)、整體穩(wěn)定性、抗管涌穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。

基本假定如下：⑴采用彈簧模擬地基對(duì)墻體的作用。非加固區(qū)KH最大值為10000kN/m3，加固區(qū)KH最大值采用20000kN/m3，分布形狀為基底以下5m內(nèi)按直線變化,5m以下按矩形分布。圖4－23

計(jì)算簡(jiǎn)圖⒋基坑強(qiáng)度變形計(jì)算⑵墻背側(cè)土壓力荷載假定為直線分布，采用朗金主動(dòng)土壓力理論，按水土分算計(jì)算。

式中：hi—各層土的厚度；

γ—在地下水位以上取各層土的天然容重，以下取為各層土的浮容重；

γw—水的容重；

Φ—土的內(nèi)摩擦角；

q—地面超載。深層h處土壓力強(qiáng)度:

⑶采用順筑法施工，支撐的垂直位置需經(jīng)過(guò)對(duì)比設(shè)計(jì)加以?xún)?yōu)化，既要滿足施工要求，又要起到減少地下墻內(nèi)力和配筋量的目的。最下一道支撐至基坑底面的距離控制在2.5m左右。圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算工況如圖4－24，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4－25。圖4－24標(biāo)準(zhǔn)段工況圖（12種不同開(kāi)挖、支撐、內(nèi)框架澆注工況）圖4－25彎矩和剪力圖⒌地下墻配筋計(jì)算在基坑開(kāi)挖中，支撐預(yù)加應(yīng)力值為計(jì)算支撐力的70％左右，因此地下墻配筋計(jì)算中，應(yīng)考慮支撐預(yù)應(yīng)力的作用。地下連續(xù)墻的配筋圖見(jiàn)圖4－26。

圖4－26

地下連續(xù)墻的配筋圖（單位：mm)圖4－26

地下連續(xù)墻的配筋圖（單位：mm)⒍基坑設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

地下水位為0.5m；⑦－1層為承壓含水層。當(dāng)換乘段開(kāi)挖至基坑底21.99m時(shí)，其下臥土層厚約7.5m左右，而承壓水壓力為245kPa，下臥土層不能抵抗承壓水壓力，因此本車(chē)站換乘段基坑開(kāi)挖時(shí)不僅要降地下水（潛水），還要對(duì)承壓水采取減壓措施，即降低承壓水壓力。六、車(chē)站使用階段橫向

框架結(jié)構(gòu)計(jì)算圖4－27使用階段彎矩圖(kN)圖4－28使用階段剪力圖(kN)圖4－29框架配筋圖（單位:mm)車(chē)站主體結(jié)構(gòu)和地面結(jié)構(gòu)主要截面尺寸表4－13序號(hào)名稱(chēng)截面尺寸或厚度(mm)混凝土標(biāo)號(hào)主體段端頭井換乘段1頂縱梁800×1600800×1800800×1600C302站廳層縱梁650×1000700×1100650×10003底縱梁800×2190800×2400800×18904頂板8005站廳層頂板4006站臺(tái)板2007底板900100012008內(nèi)襯6004009柱600×900800×800Ф800C40七、車(chē)站縱向分析

⒈車(chē)站頂板、頂縱梁，中板、中縱梁，底板和底縱梁設(shè)置誘導(dǎo)縫，車(chē)站縱向誘導(dǎo)縫間距原則上為24m，設(shè)置在1/3跨度處；⒉采用800mm厚剛性接頭銜接地下墻；⒊底板、中板、頂板的縱向合筋率均取0.4％（雙面）左右。八、抗浮驗(yàn)算

⒈矩形框架受浮力作用進(jìn)行橫向框架內(nèi)力計(jì)算時(shí)，只考慮結(jié)構(gòu)自重、覆土重量、地下墻可用的抗浮摩阻力以及作用在底板面上的全部浮力；⒉地