1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1选题背景及意义：

近30年来，中国城市轨道交通正逐步进入稳步、有序和快速发展阶段，尤其是近10年来，由于国家政策的正确引导和相关城市对规划建设轨道交通的积极努力，从发展速度、规模和现代化水平，突显了后发优势。但是，与世界发达国家大城市的轨道交通发展现状相比，差距还很大。中国城市还均未形成有效的轨道交通运行网络，总体规模不大。城市轨道交通车站是供使用轨道交通的乘客上下、候车和换乘的场所，是城市轨道交通线的重要组成部分之一。城市轨道交通车站必须具备乘降、换乘及候车的功能，某些车站还需具备折返、停车检修、临时待避等功能。一般来讲，车站设计应具体考虑：外观的吸引力；乘客的自由移动；紧急情况下的安全疏散；残疾人通道；各种应急服务通道；乘客的安全集散；列车服务的可靠性；失效的恢复问题；投资的费用效益等。城市轨道交通车站可根据其埋深、布线高程、运营性质、结构横断面类型、站台形式及设备容量等的不同进行分类。按车站埋深分：①浅埋车站。钢轨顶面至地表距离小于15m的车站为浅埋车站。浅埋车站通常采用明挖法或盖挖法施工。②中埋车站。钢轨顶面至地表距离为15m~25m的车站称中埋车站。③深埋车站。钢轨顶面至地表距离大于15m~25m的车站为深埋车站。深埋车站一般采用暗挖法施工。按布线高程分：按布线高程的不同，车站可相应地分为位于地面以下、地面及高架结构上的地下车站、地面车站和高架车站。埋设于地面以下的车站，因地下建筑封闭、车站建筑狭长和结构雷同，设计时需要考虑设有良好的通风、照明、卫生和防灾设备，给乘客提供舒适、清洁、安全的环境，同时还应适当地设计一些建筑小品、建筑装修，改善乘客的压抑和单调感。高架车站可以根据具体结构形式做成站桥合一结构车站和站桥分离结构车站。按运营性质分：①根据车站客运作业的不同，可分为中间站、区域站、换乘站、枢纽站、联运站及终点站6种。②中间站。中间站仅供列车停靠和乘客上下、车之用。功能单一，设施简单，是城市轨道交通线网中数量最多的车站，又称一般车站。③区域站。在一条轨道交通线路中，由于各区段客流的不均匀性，行车组织往往采取长、短交路的运营模式。④换乘站。换乘站是位于两条及两条以上路线交叉点上的车站。换乘站的主要作用是通过设置换乘设施，是乘客从一条线路上的车站转换到另一条线路上的车站。⑤枢纽站。联运站是指车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及乘客换乘的车站。⑥终点站。终点站是位于线路起、终点处的车站，就列车上、下行而言，终点站也是起点站。该站除了供乘客乘降车之外，还用于列车折返和停留检修，因此，终点站一般设有多股停车线。^[1]

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 本课题拟解决的问题

通过本课题拟解决以下几点问题：

1. 熟悉地铁车站结构设计中常用的设计规范和专业知识，综合运用所学的基础理论知识，正确的解决工程设计中的各种实际问题，了解工程设计人员实际设计的内容、初步了解工程设计的基本方法，并能在设计中正确考虑影响设计的各项因素。

2. 熟练得运用相关软件和绘图软件，所绘工程图纸应符合国家建筑制图的统一标准，并能正确清晰地表达设计意图。

3. 掌握地铁车站结构设计的内容、方法和步骤，并了解地铁车站的一般特点和各种新的设计要求。结合车站所处自然条件及工程地质和水文地质等情况，以《地铁设计规范》为标准，合理选定结构设计方案以及适用的施工方法，力求使设计达到美观、适用、安全、经济。

2.2 准备工作和具体设计内容

2.2.1 在进行地铁车站设计之前，应收集下列资料

1. 场地岩土工程勘察报告，车站基坑支护设计参数。

2. 建筑红线、施工红线的地形平面图及基础结构设计图；建筑场地及其附近的地下管线、地下埋设物的位置、深度、结构形式及埋设时间等。

3. 车站基坑附近的地面堆载及大型车辆的动、静荷载情况。

4. 临近的已有建筑物的位置、层数、高度、结构类型、完好程度。已建时间以及基础类型、埋设深度、主要尺寸等。

5. 周围的地面排水情况，地面雨水与污水、上下水管排入和漏入基坑的可能性。

6. 已有相似地铁车站设计的经验性资料。

2.3东大桥站的设计资料如下：

2.3.1工程背景：

东大桥站位于东大桥路口东侧，朝外大街、工体东路、东大桥路、朝阳北路及朝阳路五条道路交汇与此形成五叉路口，路口西北象限为临街商用建筑群及东草园等居住小区；路口西南象限为蓝岛大厦和昆泰大厦等高层商业建筑；路口东南象限为市政绿化用地和CBD住宅、商业用地；路口东北象限为佰富国际商用高层写字楼；朝阳北路和工人体育场东路之间为公交站场（共5路公交车在此始发）。该区域是朝阳地区重要的客流集散点，地面交通十分繁忙。地铁车站设置在公交站场及以东的朝阳北路下，东西走向。

2.3.2工程概况：

东大桥站为三层岛式车站，有效站台宽13m，长158m，地下一层为地铁站厅层，地下二层为地铁设备层、地下三层为地铁站台层。主体结构采用双柱三跨结构，车站总长175m。车站标准段结构宽22.1m，高19.4m，覆土2.5～3.0m。

车站主体结构基本位于现况公交站场下，采用明挖法施工。

车站共设5个出入口，其中2个出入口共用通道，出入口均连至地下一层站厅层；设备层设两个安全口；车站共设2个风道，分别设于车站西北和东南；车站还设置1个垂直电梯口。除4号出入口穿越道路及控制性管线段采用暗挖法施工外，其他风道、出入口、安全口和垂直电梯口均采用明挖法施工。

2.3.3工程水文地质条件：

根据地质勘察报告，本段线路土层分布较为稳定，自上而下依次为人工填土、新近沉积土层、第四纪晚更新世冲洪积地层。本次计算选用XDD11钻孔的数据，XDD11钻孔位于主体范围内西北侧，基本能代表车站范围的地质基本情况，土层物理力学性质参数见下表1.

表1 XDD11钻孔地层物理力学性质现况地下水位标高22.68~23.62m，位于地表下14.48～15.88m，位于圆砾卵石⑤层中。抗浮设防水位按标高33m，地面标高取38.4m。

2.3.4客流预测：

预测单向高峰小时客流量：初期16800人次/小时，近期22800人次/小时，远期25800人次/小时。

2.3.5车辆及编组：

车辆采用地铁B型车，3动3拖编组。

2.4车站结构计算方法：

2.4.1 车站结构的荷载#8212;结构法

荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），衬砌在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计算方法称为荷载结构法。这一方法与设计地面结构时习惯采用的方法基本一致，区别是计算衬砌内力时需考虑周围地层介质对结构变形的约束作用。计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力，保证衬砌结构能安全可靠的承受地层压力等荷载的作用下，按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力，并进行结构截面设计。早年常用的弹性连续框架（含拱形构件）、假定抗力法和弹性地基梁（含曲梁）法等都可归属于荷载结构法。

本设计荷载结构模型采用结构力学弯矩分配法计算。在此方法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。

2.4.2 车站结构的荷载#8212;地层法

荷载#8212;地层法主要是建立连续介质模型(Continuum Model)，或称为地层-结构模型。围岩与结构共同构成承载体系，荷载来自围岩的初始应力和施工所引起的应力释放。结构内力与围岩重分布应力一起按连续介质力学方法计算；围岩与结构的相互作用以变形协调条件来体现；计算的关键在于确定围岩的应力释放和围岩的相互作用。

2.5设计原则：

1. 地下车站的结构设计应满足施工工艺、行车运营、城市规划、环境保护、抗震、防水、防灾、防火、防迷流、防腐蚀及人民防空等对结构的要求，同时做到结构安全、技术先进、经济合理与确保质量的要求。

2. 根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件及城市总体规划要求，结合周围地面既有建筑物、地下构筑物、管线及道路交通状况，通过对技术、经济、环保及使用功能等方面的综合比较，合理选择施工方法和结构型式。

3. 地下车站结构在施工及使用期间应具有足够的强度、刚度、稳定性及耐久性。应根据构件特点进行承载力（包括失稳）计算以及抗倾覆、滑移、抗浮、疲劳、变形、抗裂或裂缝开展宽度验算；并满足耐久性规定。

4. 地下车站结构的净空尺寸应满足地下铁道建筑限界及各种设备使用功能的要求、施工工艺的要求，并考虑施工误差、结构变形和位移等因素给出必要的富裕量。

5. 地下车站的结构设计应以地质勘察资料为依据，考虑不同施工方法对地质勘探的特殊要求，并在施工中通过对地层的观察和监测进行验证和反馈修改勘察资料。

6. 结构设计应减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，并应考虑城市规划引起周围环境的改变（包括未来换乘线路的实施）对地铁车站的作用。

7. 结构计算模型应符合实际工况条件，充分考虑结构与地层的相互作用和施工中已形成的支护结构的作用。

8. 地下车站结构按抗震设防烈度8度进行抗震验算，应根据设计烈度、场地条件、结构类型和埋深等因素选用能较好反映其临震工作状况的分析方法，并采取必要的构造措施，提高结构和接头处的整体抗震能力。

9. 结构防水设计中遵循”以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”以及”防水与结构设计并重和统一考虑”的原则。

10. 地下结构须具有战时防护功能并做好平战转换功能。在规定的设防部位，结构设计按5级人防的抗力标准进行验算，并设置相应的防护设施。

11. 车站结构所有的受力构件，尚应满足现行的《建筑设计防火规范》的有关规定。

2.6日程安排：

1．查阅文献资料，翻译英文资料 5－6周

2．车站结构设计方案比选 7－8周

3．对车站主体部分进行结构计算及配筋 9－12周

4．车站主体工程施工方法及施工组织 13周

5．设计图件绘制 14－15周

6．编写毕业设计报告、准备答辩 15－16周