黄土地区洞桩法地铁车站边桩和中柱的受力变形机理

[目的]为了确保黄土地区洞桩法车站施工过程中重要竖向承重构件的稳定性,需要对施工过程中边桩和中柱的受力变形机理进行研究,并对最不利受力阶段边桩和中柱提出变形控制措施。[方法]以西安地铁2号线何家营站为研究背景,通过数值模拟与现场监测的方法,对施工过程中边桩的水平位移、钢筋内力、水平土压力及中柱应变展开研究。[结果及结论]扣拱施作以及站厅层和站台层土体开挖是边桩水平位移最不利的三个阶段,在这些关键阶段施工时,应在结构内部架设钢支撑并适当加固已扰动的地层;在桩梁和扣拱施作中,边桩主筋承受轴向压力,而在站内剩余土方施工阶段,边桩背土侧的钢筋由轴向压力逐渐转化为轴向拉力,且随着边桩埋深的增大,钢筋的轴向拉压力增长变缓;在扣拱初期支护施作中,土压力在边桩埋深6.6 m处达到最大值34.5 kPa,且随着边桩埋置深度增大,边桩的桩侧压力增长速率显著,因此车站内侧的土方开挖是控制边桩迎土侧土压力大小的关键阶段,必要时对桩后土体进行注浆加固有利于提高桩基的承载力;中跨扣拱施工时,中柱的应变呈现出先减小、后增大的趋势。

区域轨道交通跨线站配线方案研究

“四网融合”发展背景下,区域轨道交通网络化运营成为重要发展趋势,而跨线站则是实现不同轨道交通线路互联互通的关键节点,因此有必要对跨线站设计进行探究。从优化车站运输组织出发,对跨线站配线方案进行研究,为实际配线布设提供参考。首先,以跨线运营模式为研究对象,根据跨线前后信号制式异同,将跨线分为同信号制式跨线和跨信号制式跨线,分析两种跨线模式列车作业种类及流程,并研究两种模式下行车组织、承载客流形式、应急管理等因素对于车站配线设置的相关需求。之后,结合配线需求,针对同信号制式和跨信号制式跨线站,分别提出了配线布置原则。最后,基于布置原则,在进一步分析两种跨线站列车作业特征基础上,研究并提出适用于不同车站构型、不同客流特征的典型配线设置方法,并进一步考虑运输组织适应性、建筑规模、工程量等因素提出适应不同实际运营场景的建议方案。通过研究,对于同信号制式跨线站,建议以在发车端设单渡线、交叉渡线等配线为主;对于跨信号制式跨线站,结合当前技术条件建议增设到发线,并根据实际需求设置折返线等其他配线。

城市轨道交通装配叠合整体式地下车站防水关键技术

[目的]为提高装配叠合整体式地下车站的防水性能,助力其在城市轨道交通工程中的应用,需对此类型地下车站的防水关键技术进行研究。[方法]对装配叠合整体式地下车站的混凝土抗裂防渗技术、外包防水方案及细部构造防水方案等进行了研究。[结果及结论]预制板墙构件开裂风险较大位置主要为厚度分别为500 mm和350 mm的结构表面,以及厚度为100 mm的结构中心和表面;预制顶板降温速率不宜大于2.2℃/h;预制墙板水蒸气养护由45℃降至10℃的时间不宜小于24 h,降温速率不宜大于1.5℃/h;叠合结构体系中,以受拉为主的构件宜采用水洗露骨料施工工艺,以受剪为主的构件宜采用凿毛施工工艺;温度场调控与膨胀历程调控可有效降低混凝土开裂,提高车站防水性能;车站主体结构外包防水方案,后嵌式圆形压缩密封条设计,压缩密封节点湿埋收头,以及预制板在牛腿位置的黏结措施等防水方案,提高了车站节点的防水性能。该方案在锡澄线南门站的成功应用,对于促进此类型地下车站在城市轨道交通工程中的应用,以及缩短施工工期、提升劳动生产效率、促进建筑产业转型升级等具有促进作用。

北京地铁10号线西土城站换乘改造施工技术

[目的]以北京地铁10号线西土城站换乘改造施工为例,对未预留换乘条件的既有地铁车站换乘改造施工方案展开研究。[方法]为满足与北京地铁昌南线换乘的要求,对既有1号线西土城站进行换乘改造。在既有地铁10号线西土城站站厅层侧墙开洞与换乘通道接驳;清空站厅层,全部改为付费区,闸机、安检移至各出入口地面厅或地下厅;在站厅层与站台层之间的楼板开洞增设自动扶梯、电梯等。此外,对站内施工区域的混凝土结构进行沉降变形监测,以控制侧墙破除、楼板开洞等站内改造施工作业对既有车站自身结构的影响,保证了北京地铁10号线西土城站换乘改造施工的安全和混凝土结构稳定。[结果及结论]建议在以后的地铁车站规划时,应具有一定的前瞻性,从城市轨道交通发展的大层面进行车站的结构设计,以充分预留出换乘空间。

地铁车站月平均气温随运营年限演化特性

建立了地铁车站空气热平衡理论模型,基于区间隧道空气温度和车站围岩土体蓄放热量,得到车站月平均气温在运营初期、中期和远期的逐年演化特性。研究结果表明:随着地铁车站运营年限的增长,月平均气温呈现逐年上升趋势,运营第15年较第1年,车站月平均气温在1月温升最低为3.1℃,8月温升最高为10.6℃;在现有地铁行车密度随运营年限增大的运行模式下,地铁车站运营初期行车密度仅为15对/h,夏季车站最高气温出现在第5年,为26.4℃,远低于夏季站厅站台空调设计温度平均值29℃,所以运营初期车站空调系统提供的冷量远大于车站的冷负荷需求,初期车站空调系统存在一定的节能空间。

地铁车站照度对乘客主观情绪和视觉绩效认知的影响研究

[目的]合理的照明环境对提高地铁车站服务水平、保证乘客疏散安全、促进公共交通可持续发展起着重要作用。为促进地铁车站照明环境设计的科学化和合理化,需研究地铁车站不同照度环境对乘客主观情绪和视觉绩效认知的影响。[方法]采用眼动追踪技术、视觉绩效认知评估技术、三维情绪评估模型相结合的方法,提出了眼动试验评估、视觉绩效认知评估、主观情绪评估3个评估类别共计8个参数的计算方法。设置了试验流程,将照度作为自变量,选取了5个照度水平进行试验研究。构建了不同照度同乘客主观情绪、视觉绩效认知参数之间的关系模型,并对试验结果分别进行了单因素方差分析、相关度分析及综合分析。[结果及结论]照度对乘客主观PAD(愉悦度、唤醒度、控制度)、视觉绩效认知均有显著影响。提高乘客的愉悦度和唤醒度,能够缩短乘客的视觉认知时间。照度在200~230 lx时,乘客的主观情绪、视觉绩效认知水平均达到最优。

地铁站内部装饰设计中美学元素符号的应用——以太原地铁2号线为例

太原地铁2号线是太原市于2020年开通运营的第一条地铁线路,对于太原的城市发展具有里程碑的意义,对于弘扬太原地域文化也有重要的意义。地铁文化是现代城市文化的重要组成部分,地铁文化和地域文化有机结合,可以彰显城市特色。太原地铁2号线的内部装饰设计围绕“华夏古文明,山西新时代”的主题,充分挖掘太原地域文化特色,打造艺术长廊,诠释、发扬、创新晋史文化,绽放多彩艺术魅力。

城市轨道交通装配式地下车站新型构件连接方案的抗剪及抗震性能分析

[目的]为了进一步推广地下装配式结构在城市轨道交通工程中的应用,应对城市轨道交通车站明挖装配式出入口施工的关键技术(尤其是新型构件连接方案)进行研究。[方法]设计了由2块尺寸相同的不等边C形标准构件(有2道横向裂缝)拼接而成的城市轨道交通车站装配式出入口结构,基于此结构提出了一种新型的构件连接方案。通过模型试验及数值模拟,研究了该新型连接节点的抗剪性能和抗震性能,得出了不同受力条件下的荷载-位移曲线、抗剪形态、抗震耗能及延性等指标,验证了该新型连接节点的可靠性。[结果及结论]装配构件的截面抗剪承载力远高于传统现浇截面抗剪承载力;型钢的存在可以充分保证试件的抗剪能力;“承插接口+型钢插板”是一种可靠的连接方式,其各项性能与现浇试件相比大致相当;型钢插入长度的变化对接缝处裂缝及其最大承载力的影响很小,建议选用的型钢插入长度等与构件厚度一致。

基坑开挖卸荷对侧方隧道的影响研究——以南京市某地铁车站基坑开挖为例

为研究基坑土体开挖卸荷对围护结构、墙后土体变形以及隧道的影响,针对南京地区地铁车站基坑开挖对侧方既有隧道的影响进行研究,借助有限元软件ABAQUS建立二维隧道-基坑数值模型,重点对隧道水平和竖向位移、隧道结构应力、支护桩水平位移以及基坑周边地表沉降进行分析。研究表明,由于拱顶处混凝土厚度较薄,抵抗变形能力较差,水平位移最大值出现在南侧隧道拱顶位置,基坑开挖过程中,第二和第三层土体开挖对隧道竖向位移影响最大;隧道结构的拉应力整体上随基坑开挖的进展呈现逐渐增加的趋势,第二层土体开挖对隧道结构的拉应力和压应力影响最大;隧道的存在会在一定程度上提高周围土体的刚度,使得土体变形减小,支护桩水平位移曲线呈现“两端小,中间大”,受隧道的“遮挡效应”影响,近隧道水平位移小于远隧道侧;基坑开挖过程中地表沉降变形形态呈“凹槽型”,隧道结构的存在能有效控制近隧道侧地表变形。

跨座式单轨列车与地铁列车通过高架线路时辐射噪声特性对比试验

[目的]城市轨道交通的辐射噪声对环境影响较大,当前针对地铁列车辐射噪声的研究不能直接指导跨座式单轨列车的外部噪声控制,因此有必要进一步研究跨座式单轨列车的辐射噪声特性。[方法]将重庆轨道交通1号线作为地铁列车辐射噪声试验对象,将重庆轨道交通3号线作为跨座式单轨列车辐射噪声试验研究对象,采用试验的方法研究了跨座式单轨列车和地铁列车运行过程中的辐射噪声声压级;选取与轨道梁中心距离分别为7.5 m、10.0 m、20.0 m处的测点进行研究,对比分析了不同工况下,跨座式单轨列车和地铁列车各测点的声压级。[结果及结论]跨座式单轨列车在直线路段的平均最大辐射噪声声压级整体大于曲线路段,且其随着测点与轨道梁中心距离的增加而逐渐减小。直线路段和曲线路段工况下,跨座式单轨列车的平均最大辐射噪声声压级比地铁列车的平均最大辐射噪声声压级小4~10 dB(A)。

天津某地铁车站深基坑工程监测数据分析

为了研究深基坑开挖变形规律及变形控制要点,以天津某地铁车站深基坑工程为研究对象,对深基坑施工全过程监测数据进行了分析,重点研究了施工过程中地下连续墙水平位移、支撑轴力、地表沉降、周边建筑物等实测数据随各施工工序和时间的变化规律,并对南侧地下连续墙墙体水平位移和建筑物变形超标的原因进行了详细分析。实测数据表明:地下连续墙施工及降水试验期间地表及建筑物沉降明显;除南侧地下连续墙体水平位移和建筑物变形超标外,其他各项变形数据均小于设计允许值;地下连续墙的施工质量对墙体水平位移有显著影响;建筑物沉降比地表沉降更加敏感;基坑开挖过程中除监测外,还应加强对墙体质量、渗漏水等情况的巡查。

天津地铁某车站基坑开挖前降水试验研究

为了验证基坑围护结构的隔水能力,预判降水施工对周边环境的影响,通过天津地铁某车站基坑开挖之前的降水试验,明确造成潜水层和第一承压水层水位下降的主要原因;对该车站基坑地下连续墙水平位移、地表沉降、附近建筑物沉降情况进行了分析,认为提高地下连续墙施工质量和避免一次性降水深度过大能有效控制降水对周边环境的影响。

地铁平行换乘车站综合管线设计研究

本文通过举例对已运营通车的地铁平行换乘车站综合管线设计的特点进行了说明,对其所涉及的专业进行了分类解读,列举了平行换乘车站综合管线相关的设计原则,剖析了综合管线设计的流程及相关心得,对综合管线设计的关键点、重难点及其处理措施进行了分析总结,提醒了需要注意的设计接口问题,并给出了相应的设计建议,旨在总结设计经验、把握设计关键点,规避设计误区、提高设计效率,以期为以后同类型地铁车站综合管线设计和施工提供参考。

软弱地层条件下土体分层沉降监测与深层沉降监测对比研究

以某城市轨道交通暗挖车站工程为例,简述软弱地层条件下土体分层沉降监测与深层沉降监测两种常用方法,旨在探讨软弱地层条件下两种方法的有效性和实用性。梳理软弱地层土体沉降监测的相关理论和方法,并以实际工程为例,实施土体分层与深层沉降监测,对收集到的监测数据进行整理、分析和处理。研究结果表明:分层沉降监测与深层沉降监测均适用于软弱地层条件下的城市轨道交通暗挖车站工程,能够为施工安全提供重要信息,但深层沉降监测比分层沉降监测埋设效果更好。研究结果以期为城市轨道交通暗挖车站工程的安全施工提供科学依据和技术支撑。

上海地铁某车站空调系统高效制冷机房改造实测分析

地铁车站空调系统高效技术是当前轨道交通节能降碳的主要手段,针对上海某地铁车站制冷机房高效化改造的具体情况、改造效果、能效提升进行了详细的分析和研究。改造选择了磁悬浮冷水机组,应用了变频技术来优化水泵的运行,改造后空调季制冷机房平均能效比达到5.16,年节电量约为30万kWh,节能效果显著。通过对制冷机房运行数据进行对比分析得知,负载率的优化对冷水机组能效具有直接而显著的影响,通过调整冷机出水温度和优化水泵变频策略,能进一步提高制冷机房的能效,为地铁车站制冷机房高效化改造和能效提升提供参考和帮助。

装配式车站结构榫槽式预应力螺栓接头抗弯性能

[目的]合理的接头结构对车站安全至关重要,因此有必要研究附加预应力措施对装配式车站结构接头抗弯性能的提升效果。[方法]建立了采用预应力螺栓连接的榫槽式预应力接头精细化有限元模型,通过四点弯曲的加载方式,分析了不同螺栓设计参数对接头抗弯承载性能的影响。[结果及结论]在弯矩加载过程中,采用预应力螺栓连接的接头构件表现出较好的整体性,凹侧构件受拉侧手孔位置的应力集中引起了附近混凝土的受拉破坏;预应力螺栓接头构件的竖向位移及接缝张开量均随着螺栓直径、螺栓长度的增加而逐渐减小,其减小幅度随着螺栓直径、螺栓长度的增大而逐渐递减;设置螺栓预紧力能够显著提升接头的抗弯能力,其对接缝张开量的变形控制效果十分明显;提出了预应力螺栓直径、长度、预紧力等设计参数的优选建议。

地铁车站矩形顶管壳-接头理论模型及纵向变形

针对矩形顶管隧道易受影响产生纵向变形、进而引发接头破坏的问题,提出一种矩形顶管隧道壳-接头理论模型,并以此研究隧道在不均匀沉降作用下的纵向变形。首先,通过室内模型试验,探究矩形顶管隧道接头力学特性;其次,建立壳-接头理论模型,给出接头力学元件的刚度矩阵及其计算方法;然后,建立数值模型,并与室内模型试验结果进行对比;最后,依托20环管节的矩形顶管隧道工程实例,研究不均匀沉降作用下的隧道纵向变形。结果表明:接头破坏表现为闭合间隙、钢套环受力和变形破坏3个阶段,接头的抗剪和抗弯均由钢套环承担;壳-接头理论模型的模拟计算结果与模型试验结果较吻合,验证了模型的实用性和准确性;矩形顶管隧道的纵向变形受地基刚度影响显著,砾砂、粉砂和黏土3种地层对应的隧道最大附加沉降分别为3.72,7.66和12.14 mm,随着地基刚度的减小,隧道接头受不均匀沉降的影响将会增大。

基于计算机视觉的轨道交通站内火灾检测与定位

为及时有效地处理轨道交通站内火灾事件,本文提出基于计算机视觉的站内火灾检测与精细化火灾定位模型(Fire-Detect)。首先,基于Unity仿真模拟和收集互联网图像数据的方式制作站内火灾图像与视频数据集Fire-Rail,用于训练构建的火灾检测算法和精细化火灾定位算法;其次,基于卷积神经网络、残差结构与通道注意力机制构建火灾检测算法,用于检测站内监控视频中每帧分别为“正常状态”或“疑似火灾”状态;最后,在“疑似火灾”状态下,模型启动精细化火灾定位算法,将图像以及后续的每帧图像输入精细化火灾定位算法中,并实时输出火灾发生场景下的精细化火灾定位信息。在Fire-Rail数据集上进行实验,火灾检测算法在测试集的准确率为95.12%;此外,卷积神经网络层级实验平衡了资源消耗和准确率,消融实验验证了各部分的有效性,鲁棒性实验表明,该算法能处理大部分噪声,整体模型的平均火灾定位检测精度mAP为77.3%,可应用于轨道交通站内视频监控设备。

站台门间隙异物自动检测系统设计与实现

[目的]站台门间隙异物检测环节对地铁运营安全有影响,故有必要研究一种新型的地铁站台门防夹检测系统,使未来的FAO(全自动运行)系统更加安全与高效。[方法]采用视频和激光雷达算法融合技术,提出了结合视频图片识别和雷达点云数据的双重判据AI检测策略,创新性地采用了PointNet算法架构来进行地铁站台门间隙异物的检测,实现摄像头视频辅助激光雷达工作模式。若被检测间隙出现异物,则报警和视频联动,第一时间捕捉报警现场视频。利用多维深度学习方法,降低误判概率。[结果及结论]在系统设计中,提出传感器交叉叠装分层安装方法,实现间隙异物冗余检测功能;通过交叉互检机制,有效提高了检测装置的冗余性和可靠性;使用2D传感器实现3D检测效果。所研制系统为地铁信号系统提供安全联锁信号,提供报警信息给综合监控系统,并推送手环报警信息给现场运行人员。使地铁站台门间隙异物检测更加准确可靠,为地铁的全自动运行提供安全保障。

吴文化元素在苏州地铁公共空间中的表达与应用

[目的]以城市地域文化传承为背景,探讨吴文化元素在苏州地铁公共空间中的融合与运用,总结吴文化元素在地铁公共空间的应用价值及策略。[方法]由吴文化兼收并蓄、崇文重教、柔中蓄劲、人巧天工等内涵出发,从典型性提炼、抽象化法则、文化符号重构三方面提出了吴文化元素的提取方法;利用案例分析法从设计说明、材料工艺、工艺施工及技术要求层面对苏州地铁出入口、站内公共艺术、车厢厢体吴文化元素的运用展开分析,详细介绍了吴文化建筑元素、园林元素、文化性格、餐饮文化、宗教信仰、语言文化、戏曲文化等方面对构建独特苏州地铁文化景观的具体做法。[结果及结论]通过吴文化元素提取的法则,建立吴文化符号设计系统、赋予吴文化符号功能及文化语义、运用现代设计手段实现传统文化在地铁公共空间转译传达,对传承城市文脉、塑造新时代城市精神,提升城市文化软实力具有推动意义。