地铁入口空间布局对室内空气质量的影响研究

城市地铁地处繁华地区,结构封闭,周边环境污染源较多,室内易积累污染物。本研究重点关注地铁口空间布局对室外颗粒物进入的影响,在调研中选取地铁站入口方向、顶棚形态、入口高宽比3个形态指标作为影响因子,经过实测验证CFD模型的可行性后,选择RNG k-ε模型模拟不同风速下各地铁口形态的室内污染情况。结果表明:(1)侧向比正向入口颗粒拦截率高一倍;(2)入口高宽比小于1∶1时入口宽度越大,地铁站整体空气质量越好;(3)顶棚形态对室内颗粒物的消减排列为:斜顶>平顶>无顶;(4)地铁口空间形态对不同直径的颗粒拦截效果不同。形态设计可以改善站内颗粒物进入情况,通过空气对流、回流减少室外污染物的直接灌入。

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。

接驳地铁站的共享单车碳减排效益评估

为促进城市交通绿色低碳化发展,以接驳地铁站的共享单车为研究对象,量化共享单车在接驳地铁站时替代其他交通方式所降低的碳排放量,构建共享单车碳减排量时空矩阵,根据非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)识别共享单车碳减排情景,从多情景层面分析共享单车碳减排效益及其时空分布特征。结果显示:在全天层面,共享单车单次接驳的碳减排量为62.75 g;在多情景层面,共享单车碳减排效益存在时空差异;在时间上,各情景中碳减排量在不同时段达到峰值,早晚高峰期间的碳减排量占全天碳减排总量的45.26%;在空间上,各情景中均有明显的碳减排量高密度区域和次高密度区域,且不同情景之间这些区域的空间分布存在差异。研究成果可为城市交通减碳政策的制定提供参考。

地铁车站BIM模型信息完备性审查研究

随着智能建造的发展,三维正向设计逐渐替代了传统二维设计,对设计成果的交付审查也将同步转换为对建筑信息模型的审查。地铁建筑设计区别于其他建筑具备较强的功能性,在实际设计交付成果审查中,会存在错审率、漏项高等问题。为解决该问题,本文依据相关国家标准,构建适用于地铁车站建筑信息模型完备性审查的本体模型,同时集成工业基础类(IFC 4.0)实例信息、计算机规则技术,实现模型完备性审查。以地铁车站的建筑单元为例,实现地铁车站模型在方案设计阶段的交付工作。该方法的提出有助于促进整个建筑行业的信息化发展。

砂卵石地层浅埋地铁车站暗挖施工关键技术

研究目的:针对富水砂卵石地层地铁车站明挖法施工面临的道路交通问题,本文依托成都富水砂卵石地层首次采用暗挖法施工地铁车站的成功案例,对暗挖法施工关键工艺开展研究,指明了暗挖导洞设置及其开挖时序、地层超前预加固方式、初期支护类型、永临结合钢管柱以及拱形盖板扣拱等关键工艺,明确了富水砂卵石地层浅埋大跨地铁车站首次采用暗挖法施工的可行性。研究结论:(1)基于“化整为零”的思路,借助大刚度管幕超前支护,明确了导洞设置原则,采用多导洞法实施钢立柱与盖板(顶板)后,可按盖挖法理念完成超浅覆土下的地铁车站暗挖施工;(2)浅覆土管幕打设精度与地层扰动控制是富水砂卵石地层沉降控制的关键,应遵循“精准定位、及时纠偏,欠土顶进、严控超挖,先低速后匀速”的基本原则;(3)基于初期支护主要以被动承载为主,格栅钢架经济性好、施工方便,喷混后抗弯刚度增幅将近8倍,且大于工字钢喷混后等效抗弯刚度,宜采用格栅钢架;(4)顶部预埋倒L形钢板的“蛇形”中立柱,可实现两侧衬砌结构的有效连接与水平向有效传力,液压反循环钻机可满足小净空条件下高精度永临结合钢管柱施作需要;(5)本研究结论可为类似地层暗挖法车站施工提供借鉴与参考。

地铁车站工程专项方案施工风险耦合致险评估

研究目的:安全专项方案风险评审是保障地铁车站重大工程施工安全的重要基础。针对地铁车站工程施工方案人工风险评审缺乏多风险耦合考虑、评审效率低等问题,提出构建基于系统动力学的风险耦合模型评估方法,其安全风险评价结果能有效支持专项施工方案风险评审和现场安全管理。研究结论:(1)基于工程安全风险事件的作用特征分析,得到了安全风险系统的演化路径及风险事件间的耦合关系;(2)建立了基于系统动力学的专项方案施工风险评价模型,其获得的具有时空信息工程风险评价结果,符合工程实际且便于工程师理解;(3)本研究成果可为地铁车站重大工程安全风险自动评审、方案修订以及现场应用提供支持,具有良好的理论和实践价值。

TOD导向下的城市轨道交通站区用地绩效评价——以广州若干地铁站区为例

为推动TOD的本土化实践,聚焦于现有的地铁站区用地成果,应用用地绩效评价分析框架并结合TOD用地原则,构建TOD导向下的站区用地“强度—结构—价值”三维绩效评价体系,同时采用改进的TOPSIS法与障碍度模型对广州若干地铁站区进行实证研究,得出案例站区的TOD用地绩效水平,并从中总结TOD用地实践的积极经验。结果表明,部分案例站区已具有一定的TOD用地特征,尤其在用地结构、价值等维度上表现出良好水平,汲取相关成熟经验对于TOD的本土化实践具有较强的借鉴意义,但也需正视传统用地强度模式与TOD理念间的冲突、用地结构的优化与经济、社会等多元价值的协调等重点问题。

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。

上海地铁运营车站出入口底板改造防水技术探讨

上海地铁运营线网中,有为数不少的车站出入口缺少下行自动扶梯,根据相关部门要求,上海地铁已开展了一部分出入口的加装扶梯改造,并计划未来几年覆盖全网;加装扶梯过程中,有部分出入口需要局部开挖结构底板增设扶梯基坑,施工风险较大。以此类涉及出入口改造项目为例,介绍运营车站出入口底板改造中的防水关键技术,以期为今后同类型改造项目的防水设计提供借鉴。

暗挖地铁车站施工中靶向注浆技术的影响因素及效果控制

[目的]常规注浆施工技术中浆液无效扩散较为严重,对岩土体的加固效果不理想。对此,需研究靶向注浆技术在地铁车站及隧道预注浆施工中的应用。[方法]阐述了靶向注浆技术的加固机理,基于双液浆的流变方程,并结合均匀毛管组理论,分析靶向注浆技术的影响因素,推导得到双液浆柱形渗透扩散时扩散半径及浆液压力计算式。将推导得到的理论计算式应用于某地铁车站的预注浆工程施工中,以验证预注浆施工的效果。[结果及结论]靶向注浆技术将压密注浆技术和渗透注浆技术相结合,在保证注浆效果的同时能节约材料的用量并保护周边环境。参数分析显示:浆液扩散半径值受地下水压、浆液流速、双液浆黏性参数A和黏性参数B的显著影响,在所假定的参数变化范围内,浆液扩散半径的变化规律得到了较好的体现。现场监测数据表明,整个预注浆施工过程中未造成地表抬升和环境污染,注浆加固效果可达到安全开挖要求,达到了预期的效果。

基于建筑环境心理学理讼的地铁空间艺术化营造

[目的]地铁站的空间体量、布局、形状、尺度及环境艺术氛围的营造,对于乘客的心理和感触效应有较大影响。为提升乘客满意度,升华建筑功能,同时体现出对使用者感官和精神的尊重,需要基于建筑环境心理学对地铁空间艺术化营造进行探究。[方法]从建筑环境心理学角度分析了地铁站地下空间的特点及地铁空间艺术化营造的需求。以乘客对传统车站空间环境品质的真实体验为视角,从地铁空间形态优化、室内外空间互联互通、车站光营造、环境色彩、感官营造等方面,结合实际设计案例,对地铁空间艺术化营造的功能空间及实际效果进行研究。[结果及结论]地铁站内部及外部空间艺术化营造的设计手法,需充分发挥多学科研究优势,重视人与地铁空间环境的互动,建设符合时代要求的“以人为本”的轨道交通建筑。

岩溶地层地铁车站深基坑渗漏灾害成因分析

[目的]富水岩溶深基坑施工开挖常发生基坑侧壁或底部突涌灾害问题,应针对富水溶洞地层深基坑开挖时的渗流稳定性进行深入研究。[方法]依托佛山地铁3号线中山公园站深基坑开挖工程,对深基坑渗流特性及坑底涌水机理进行深入研究,建立了基坑-土体-溶洞三维数值模型,采用等效渗透系数法对岩溶-地层渗流场进行耦合模拟。[结果及结论]通过仿真模拟分析,获得了不均匀地层中岩溶区富水程度对基坑渗流场及涌水量的影响规律,阐明了基坑底部土体竖向平均水力坡降演变特性,揭示了该地岩溶区基坑底部突涌水机理,研究结果可为富水岩溶地区深基坑工程的设计与施工提供参考。

基于XGBOOST-SHAP的地铁建成环境与站点出行距离的非线性关系研究

相较于传统地铁客流量特征分析,地铁站点平均出行距离的研究可以更加精细化了解地铁网络客流流动性特征。为探究多重建成环境与站点平均出行距离之间的复杂关系,以西安市地铁系统为研究对象,从土地利用、兴趣点分布、周边交通建成环境、站点自身属性等方面构建11种建成环境指标,建立基于极端梯度提升的XGBOOST-SHAP归因分析架构的可解释性机器学习模型,以揭示两者之间的非线性关系。同时,将该模型拟合回归效果与梯度提升决策树(GBDT)及最小二乘回归(OLS)进行比较,以验证XGBOOST模型在拟合回归效果上的优势。结果表明:XGBOOST模型的R方、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)值分别为0.75、0.95、1.36,其拟合效果要优于GBDT与OLS模型。站点平均出行距离呈现出明显的环状分布的空间异质性。SHAP归因分析结果表明:距市中心距离特征贡献最大,路网密度、土地利用混合度、公交线路数量以及住宅数量对出行距离的贡献度也相对较高;POI香农熵指数、餐饮服务点对平均出行距离的正负反馈不明显;其余指标对平均出行距离的影响均呈现出正负反馈机制结合的趋势。研究结果对交通需求分析、线路容量优化、运营效果评估等提供了数据支撑,可有效提高地铁交通便利性,满足不同区域的出行需求并改善整个地铁系统的效率和可持续性。

进出站客流特征驱动的地铁车站画像构建及风险识别

基于地铁刷卡数据,采用K-means时间序列聚类算法对北京市40个换乘站及157个中间站和首末站的进出站客流进行画像分析及客流风险识别。考虑地铁车站在轨道交通运营网络中的位置属性,分别提取高峰时段的大客流特征和换乘客流的时空分布特征,将地铁换乘站分为4类,中间站分为6类,首末站分为2类。聚类结果表明:各类型车站的进出站客流和换乘客流在高峰时段的时间不均衡性较为突出,考虑不同周边用地性质,地铁客流的空间不均衡性较为显著。通过辨识不同地铁车站类型及其对应的客流时空特性规律,提出基于特征值数据的客流风险等级评价方法,分析了典型的换乘站客流风险状态。结果表明:不同类型的换乘站客流风险时段有所区别、客流风险等级不同,其中B类型换乘车站客流风险最高。本研究能为地铁客流精细化诱导和地铁运营风险防控提供支持。

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。

大客流场景下地铁电扶梯故障的乘客疏散

地铁车站客流量大、疏散路线复杂、地下空间有限,一旦发生突发事件而乘客未得到及时疏导,易造成人员恐慌,引发严重安全事故和财产损失.因此,基于安全疏散的地铁车站客流调控,对确保乘客安全出行,维持地铁系统运营具有重要作用.基于社会力模型,以深圳地铁1号线车公庙站为例,运用仿真软件AnyLogic建立地铁车站大客流场景下的疏散模型,从微观角度模拟分析了叠加电扶梯故障突发事件对客流疏散的影响,对比实际调查的高峰期站台容纳量数据,突出大客流场景研究的重要性.通过仿真实验证明突发事件发生时平均分配疏散客流措施效果更佳,将原目的地为拥挤处电扶梯的乘客引导至其他电扶梯虽然会造成部分乘客走行距离的增加,但疏散速率会提升,高峰时期能够提升46.51%,大客流场景下能够提升93.26%.在大客流疏散背景下,叠加不同位置的电扶梯故障假设情景,分类讨论具体的客流平均分配方案,通过仿真实验定量确定各情景下的最佳客流分配方案,为地铁运营部门制定疏散预案提供参考.

三维实景技术在数字地铁建设中的应用

数字地铁建设中的重要基础是构建可视化、可量测的地铁车站二三维模型。传统的地铁车站现场测量方法存在外业工作量大、自动化程度低、测量效率低、获取信息少、成果不够全面等缺点。本文采用实景三维技术快速获取地铁车站空间信息,该方法具有非接触测量、高效率、高精度、自动化程度高、信息全面丰富、成果形式多样、拓展性强等优点,能为地铁日常的运营和管理提供权威、准确、直观的测绘数据,同时还能尽量减少对车站日常运营管理的影响,助力上海地铁数字化转型。

基于乘客行为探讨大客流地铁车站站台宽度计算方法

[目的]根据GB 50157—2013《地铁设计规范》计算出的大客流地铁车站站台宽度偏小,难以消化巨量的客流压力,基于乘客在站台的行为特征提出一种新的站台宽度计算方法。[方法]介绍了现行站台宽度计算方法,并对其与大客流车站站台实际客流进行偏差分析;设置列车未到站和列车进站后两种工况,提出大客流车站站台宽度计算方法;以西安某大客流地铁车站为例,对所提站台宽度计算方法进行实例测算。[结果及结论]鉴于部分车站高峰时段与城市高峰时段不一致,站台宽度计算公式引入车站偏差系数,以车站高峰小时作为确定站台宽度的计算时段。若车站为换乘站,两股分支客流之间存在对向干扰,引入对向干扰系数。站台客流在列车到站后经历了4个阶段,第2阶段对站台占用需求最大,并呈“块”状静止和“线”形移动两种客流特征。与现行规范的站台宽度计算方法相比,所提站台宽度计算方法对大客流车站具有更好的适应性。

兰州地铁站灰尘重金属的PMF模型源解析与累积特征研究

通过在兰州地铁站站台布设11个调查样点,监测分析地表灰尘元素As、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb累积特征及来源。结果表明:兰州地铁站站外和站内地表灰尘中As、Cr、Cu、Pb的平均值均高于甘肃省和兰州市土壤背景值;站内地表灰尘以Cr、Cu、Ni和Pb为主要污染物,站外污染以Cu和Pb为主,且站内地表灰尘重金属综合污染整体高于站外;源解析结果显示,站内地表灰尘重金属主要来源于交通源和人为污染源的混合源、工业源、交通源和大气沉降源的混合源,贡献率分别为30.0%、33.6%、36.4%,站外主要来源为交通源和大气沉降源的混合源、燃煤源和交通源的混合源、交通源,贡献率分别为38.7%、29.6%、31.7%。

考虑洪水入侵的地铁站楼梯疏散风险研究

为增强地铁站应对洪涝灾害能力和楼梯设计韧性,基于改进的k-ε模型和洪涝疏散风险评价模型,构建地铁站楼梯上洪水入侵流态数值仿真场景,定量分析坡梯设置、楼梯倾斜度和洪水深度对洪涝疏散风险的影响。研究结果表明:在相同倾斜度(23.2°)和入侵洪水水深(0.3 m)的情况下,相较于楼梯台阶对洪水的阻缓作用,斜坡上洪水流速更快、水深更为平稳,但斜坡具有更高的洪涝疏散风险;洪涝疏散风险与楼梯倾斜度成正相关,疏散风险随着楼梯台阶的降低呈现“前快后缓”特征,斜坡对疏散风险的边际影响更为均匀,而宽大的台阶设置更有利于缓解疏散风险;楼梯上平台入口水深越大,洪涝疏散风险越高;洪水与下平台积水容易产生跳水现象,导致洪涝疏散风险急剧攀升和震荡递减。研究结果可为地铁站科学制定洪涝疏散方案和楼梯设计提供理论指导和管理启示。