既有地铁车站侧墙开洞改造设计方案

地铁车站换乘改造时,需要确保既有运营车站的结构安全和运营安全。以合肥轨道交通1号线云谷路站侧墙改造为例,提出了一种一次性凿除单个开洞的侧墙改造方案,并采用三维有限元软件计算分析了各工况下既有车站的内力重分布及变形情况。验算结果表明,所提出的改造方案可满足既有车站结构安全要求。

既有地铁车站接驳通道部位侧墙开洞的相关设计研究

随着我国城市化进程的不断加快和经济的日益发展,城市公共交通压力与日俱增,而地铁作为大运量的交通运输工具在缓解城市交通拥堵方面起着至关重要的作用,随着地铁工程的大量修建和迅猛发展,使得新建地铁车站及商业综合体与既有地铁车站衔接并形成整体已成为车站设计的一个重要内容。但是由于前期线网建设时序等因素,先期建设的地铁车站未给远期地铁车站预留换乘条件或预留换乘条件无法满足现行客流及规范等相关要求,因此新建车站时需对既有车站结构板墙进行局部破除改造,由于车站主体结构板墙开洞后,将导致板墙支承约束条件和传递荷载路径的变化,从而改变车站局部结构的受力状态,通过调研既有车站侧墙开洞连接技术的的设计方案,利用理论分析及数值模拟等技术手段,提出不同边界条件下既有车站侧墙开洞的设计施工方案,以期为后续类似换乘改造设计和施工提供理论依据和技术支撑。

装配整体式地下车站侧墙开洞结构力学性能分析

当前侧墙开洞的研究主要集中在地上结构开洞墙体的整体受力性能,而对装配式地下车站侧墙开洞结构的研究还较少。综合考虑侧墙开洞结构受力及施工难易程度,接口框架分拆为梁和柱,节点设置在梁端。为确定侧墙开洞结构的力学性能,对设计方案进行了力学试验与数值模拟分析。研究结果表明:通道接口的破坏形态主要表现为洞口梁端的扭转斜裂缝,梁的扭转破坏是侧墙开洞结构失效的主要原因;侧墙开洞结构的刚度退化的主要原因是混凝土开裂,而构件中钢筋屈服的影响基本上可忽略不计;对侧墙开洞结构进行数值分析,可得到构件的内力分布;梁端的扭转承载力是侧墙开洞结构平面外承载力的主要部分。给出了洞口梁的扭转承载力建议公式,为装配整体式地下车站侧墙开洞结构的设计提供了参考依据。

既有地铁车站侧墙开洞浅析

结合新建菜市口地铁车站在既有地铁车站结构侧墙开洞案例,介绍了开洞的方法、工序以及相关保护措施,并采用有限元分析软件对开洞工况进行模拟,研究结构变形情况及应力变化情况,为该工程的顺利开展提供了安全保障,亦可供类似工程提供参考。

既有地铁车站结构侧墙开洞施工安全分析

结合北京地铁16号线二里沟站施工案例,对既有地铁车站结构侧墙开洞的施工方法和施工步序进行了介绍,并采用MIDAS/GTS软件建立数值模型,对破除阶段的各个施工步序进行模拟,研究了既有车站结构变形情况和内部应力变化情况,为施工过程的顺利进行提供技术支持。

侧墙开洞拱形地铁车站结构三维地震响应分析

基于数值模拟的方法,建立了土-拱形地铁车站侧墙开洞接通道相互作用的三维数值分析模型,研究了其在水平地震作用下的动力响应规律。结果表明,开洞部位结构边墙或中柱的加速度峰值随着开洞数量的增加而减小,而下边墙的加速度略大于上边墙的加速度;开口部位结构侧墙的最大压应力随开洞数量的增加逐渐增加、弯矩幅值却逐渐减小,而中柱的最大压应力和弯矩幅值均逐渐增加;开洞部位的加速度峰值、相对位移峰值及应力或内力幅值均与侧墙开洞形式有关,正方形开洞工况下的加速度相对最大、横矩形次之、圆形最小;相同开洞面积时,侧墙横向矩形开洞引起的地震反应比竖矩形的略大,开洞角部是抗震设计的薄弱环节。

地铁车站侧墙大面积开洞接风道三维地震响应

基于有限差分软件FLAC3D计算平台,建立典型地铁车站侧墙大面积开洞接风道空间结构的数值模型,研究了其在水平地震动作用下的三维地震响应特性,确定了结构的薄弱部位,结果表明:车站边墙开洞处出现了较大的应力集中区,地铁车站负二层柱的最大或最小主应力总体上比负一层柱的大;与完整单体车站相比,车站侧墙开洞接风道结构的应力和变形幅值均比其相应位置大很多,而开洞处边墙的加速度响应却较小;因开洞使得洞口处下边墙加速度减小的幅度比上边墙的大;单体车站结构负二层的相对水平位移峰值比负一层的大,而侧墙大面积开洞处车站横断面负一层的相对水平位移峰值比负二层的大;同等条件下,输入地震动的主频分布范围越宽,地铁车站结构的变形与内力越大;中柱与顶板连接部位、侧墙开洞处的四周墙体及其附近区域柱子是结构抗震的薄弱部位.

“L”型转角通道处墙体预留洞对顶底板内力影响分析

为研究"L"型转角通道处墙体预留洞对顶底板内力的影响,以南京宁和城际轨道交通一期工程S3号线吴侯街站新交通与正荣G64地块连通道的改造为例,通过ROBOT有限元软件对三维实体模型开洞前后顶底板数值模拟分析,得出:1)由于既有出入口侧墙墙体开洞,导致出入口通道转角处顶底板双向受力较未开洞时大,出入口转角处原分布筋方向配筋不足;2)针对近期不需要预留开发条件,而远期有开发需求的出入口通道,在设计阶段应对既有出入口转角部位分布筋方向钢筋加强处理,即按双向板配筋进行加强处理,避免后期开洞过程中需另外采取结构加强措施。

地铁换乘节点明挖车站接近既有线结构施工技术

文章依托某地地铁换乘站施工实例,采用有限元方法对换乘站从基坑开挖到既有结构侧墙改造的全过程工况进行模拟,研究各施工阶段既有车站结构内力及位移数值变化趋势,分析施工过程中影响既有结构安全的因素,并有针对性地采用科学合理的施工设备,以降低施工安全风险,保证既有地铁结构的安全。

既有地铁车站侧墙大面积开洞改造设计

随着城市轨道交通线网总体规划布局的不断优化调整,越来越多的既有地铁车站会接入新的线路,由标准车站变成换乘车站。一般地铁车站改造需要在既有结构板及侧墙上开洞,才能满足地铁换乘接驳的要求。既有地铁车站开洞改造具有技术要求高、施工工艺复杂、施工风险高等特点,需制定合理有效的破除改造方案及施工工序,才能确保既有结构安全。文章以某城市地铁标准车站改造为换乘车站为例,介绍了既有车站结构侧墙大面积开洞改造设计方案、具体施工步序,探讨了破除改造过程中存在的风险点,说明了改造过程中采用的破除改造方案和施工步序的合理可行性,同时为后续类似工程的设计和施工提供了参考和借鉴经验。

西安地铁2号线纬一街站风道改造技术研究

众所周知,地铁带动周边住宅及商业用地的开发有着显著的效果,随着城市发展的不断加快,这使得早期建设的地铁线路周边环境发生了一定的变化,周边配套有所提升,地铁的使用功能也需要提升来满足周边环境的变化,这使得对地铁既有线路,尤其建设较早的地铁车站改造提出了新的要求。以西安早期建设的地铁2号线纬一街站为例,对复杂条件下地铁风道的改造进行了一系列深入研究。为避免改造过程中对既有结构及运营造成影响,采用了一系列有效措施。在满足各自需求和功能的前提下,对纬一街站附属工程的改造取得了良好的效果,为后续轨道交通车站改造提供借鉴和参考。

黄土地区地铁车站换乘改造施工力学行为研究

以西安地铁5号线新建南稍门站对既有地铁车站换乘改造工程为背景,运用有限元方法分析研究既有地铁车站换乘改造的空间施工力学行为,重点论证既有地铁车站侧墙开洞工法的合理性。研究结果表明:(1)新建换乘厅基坑开挖卸荷是引起邻近雨污水管及既有地铁车站上抬变形的主因,而侧墙开洞后板墙支承约束减弱是导致孔洞顶部发生下沉变形的关键工序;(2)侧墙开洞后洞顶由受压区转变为受拉区,且洞口周边竖向压力突增,而侧墙弯矩变化幅度较小,故侧墙开洞应遵循"化整为零,随挖随支"的原则,即加强圈梁应尽快封闭成环,以抵抗由于侧墙开洞所引发的周边结构复杂的内力形式;(3)随着侧墙开洞跨度的增加,既有线车站的变形和内力均显著增大,而横通道水平净距对既有线车站的变形和内力影响较小,因此破除既有线侧墙方案建议选取7.5 m净跨、0.5D水平净距的施工方案,可确保既有线的运营及施工安全。

地铁车站扩建改造工程对原有结构受力影响分析

以广州地铁3号线华师站为例,通过三维有限元分析软件建立模型,研究已运营地铁车站在无预留条件下进行换乘改造对原有结构受力的影响。充分考虑到新建车站与既有车站结构的整体性,将车站底板及侧壁边界上土体对结构的约束作用采用只受压的面弹簧进行模拟,重点分析车站侧墙大开洞及新建结构梁柱施工行为导致的原有车站顶部主梁、顶板和侧墙内力及变形的变化情况。结果表明:(1)车站改造前后结构顶部主梁跨中和支座处弯矩均有不同程度的改变,但变化范围在10%以内;(2)顶板和侧墙各方向上的弯矩值随着改造工序的推进呈先减小后增大的趋势,最终弯矩及挠度有所增大,且顶板在侧墙开洞位置附近的挠度远大于其他部位;(3)车站改造后地基反力明显增大,由于结构的不对称性,侧墙拐角处及东侧侧墙底部压力通常较大;(4)车站改造后各力学指标满足规范要求,但对重要构件需加强构造措施,并做好防水与监测工作。

既有地铁车站换乘改造方案结构分析及三维数值模拟

随着轨道交通线网的不断加密,如何对没有预留换乘条件的既有车站进行换乘改造,已成地铁设计常见的关键现实问题。以广州某换乘站为例,对既有地铁车站换乘侧墙破除方案进行了结构计算,并考虑全施工过程对既有车站进行了三维数值分析,提出了科学完善的换乘改造方案及施工工序,并结合施工期既有车站结构变形的自动化监测结果验证方案的可靠性。研究结果表明,采取部分开挖顶板卸土,隔跨跳仓,分段破除墙体并及时架设支撑等措施,能够有效控制既有结构的内力与变形,保证既有车站的结构和运营安全,对类似工程设计与施工具有借鉴意义。

运营地铁车站大规模贯通改造与性能提升的施工力学行为研究

为提升车站整体性能,深圳市黄木岗交通枢纽工程需对运营地下三层车站共456.7 m长侧墙进行贯通改造。为确保运营安全,采用三维增量有限元方法对运营地铁站大规模贯通改造施工力学行为进行了研究。结果表明:1)既有站单侧相邻基坑开挖,导致顶板及底板跨中弯矩、框架柱弯矩、车站水平位移增大,有必要优化相邻基坑支护方案以控制既有结构的内力及变形;2)既有站降水可以降低临时支撑轴力及底板的跨中弯矩增幅;3)随着既有侧墙开洞的贯通层数及跨度增加,既有车站的变形和内力均显著增大,通过架设临时立柱“预支护”处理,可有效降低既有结构板的弯矩及变形;4)对既有站降水并架设临时支撑再改造的方案是控制既有站受力及变形的相对最优方案。

明挖地铁车站与风道接口结构设计关键问题研究

以明挖地铁车站风道结构设计问题为研究对象,结合相关理论及实际工程设计经验,从风道与主体接口、侧墙破除、围护桩破除、邻近建(构)筑物关系等几方面分析与探讨了风道设计中存在的问题.在接口结构设计中,应加强和优化变形缝的布置及接口处梁柱体系的设计;考虑车站主体与附属基底刚度差异带来的不均匀沉降及墙体与围护结构破除施工带来的风险,选择合理的设计参数、施工顺序及施工措施确保结构安全可靠.同时结合“37号令”中描述的“危大工程”,地铁设计过程中经常会涉及、设计人员应当明确注明“危大工程”的重点部位及环节,在设计文件中应提出保障施工安全的注意事项,考虑施工过程中可能存在的风险,必要时应当与施工单位沟通、完善施工方案以确保施工安全.