装配式地铁车站的施工要点

近年来,地铁建设施工已经应用各种前沿技术和先进装备,地铁车站主体结构施工技术也在不断创新升级,迭代发展,其中装配式地铁车站施工技术逐渐被广泛应用。1装配式地铁车站施工概述及可行性分析装配式地铁车站施工就是将车站的整体顺着纵向结构划分为长度相等的若干个类圆柱体环段,每个类圆柱体环段又由若干个标准的模块构件组成。

类矩形装配式地铁车站纵向等效抗弯刚度研究

类矩形装配式地铁车站纵向等效抗弯刚度是衡量其力学行为的重要参数,对于构件结构设计、抗弯承载能力验算具有重要作用。为了分析地铁车站纵向抗弯性能及其影响因素,根据等效连续梁的转角计算公式,得出了纵向等效抗弯刚度(EI)eq及纵向等效抗弯刚度有效率η的隐式表达式。通过截面参数分析,探讨了构件长度对中性轴距离c值、等效抗弯刚度有效率η值、截面最大应力的影响;研究了上下圆弧块厚度、曲率半径、圆心角及半短轴长b值对装配式构件截面上的最大应力的影响规律;为了反映装配式车站环缝实际作用范围,引入了环缝影响系数λ,拓展了类矩形装配式衬砌纵向等效连续化模型。研究结果表明:不同构件长度下截面应力分布状态及η值保持不变,且弯矩方向对其影响较小。在弯矩不变的前提下截面最大应力受半短轴长b值影响较大。当顶板块厚度t1处于0.6~2 m范围时,截面最大拉应力随半短轴长b增加而降低6.8%~9.3%;当底板块厚度t3处于0.6~2 m范围时,随着半短轴长b增加,截面最大压应力降低62.5%~63.6%。随着λ由0增加到1,纵向等效抗弯刚度有效率η由1降低到0.05%且变化趋势逐渐降低,与纵向等效连续化模型计算结论一致。本文研究结论对于装配式地铁车站预制构件结构设计及抗弯承载能力验算可提供有效参考。

预制装配式地铁车站单环结构受力变形特性分析

为研究预制装配式地铁车站在地铁交通方面的安全使用,从而分析装配式结构的受力和变形,是研究装配式分块方案合理性的前提。针对青岛市某地铁线路预制装配式地铁车站,建立该车站单环结构实体单元模型,研究分析该单环结构的应力及变形情况。计算结果表明,采用该文的有限元模拟方法能够实现装配式车站单环结构受力变形的有效分析。在正常使用工况下,装配式结构的应力和变形都能满足要求。研究结果可为装配式地铁车站安全使用提供参考。

预制装配式地铁车站整体结构受力变形特性分析

预制装配式地铁车站作为一种新型建筑形式,其受力性能和变形特性与传统的现浇结构存在显著差异。由于地铁车站对结构安全性要求极高,因此深入分析装配式地铁车站结构的受力和变形至关重要。文章以青岛市某预制装配式地铁车站为例,建立该车站整体结构实体单元模型,赋予该车站整体结构在实际施工情况下的材料及属性,从而研究分析该车站整体结构的应力及变形情况。计算结果表明,采用文中的有限元模拟方法能够实现装配式车站整体结构受力变形的有效分析。在正常使用工况下,装配式结构的应力和变形均满足规范要求。研究结果可为装配式地铁车站安全使用提供参考。

双洞密贴顶管法装配式地铁车站建造方案及其力学性能研究

为解决采用较小断面的矩形顶管施工大断面装配式地铁车站的难题,以深圳市轨道交通12号线沙三站为工程背景,对双洞密贴顶管法装配式地铁车站建造方案及其力学性能开展研究。首先,介绍该新工法的设计理念及总体方案,包括车站断面分割、结构转换及施工工序等,结合新型结构体系特点,提出双洞车站子结构向整体车站结构转换的竖向、横向受力体系转换方法,并对相应的施工工序进行介绍;然后,介绍顶管法装配式地铁车站结构的管节分块、接头和结构防水体系等方面的设计;最后,采用ABAQUS有限元软件建立基于荷载-结构法的车站结构三维有限元模型,分析施工过程中车站结构的弯矩变化规律。研究表明:1)车站左、右洞子结构在各施工工况下弯矩峰值变化不大,说明了施工工序设计的合理性;2)由于左、右洞子结构接头位置的非对称设计和施工时边界条件的不同,其弯矩具有较大的差异,设计时需注意对控制截面的校核。

基于云模型的装配式地铁车站施工安全风险评价

为有效评价装配式地铁车站施工安全风险,减少施工安全事故发生,保障施工安全,提出基于组合赋权和云模型的风险评价方法。首先,根据国家规范和项目资料,初步识别装配式地铁车站施工安全风险因素;再利用德尔菲法优化风险因素,建立包括6个一级指标和25个二级指标的装配式地铁车站施工安全风险评价指标体系;然后,采用熵权法和组合数有序加权(C-OWA)算子确定指标的组合权重,进而结合云模型确定风险评价等级;最后,基于某装配式地铁车站项目验证上述评价方法。结果表明:该项目评价等级为较低风险,与施工现场实际情况基本一致,但人员和施工技术的风险等级为中等,在采取安全防控措施时应重点考虑。

装配式地铁车站外墙-底板节点抗震性能研究

针对装配式地铁车站结构,提出一种新型的车站外墙-底板连接节点。该节点通过车站单侧半预制墙板与底板伸出的竖向U型钢筋搭接连接来实现侧墙与底板间的内力传递。为研究该节点的抗震性能,结合实际工程设计制作PSJ1,PSJ2和PSJ3这3个节点区位置各不相同的足尺预制拼装节点试件,并通过拟静力试验研究节点的破坏形态、承载能力、滞回性能以及U型筋搭接连接的传力性能。研究结果表明:U型钢筋的搭接连接能够有效传递钢筋应力;搭接连接区可能出现钢筋弯弧段的断裂破坏以及弯弧内部混凝土的压碎破坏,两种连接失效模式均可归因于钢筋与混凝土之间的黏结退化;将U型筋搭接位置设置于外墙的加腋段,可有效防止连接失效对节点抗震性能的影响,使节点的极限承载力进一步提高。

装配式地铁车站建造成本分析

依托深圳地铁某车站工程,建立装配式车站建造成本的测算分析模型,分析矩形断面全现浇方案、矩形断面部分预制方案、矩形断面全预制方案和拱形断面全预制方案的车站建造成本,对比不同车站建造方案的成本差异,提出装配式车站的成本控制措施。与矩形断面全现浇方案相比,不同装配式车站方案测算造价增幅在11%~18%,车站整体造价增幅不大,且尚有优化空间。研究成果可促进装配式地铁车站的建造成本控制,为相关工程的建设提供参考依据。

装配式地铁车站结构接缝防水关键技术研究与应用

装配式地铁车站结构的接缝防水性能一直备受行业的关注,针对装配式车站的结构构造、构件制作及施工工艺等特点,对与接缝防水性能高度相关的“接缝张开量”和“密封垫错位量”两个关键参数的主要影响因素和控制指标进行分析,结合密封垫防水性能试验研究及实际工程应用监测结果,充分论证接头接缝“两垫+一注+一嵌”多道防线的关键技术。双道密封垫以三元乙丙橡胶(EPDM)弹性密封垫作为主防水,复合遇水膨胀橡胶作为加强防水,形成复合式多孔多槽形密封垫,密封垫为接缝防水主要防线,注浆和嵌缝为辅助防线。研究和实际应用表明,装配式车站结构的接缝防水,不仅在防水构造措施方面与盾构隧道不同,而且在各项控制标准方面也存在较大差异,张开量10 mm、错位量5 mm是装配式车站结构接缝防水性能控制的合理指标;单道防水密封垫,在张开量10 mm、错位量5 mm的情况下,能抵抗水压力1.0 MPa,满足埋深30 m车站结构抵抗2~3倍水头压力的性能要求,并在使用100年后,仍存在约67%的残余应力值,具有长期耐水压性能;双道防水密封垫,较单道密封垫防水性能提高有限,提高率在20%~30%之间,但在衬砌外道密封垫出现局部漏水时,双道密封垫的优势显著;从接缝合理张拉锁紧荷载的角度考虑,三元乙丙橡胶密封垫的硬度需要较常规盾构隧道密封垫降低5 SHA,即采用60 SHA,其单位长度完全压缩荷载指标不大于40 kN/m。目前已建和在建车站工程,实测结构接缝最大张开量和表面最大错台量均满足接缝防水性能控制标准的要求,在未设置外包防水层的情况下,接缝无渗漏水现象发生。

装配式地铁车站预制构件模具的设计与工程应用

为提高地铁车站预制装配工业化生产水平,结合深圳地铁16号线项目技术要求,基于有限元软件对装配式地铁车站预制构件模具进行受力分析,确定了模具最优结构设计方案。工程应用表明,所设计的装配式地铁车站预制构件模具精度满足相关要求,可为类似装配式地铁车站的工业化生产提供参考。

BIM技术在装配式地铁车站工程项目中的应用

文章依托深圳市某装配式地铁车站工程项目,系统性介绍BIM技术在装配式车站工程项目设计、生产、施工阶段的应用。在设计阶段,利用BIM软件,建立项目构件族及车站BIM模型,实现各专业之间的协同设计、碰撞检测及项目工程量统计,可有效提升设计出图的质量及效率。在预制构件生产阶段,开发预制构件信息化管理平台,将BIM与RFID技术相结合,对预制构件生产进行信息化管理。在施工阶段,利用BIM技术与RFID、三维激光扫描、VR等技术的集成应用,实现信息化施工管理、施工进度控制、施工可视化模拟、施工质量检查及智能化安全管理等。实践证明,BIM技术在装配式地铁车站工程项目各阶段的应用可实现信息在各环节、各参与方之间的顺畅流转和协同共享,使项目的效率、质量及安全控制水平得到显著提升。

大型装配式地铁车站构件连接及拼装定位关键技术研究

针对大型装配式地铁车站施工工艺进行研究,分析构件连接及拼装定位等关键技术,介绍拼装质量保证措施,并进行工艺效果分析。经研究,装配式地铁车站相较传统施工工艺工期缩短1年以上,成本较传统盖挖法和暗挖法低。该工艺技术具有较大的推广价值。

新型装配式地铁车站球关节柔性机械连接锁设计及性能研究

装配式地铁车站预制构件的连接关系到地铁结构整体协调与稳定。因此,针对深圳地铁3号线东延线坪西装配式车站混凝土预制构件连接高承载、高容差和密封防水要求,文章创新设计球关节柔性机械连接锁。该锁由雌雄2部分组成,安装时雄座锁紧杆通过齿轮齿条装置伸缩进入雌座锁紧块间,再通过双头螺柱锁紧。文章对柔性机械连接锁承载能力进行分析,单向拉伸与四点弯曲实验的结果表明该连接锁达到800 kN的设计承载能力。开口位移测试表明在承载范围内密封橡胶条始终压紧,同时在连接锁上设置灌浆密封口,保证密封防水性能。该柔性机械连接锁具有操作方便、承载能力强的特点,同时具有六方向全自由度容差能力。该锁的容差原理可为装配式地铁连接领域发展提供新思路与新方法。

预制装配式地铁车站防水施工技术研究

文章结合我国地铁车站施工现状及某预制装配式地铁车站项目工程实例,围绕预制装配式地铁车站施工技术展开分析和探讨,总结预制装配式地铁车站工程施工过程中涉及的防水重难点,重点分析施工关键技术,针对施工重难点提出切实有效的具体措施,进一步促进预制装配式地铁车站防水施工技术的发展。

内支撑体系装配式地铁车站关键技术研究

为有效优化装配式车站施工,提高设备吊装精度,结合深圳地铁13号线二期市中医院站,对装配式车站的施工关键问题展开研究。对装配式构件的分块设计、构件的预制质量控制、运输设备选型及运输过程控制、现场施工场地布置要求、高精度龙门吊的设计选型、吊装工艺的设计优化、施工中地基加固处理方案选择、精平带施工精度控制、大体积构件的吊装精准就位、张拉工艺优化及质量控制、注浆工艺优化及过程质量控制、侧墙肥槽回填及防水质量控制等关键工序进行总结提升、比选优化,得到高精度龙门吊的技术参数、吊装技术参数、张拉参数等核心技术数据;并对发现的不均匀沉降、肥槽回填不密实、渗漏水等问题进行总结分析,提出解决问题的办法。

中国最大全装配式地铁车站完成封顶

9月15日,随着最后一块重达128.8 t的预制构件顶板拼装就位,深圳地铁16号线二期项目龙兴站全部完成拼装,标志着国内最大全装配式地铁车站顺利拼装完成。深圳地铁16号线二期位于深圳市龙岗区,线路全长9.54 km,共设车站8座。龙兴站作为该工程的3座装配式车站之一。

装配式地铁车站预制中板梁柱设计方案研究

以深圳地铁内支撑体系下的装配式车站为工程背景,研究车站预制中板梁柱设计的关键技术:中板设计需同时满足基坑支撑的受力转换及车站流水拼装的工艺要求;中板设计需满足吊装、拼装、基坑受力转换、正常使用等工况的受力要求;中板设计需满足楼梯及扶梯开洞的受力需求。针对以上问题,研究车站采用预制+叠合型式中板结构的流水拼装步序,对拼装步序中围护、中板结构受力及变形进行分析;通过采用预制+叠合结构型式的中板结构以满足施工阶段和使用阶段的受力要求;针对中板开设大孔洞的设计难点,通过孔内设置型钢支撑来满足拼装及基坑受力转换的需求,车站拼装完成后在孔边现浇纵横梁、叠合层等形成孔边加强结构,然后切除孔内型钢支撑形成永久开孔;并通过设置抗剪连接、叠合层、纵横梁体系等措施满足开孔受力需要。预制中板的设计措施研究,实现了地铁车站的全断面装配,进一步提高了地铁车站的装配率及流水拼装的工效。

装配式地铁车站接缝防水性能研究

针对装配式地铁车站施工中出现拼装缝隙不均匀、拼装时构件破损和拼装后期变形等问题,依托长春市城市轨道交通6号线南溪湿地站施工工程,依据车站接缝处施工特点,针对不同拼装缺陷提出了相应的防水施工技术措施。结果表明:缝隙以6 mm为设计标准,若缝隙尺寸偏大,调整甲(异氰酸酯组分)乙(多元醇和其他小料配的组合体)配比0.9∶1.1,并增加石英粉掺入量,使混合液与石英粉配比达到0.9∶1.0;若缝隙尺寸偏小,注浆作业时应调整甲(异氰酸酯组分)乙(多元醇和其他小料配的组合体)配合比为1.1∶0.9,并适量减少石英粉掺入量,控制混合液与石英粉(质量比)配比为1.0∶0.9;若小边角破损,拼装结束后采用环氧树脂砂浆修补;若大边角破损,注浆完成后打孔注入纯环氧树脂;当拱顶与侧墙接缝内部弯矩达到300 kN·m时,应及时采取结构加固措施,并注浆环氧树脂。

浅谈装配式地铁车站施工技术

当前,随着混凝土构件工厂化、信息化加工技术的日益成熟,装配式建筑已成为国家实现绿色经济发展的主角,装配式工程所展现出的安全、高效、绿色施工的优点被工程界所熟知,地下工程也向着装配式方向不断推进,目前,在我国长春、深圳、青岛等地区已经开始推行装配式地铁车站,并且取得了良好的效果,装配式地铁车站施工已成为城市轨道交通未来发展的新方向。

新型装配式地铁车站单环结构静力分析

装配式地铁车站与传统现浇结构车站相比,因装配式分块方案不同,导致结构受力和变形不同。分析装配式结构的受力和变形,是研究装配式分块方案合理性的前提。文章以深圳某装配式车站为工程背景,以拉压刚度不等弹簧和剪切位移耦合模拟装配式分块之间的连接,建立装配式车站单环结构板单元模型,研究高低水位不同工况下装配式单环结构的应力及变形。计算结果表明,采用文中的模拟方法能够实现装配式车站单环结构的有效分析。在正常使用工况下,装配式结构的应力和变形都能满足要求。