地下综合枢纽换乘空间设施布局优化设计研究——以北京城市副中心站为例

随着城市交通出行需求日益增加以及对城市交通功能的再认识,多线换乘、功能复合的轨交枢纽建设进入高峰期。导向标识、商服设施、交通设施布局的合理性很大程度影响了客流组织效能和通行效率,同时枢纽空间的复杂性增大了设施布局的难度。文章以北京城市副中心站为例,采用Depthmap和Anylogic双重仿真模拟的方法定性、定量分析其换乘空间设施布局和客流组织情况,针对性提出优化策略并加以验证,为地下枢纽科学合理的设施布局和发展提供解决思路和理论支持。

基于最小熵值的地下交通枢纽数字化设计方法

为科学实现城市中心节点交通功能最优化、资源利用集约化、施工安全便利化的方案设计,结合光谷综合体地下交通枢纽工程实践,提出基于最小熵值的地下交通枢纽数字化设计方法。首先,结合BIM及有限元仿真交互的数字化方法,对建造方案进行仿真模拟、可视化推演、迭代优化;其次,基于各专业主要设计要求对提出的关键控制指标、特征指标等评价参数进行层次分析、归一化取值,建立熵值计算量化分析体系;最后,通过数字化方法进行交通枢纽建造方案迭代优化,基于最小熵值原则,获得交通枢纽最优建造方案。基于最小熵值的地下交通枢纽数字化设计方法,实现了交通枢纽建造方案在多专业不同影响因素中优化的量化平衡,获得可量化考察的最优方案。

武汉东站枢纽地下换乘空间主体结构设计

武汉东站枢纽是集铁路、地铁、公交、出租、社会车辆等多种交通方式于一体的大型综合交通枢纽,其地下换乘空间包含国铁地下空间和2号线地铁站主体结构,并与站房地下通道、站前地下广场连通。文章结合武汉东站枢纽地下换乘空间建筑功能要求,分析了其主体结构设计,以保证地下换乘空间的安全性与合理性,可供类似地下结构设计参考。

浦东国际机场T3航站区地下综合交通枢纽结构设计及关键问题研究

浦东国际机场四期T3航站区地下综合交通枢纽工程为濒海环境的超深超大地下工程,建筑面积约为64万m^(2)。多条地铁及捷运、排水渠、市政道路设施等穿越地下室,轨交、市政结构与航站楼地下建筑结构合建,结构复杂程度高。介绍了工程的主要结构特点、桩基础前期试验研究和选型设计、多种功能合建地下结构设计方法;阐述了超大型复建式地下结构抗震分析、地下综合枢纽结构抗震性能化设计、开敞式地下室对结构抗震设计影响、超长地下结构抗裂抗渗设计、地铁振动对结构舒适度的影响、地下通道合建转换结构抗爆分析等若干关键结构设计问题的研究和应对措施。

地下交通枢纽多级基坑组合支护结构体系设计及变形特性研究

北京地铁M3线星火站地下枢纽是高铁星火站地下综合枢纽的一个组成部分,采用明挖法施工。因枢纽基坑内部主体结构使用功能的不同需求,基坑采用三级布置形式,基坑一侧邻近既有高铁星火站,另一侧为城市道路,基坑开挖受四层地下水影响。为了解决地铁M3线星火站地下枢纽多级基坑支护结构设计遇到的困难,开展基坑组合支护结构体系研究。首先分析枢纽基坑的空间布局特点、周边环境情况及地下水赋存特征,讨论常规支护结构体系存在的问题,基于分级支护和分级止水理念,研发基坑组合支护结构体系,详细给出各级基坑支护结构体系布置、结构参数及多级基坑开挖支护步序;然后采用数值模拟方法建立多级基坑开挖支护的三维数值计算模型,分析各级基坑的坑底隆起和围护结构变形;最后结合各级基坑围护结构变形实测结果,探讨基坑组合支护结构的变形特性。数值模拟和现场实测结果表明:各级基坑的坑底隆起及围护结构变形均满足控制值要求。

基于日照时数分析的地下交通枢纽顶部开口研究

发展地下交通系统成为解决城市化进程中交通拥挤、土地紧张等问题的重要应对措施。地下交通枢纽空间的顶部开口可以缓解地下空间的采光与通风需求,但因此会使地下空间接受较多的太阳辐射量,导致夏季热不适。分析不同顶部开口设计对地下空间的热环境状况影响可以辅助设计人员优化方案,减少建筑能耗。本研究提出一种基于日照时数的热环境评价方法。该方法借助日照模拟分析软件定性与定量分析研究空间的太阳照射时数分布情况,同时基于权重分析法考虑了不同时刻太阳辐射强度变化的影响。在此基础上采取控制变量法讨论开口率、开口数量、开口深度和日照时数之间的关系,确定使地下空间热环境良好的开口设计形态。此外,选取广州市某综合交通枢纽设计项目作为案例研究,详细展示了如何利用所提出的方法评价分析不同顶部开口设计方案的太阳照射时数分布情况。将所总结的方法应用于设计实践中,使其在方案设计阶段确定有利于地下空间热环境效应的开口设计,为后续阶段的热环境优化奠定良好的基础。

盖挖与明挖组合建造地下交通枢纽方案研究

为满足北京城市副中心地下交通枢纽区域内的城市道路先行投入运营的需求,提出采用盖挖法与明挖法组合方法进行地下枢纽基坑开挖与支护的方案,主要特点如下:(1)将地下交通枢纽基坑分割为“盖挖基坑、明挖基坑和多级放坡基坑”等3个并列布置基坑;(2)盖挖区基坑与明挖基坑共用围护结构;(3)先完成盖挖区顶板结构施工,恢复城市道路运营,然后采用逆作法完成盖挖区负一层施工,随后同步开挖支护盖挖区两侧的明挖基坑和放坡区基坑;(4)盖挖区负二层和负三层采用顺作法施工。论文详细阐述了盖挖与明挖组合工法的施工工序,分析了组合工法的优势。鉴于盖挖区钢管柱始终处于基坑开挖扰动中,为此采用数值模拟方法并结合现场监测结果,分析了基坑开挖期间的钢管柱变形规律。结果表明,钢管柱水平变形和隆起变形指标均满足控制要求。本文提出的盖挖与明挖组合建造方案不但能确保地下交通枢纽区域内的城市道路尽快投入运营,而且并列基坑群中的3个基坑开挖支护及结构浇筑基本上相互独立,有效降低了盖挖区和明挖区基坑施工的相互影响,提高了施工效率。

城市地下枢纽综合体大跨钢-混组合结构关键技术研究——以深圳市岗厦北枢纽为例

为研究钢-混组合结构在城市地下枢纽综合体应用的关键技术,以深圳市岗厦北枢纽核心换乘区中庭48 m×51.2 m范围无柱钢-混组合大跨结构为背景建立三维增量有限元模型,从总体设计原则、受力特性、构造细节、防腐设计等方面展开研究。通过计算分析、模型试验、地下大跨钢结构防腐方案比选得到以下结论。(1)基于梁格布置和梁上反弯点的位置确定负弯矩区混凝土板的分布范围,计算分析时仅考虑有效宽度范围内受拉钢筋的刚度和顶板自重;采用高配筋法进行配筋设计,抗裂性能满足规范要求,无需设置预应力束;在梁柱节点附近顶板内设置构造钢筋进行局部加强。(2)借助缩尺模型试验和局部有限元分析验证了新型梁柱节点的承载能力。(3)综合考虑适用环境、防腐工艺、计算分析以及景观效果选用钢结构涂装养护方案,并根据钢箱梁不同部位所处的环境情况提出针对性的防腐措施。

城市地下空间的开发与利用——以椒江区白云社区共富风貌驿改造为例

通过对现存地下空间的特征、现状问题和潜在价值的分析,提出了针对性的存量建筑改造策略。改造后的地下空间将集邻里活动、休闲、商业等多功能于一体,提高了空间利用率,改善了城市地下空间面貌,为城市发展提供了新的动力。

四线叠加超深群坑施工关键技术研究

为了缓解日益拥堵的交通情况,由地下轨道交通、地下快速道路和地面道路组成的多线叠加的地下交通枢纽系统应运而生。同时随着基坑深度的增加,地下连续墙进入更深的土层,对施工技术和施工装备形成了全新挑战。通过上海轨道交通14号线、18号线昌邑路车站工程案例,对四线叠加超深群坑施工过程中的分坑施工、超深地下连续墙施工、封堵墙拆除施工、地下水控制等施工技术进行了分析,提出软硬复合地层地下连续墙“抓铣结合”施工工艺、66 m钢筋笼“分节吊装”的施工思路,还进一步研究了“双帷幕”止水体系在复杂水文条件下对超深基坑周边环境的保护性。结果表明,本项目地下连续墙的垂直度表现良好,地下连续墙钢筋笼均一次成形、一次入槽、一次浇筑完成、无明显渗漏点,同时基坑开挖及上撑速度加快,地下水也得到了良好的控制,可为同类型地下交通枢纽工程提供参考。

城市地下综合交通枢纽站及周边隧道防灾救援管理体系探究

城市铁路隧道多以地下综合交通枢纽站为中心,包含多条放射状铁路线路,因周围地面建筑物复杂、紧急出口设置困难、多交通方式汇集等特点,防灾疏散救援难度极大。因此,为满足复杂城市铁路隧道的防灾疏散救援需求,基于城市铁路隧道结构、灾害类型等特点,结合资料调研及理论分析,对城市铁路隧道防灾疏散救援区段、事故等级、分区分级运营管理机制等内容开展研究。结果表明:1)考虑结构型式、隧道连接的目标城市的方向及防灾疏散救援功能和特点等因素,建立地下综合交通枢纽站及隧道区段划分方法;2)依据处置措施类型,可将城市铁路隧道事故划分为日常事故及紧急事故2类,紧急事故又可依据预计影响程度和实时灾情信息进一步划分为特别重大事故、重大事故、较大事故及一般事故,并进行分级管理;3)建立城市铁路隧道防灾疏散救援分级分区运营管理机制,在综合交通枢纽站内特设综合交通枢纽站专职应急组织机构,以实现多交通方式联动救援。

同城地铁物流网络多目标分布鲁棒优化研究

基于地铁系统的高效、环保和非高峰时段可以充分利用的空闲运力优势,整合地面车辆和地下地铁两种运输方式,研究了同城快递物流网络设计问题,构建了一种基于分布鲁棒优化(distributionally robust optimization,DRO)方法的多目标优化模型。该模型考虑了不确定快递需求和不确定地铁客流量情形来对地铁物流网络进行最优布局,以降低物流系统总运营成本及最大程度减少快递运输对地铁乘客运输的干扰。由于构建的多目标DRO模型是一个半无限机会约束优化模型,为了有效求解该优化模型,推导了可用CPLEX直接求解的安全逼近形式,并设计了一种NSGA-II算法来求解大规模优化问题。以上海地铁网络为典型案例开展了一系列扩展数值实验,验证了所提出的多目标DRO模型及NSGA-II算法在基于地铁的同城快递物流网络设计中的有效性。通过参数敏感性分析,揭示了折扣系数、允许的最大服务时间和容忍水平对Pareto前沿面的影响。

全地下空间枢纽深基坑支护结构变形特征控制

雄安小里站交通枢纽超大深基坑工程,长1.05 km,深达28 m,具有富水地层、复杂地质等工程特点,属复杂超大深基坑工程,安全风险等级高。为保证基坑在开挖施工阶段安全稳定,依托雄安小里站交通枢纽超大深基坑工程,研究采用数值模拟方法,围绕双排桩施工方法与加固措施,设计3种不同的模拟方案,探讨在不同支护加固方案下,基坑整体的受力变形特征。模拟结果显示:运用“双排桩+桩前基底局部加固”支护方案,增强了双排桩支护结构的刚度,同时较好地控制了桩体水平位移,使桩顶水平位移减少48%。实测数据验证表明:基坑双排桩支护优化方案及相应的加固处理措施能有效加固优化类似深基坑,保障了基坑工程安全施工。

大型地下枢纽结构温度与收缩作用分析和控制措施

针对具有体量大、结构复杂、大面积不规则开洞等特点的地下综合交通枢纽结构,探究了混凝土收缩徐变作用与环境降温作用对其影响的特点,并基于深圳市大运综合交通枢纽地下结构施工全过程和运营使用阶段数值模拟,对温度与收缩作用的计算和施加方式进行了探讨研究,得到了温度与收缩作用单工况下和荷载组合工况下结构构件变形与受力特点,并与不考虑其作用影响的结果进行了比较分析。分析结果表明:温度与收缩作用对结构构件带来的收缩变形是差异化的,尤其在大开洞等结构不规则处;温度与收缩作用对结构构件弯矩、剪力的影响较小,对轴力的影响较为显著,且主要与构件长度、受约束情况等有关,其可使长梁、长板、墙(水平向)等构件明显受拉,且大开洞旁构件受拉更加明显,但对柱、墙(竖向)等竖向承重构件的轴力影响较小。同时,提出有针对性的设计与施工控制措施,对大型枢纽结构计算与设计具有参考和导向意义。

雄安地下高铁站一体化建设管理平台架构研究

雄忻高铁雄安新区地下段土建工程及相关配套工程是雄安新区首个超大型系统性工程,雄安地下高铁站综合交通枢纽是地下段的关键性节点工程,具有行业领域多、技术体系复杂、项目管理难度大等特点。为解决多行业管理标准融合、交叉施工组织协调、地下空间安全风险管控等一体化建设管理难题,以BIM、GIS、IoT等技术为核心,分析多行业协同作业和管理模式,开展一体化建设管理平台总体架构、数据架构、技术架构和功能架构研究,设计基础数据服务、工程项目管理、BIM模型发布、统筹调度指挥等核心功能,实现多行业工程一体化建设管理,提升项目数字化管理水平,并为类似工程建设管理提供参考。

城市综合交通枢纽地下空间一体化建设技术

针对改建铁路宁波站综合交通枢纽工程的设计情况,分析了我国软土地区以铁路客站与换乘地铁为主体,综合公交车站、中/短途客运站等其他换乘交通的地下空间一体化建设工程,特别是对其实施筹划、基坑开挖中的临时铁路便桥设计、一体化建设的结构统筹以及纵向沉降耦合等问题进行了深入研究,提出了合理有效的应对措施.

武汉光谷广场地下交通综合体设计创新与思考

武汉光谷广场交通综合体位于光谷广场正下方,是集轨道交通、市政公路隧道、慢行系统、商业开发于一体的超大型地下综合交通枢纽。综合体5条线路交汇、空间关系复杂、消防疏散要求高,工程设计难度极大。针对项目难点,在吸取国内外大型地下交通枢纽设计经验的基础上,提出相应对策规避工程风险,并采用多项创新手段及方法对光谷广场交通综合体进行规划设计,特别是在空间组织、消防排烟、大型地下空间环境的营造和尝试方面,取得了丰硕成果。

基于从众心理影响的交通枢纽人员疏散

以北京西站地铁站为研究对象,调查分析地下交通枢纽行人特征与交通流特征,取得行人特征的基本参数。应用紧急疏散模拟软件STEPS建立多层地下交通枢纽人员安全疏散的模型,并基于从众心理的调查,在人员安全疏散计算分析中考虑疏散人员从众心理的影响,分两种疏散方案,每种方案设定8种不同从众人员比例,得到人员从众心理比例与疏散时间的线性关系。

交通枢纽型地下综合体疏散空间设计研究

交通枢纽型地下综合体在国内呈现蒸蒸日上的发展态势。其空间布局与功能组成的多样化属性,增加了紧急情况下识别空间与疏散寻路的难度,加之人员数量众多,火灾荷载大,设计不善,易带来巨大人员伤亡和财产损失。国内对此方面的研究和标准尚有滞后和缺失,相关研究具有迫切性。本文从剖析交通枢纽型地下综合体的类型与特征入手,分析疏散难点及关键因素;以提高空间识别性和疏散寻路效率为目标,通过划分整体、分区和单元三个不同空间等级;从水平、垂直疏散空间的布局、要素、形态、指标等方面提出系列设计对策,为构建完善的交通枢纽型地下综合体疏散空间设计体系和制定相关设计标准提供借鉴。

城市地下客运交通枢纽的规划设计——以上海市外滩交通枢纽为例

对城市地下空间进行综合开发利用,是实现城市“可持续发展”的主要途径之一,建设地下客运交通枢纽对改善城市核心区的交通和环境都有着积极意义。文章从多个角度分析了建设地下客运交通枢纽的优势与问题,通过对枢纽的各类规划设计要素进行分析,提出了结合地下空间综合开发的客运交通枢纽的规划原则与设计方法。最后,结合外滩交通枢纽的方案设计,对地下客运交通枢纽在城市中心城区的实践进行了探讨。