1、北京交通大学毕业设计（论文）开题报告目录工作日志 I.1工作日志 II9毕业设计任务书 .10开题报告 .13中文摘要 .25Abstract .26第一章 概述 .271.1 设计范围 .271.2 设计依据及内容 .271.2.1 设计主要依据 .271.2.2 设计主要内容 .271.3 站址环境 .271.4 地质水文概况 .28第二章 车站建筑设计 .292.1 设计原则及主要技术指标 .292.1.1 车站设计原则 .292.1.2 设计特点 .302.1.3 主要设计标准 .312.1.4 建筑等级、火灾危险等级、耐火等级 342.1.5 抗震设计等级、人防设计等级 .342.1
2、.6 车站结构的设计使用年限 .342.2 车站总平面布置 .342.2.1 方案比选 .342.2.2 车站技术指标 .352.2.3 车站主体布置及与道路红线、周围建筑的关系 352.2.4 出入口通道布置及与道路红线、周围建筑的关系 362.3 车站规模 .362.3.1 设计客流及客流分析 .362.3.2 站台有效长度、宽度及站台形式 362.4 主要经济技术指标 .382.4.1 车站主要特征汇总表 .38II2.5 车站建筑设计 .392.5.1 车站形式 .392.5.2 站厅、站台及其它各层建筑布置 392.6 车站附属设施 .402.6.1 站台至站厅楼梯、自动扶梯宽度和数
3、量计算 402.6.2 出入口通道宽度与楼梯、自动扶梯计算 402.6.3 事故紧急疏散时间计算 .412.6.4 售检票设施 .422.6.5 风亭、风道与冷却塔 .432.7 其他事项 .442.7.1 无障碍设计 .442.7.2 车站装修 .442.7.3 车站防灾设计 .45第三章 车站结构设计 .463.1 设计原则及主要技术标准 .463.1.1 设计原则 .463.1.2 主要设计标准 .473.1.3 采用或参照的主要设计规范 .483.2 荷载及荷载组合 .483.2.1 荷载（作用）类型 .483.2.2 荷载（作用）组合 .503.3 荷载计算 .503.3.1 本设计
4、采用的荷载及荷载组合 .503.3.2 水土压力的计算 .513.3.3 荷载组合计算及计算结果 .553.4 结构内力计算 .573.4.1 计算模型 .573.4.2 结构内力分析与计算 .583.5 配筋计算 .673.5.1 柱子配筋计算 .673.5.2 拱顶配筋计算 .683.5.3 站厅层配筋计算 .703.5.4 拱底板配筋计算 .723.5.5 边（侧）墙配筋计算 .743.5.6 顶、底纵梁配筋计算 .783.6 裂缝检算 .883.6.1 拱顶检算 .88III3.6.2 底板检算 .883.6.3 边墙检算 .89第四章 车站结构施工组织设计 .904.1 总述 .90
5、4.2 结构防水 .904.2.1 设计原则与标准 .904.2.2 主要防水设计 .914.3 施工方法 .914.3.1 工程概况 .914.3.2 暗挖中洞法简介 .924.3.3 设计指导原则 .924.3.4 主要施工步骤 .924.3.5 施工注意事项 .954.4 施工部署 .974.4.1 施工部署主要内容 .974.4.2 施工部署注意事项 .974.5 施工监控量测 .984.5.1 施工监控量测 .984.5.2 监控量测的依据 .984.5.3 监控量测的目的和内容 .984.5.4 监控量测的主要仪器及项目 .99参考文献 .100附件一 外文翻译 .101附件二 外
6、文翻译原文 .1211工作日志 I题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 3 月 18 日 至 2010 年 3 月 25 日工作重点 1收集资料，编写开题报告2翻译部分外文具体内容如下：这一周主要是完成开题报告和部分外文翻译：（1）通过网上查找以及查阅图书馆资料，确定研究的课题是地铁的结构设计，在开题报告的文献综述中对城市地铁进行了简单的介绍，国内外的地铁研究现状，地铁研究存在的问题进行了浅略的分析，以及阐述了研究地铁的意义和价值等方面，并展望了将来地铁发展的前景。（2）运用一些翻译软件和字典的查询，以前学过的专业知识，对指导老师所给的外文文本进行了翻译。随后的时间明确了所设计
7、地铁的研究方案的要求：合理地选定建筑设计方案、结构设计方案以及适用的施工方法。最终绘制出“车站总平面布置图、结构形式图、各层平面布置图、车站纵剖面图、客流流线图、车站主体结构配筋图、施工场地布置图、施工方案设计图”等图纸，以及完成设计说明论文。最后在开题报告中，对整个毕设的进度进行了安排。指导教师意见：签字：日期： 2题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 3 月 28 日 至 2010 年 4 月 8 日工作重点 建筑方案设计及车站总平面布置（包括站位选择、出入口布置、通风亭布置等）具体内容如下：这两周主要是进行车站建筑设计，包括车站形式的选择，车站平面布置，并试着画出站台与站
8、厅的平面布置图，以及站台和站厅的客流流线图，然后是车站附属设施设计，包括车站出入口，风口，和车站装修，防灾设计及排水设计，车站动力照明等方面的设计说明。指导教师意见：签字：日期： 3题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 4 月 9 日 至 2010 年 4 月 15 日工作重点 车站主体结构横断面设计，纵断面设计具体内容如下：这一周主要是根据前期车站建筑设计以及指导老师所给的资料，确定车站横断面结构形式，并画出车站主体结构横断面图，纵断面剖面图。并进一步修改之前所画图纸及设计数据。指导教师意见：签字：日期：4题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 4 月 16 日
9、 至 2010 年 4 月 22 日工作重点 车站站厅层及站台层建筑详细设计并绘制相应的图纸具体内容如下：这一周主要是根据前几周得出数据及资料加以整理、修改，重新进行总平面的布置，横断面和纵剖面的建筑设计，然后完善前期图纸并详细绘制车站站厅层及站台层的布置及剖断面图。指导教师意见：签字：日期： 5题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 4 月 23 日 至 2010 年 4 月 30 日工作重点 熟悉 ansys 软件，进行车站结构内力计算，建模，出内力图，出数据具体内容如下：这一周主要是进行结构设计的工作，包括用 ansys 软件建模，加约束，加载，运行计算，以及最后出内力图和
10、内力数据，为下一步结构配筋计算提供了有力的基础。该过程中，在建模、计算时遇到了很多问题，其中不乏有反复建模，反复计算的时刻，不过在同学和老师的帮助下，克服了困难，最终使得计算结果符合要求。指导教师意见：签字：日期： 6题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 5 月 1 日 至 2010 年 5 月 15 日工作重点 车站结构内力分析，进行结构配筋计算及裂缝检算具体内容如下：这两周主要是使用 ansys 软件分析结构，出弯矩，剪力和轴力图，进而提取所需数据，然后分别对主体结构的中柱、拱顶板、拱底板、边墙、站厅板、顶纵梁及底纵梁进行了配筋计算，并进行了裂缝检算。指导教师意见：签字：日
11、期： 7题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 5 月 16 日 至 2010 年 5 月 29 日工作重点 配筋图的绘制以及施工方案和施工组织的设计具体内容如下：在这两周里，重新计算了配筋，查阅了一些书籍及其他网上资料，绘制了主体结构的配筋图，然后编制了施工方案及对施工组织的设计的简单说明，并绘制了施工步骤图及施工围挡简图。指导教师意见：签字：日期： 8题目： 北京地铁西四站结构设计 时 间 2010 年 5 月 30 日 至 2010 年 5 月 6 日工作重点 整理编写论文说明书和修改图纸具体内容如下：最后这接近一周的时间主要是将以前的计算说明书加以整理，将其放入交大毕业设
12、计各分项表格中，然后对图纸进行明显错误的修改和编号，优化毕业设计。指导教师意见：签字：日期： 9工作日志 II题目： 北京地铁西四站结构设计 指导组组长意见：是否同意参加答辩：签字：日期： 10毕业设计任务书题 目： 北京地铁西四站结构设计 适合专业： 土木工程 毕业设计（论文）基本内容和要求：主要内容：1车站总平面布置（包括站位选择、出入口布置、通风亭布置等）2车站结构形式选择3车站纵断面设计4主体结构各工况内力组合计算5截面检算与结构配筋设计6施工方案设计基本要求：1独立完成上述各项内容；2车站平、纵断面设计应根据实际图纸情况，经多方案比选后确定；3每项计算应附正规的计算简图和内力图；4各
13、项图纸应按制图标准进行；5引用规范应注明。11毕业设计（论文）重点研究的问题：1车站总平面布置及平、纵断面设计2结构各工况内力组合计算及配筋设计3施工方案设计毕业设计（论文）应完成的工作：除学校规定的外文翻译及摘要、论文字数及规范化等要求以外，应提交如下成果：1车站总平面布置图2车站结构形式图3车站各层平面布置图4车站纵剖面图5客流流线图6车站主体结构配筋图7施工场地布置图（包括施工围挡、施工竖井的布置等）8施工方案设计图参考资料：1国家标准地铁设计规范（GB50157-2003）,北京：中国计划出版社, 第一版，2003.72施仲衡，张弥主编，地下铁道设计与施工，陕西科学技术出版社3贺少辉主
14、编，地下工程，清华大学/北京交通大学出版社4王梦恕主编，地下工程浅埋暗挖技术通论，安徽科学技术12出版社设计详细资料：1设站地区总平面图一张（见附图，比例尺 1：1000）2工程地质水文地质条件：线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力学指标如表 1，车站埋深 10.0m，地下水位在地面以下 7m 处；本地区地震烈度为 6 度。表 1 各层土的物理力学指标土的类型厚度（m）重度（kN/m3）弹性抗力系数(Mpa/m）变形模量E（GPa）泊松比内摩擦角（）粘聚力C(Mpa)杂填土 2.0 16 50
15、0.8 0.4 20 0.005粉土 5018 90 0.9 0.35 21 0.01细砂 5.0 19 100 1.2 0.32 22 0.01圆砾土 3.5 19.5 120 1.5 0.32 25 0.01粉质粘土6.0 20.0 150 1.8 0.32 23 0.02卵石土 10.0 20.0 200 2.0 0.30 27 0.03基岩 22 300 2.5 0.35 35 0.043客流预测：预测单向高峰小时客流量：初期（2013 年）17800 人次/ 小时，近期（2020 年） 19920 人次 /小时，远期（2035 年） 21000 人次/小时；4车辆及编组车辆采用地铁
16、A 型车，3 动 3 拖编组。13开题报告题 目： 北京地铁西四站结构设计 24文献综述： 一、 国内外城市地铁发展概况1、国外城市地铁交通发展概况自1863年，伦敦建成世界第一条地下铁道，迄今已有130年，这条首次问世的地下铁道长6.2km，列车采用蒸汽机车牵引。之后于l890年又建成世界第一条长4.8km电气化地下铁道并投入运营，从而大大改进了地铁机车牵引动力。19世纪，世界上只有伦敦、纽约、伊斯坦布尔、芝加哥等8座城市的居民能够乘地铁列车。20世纪初至1945年，在45年的时间里，又有巴黎、莫斯科、柏林、悉尼等l3座城市相继建成了地下铁道。在第二次世界大战期间，有些城市的地铁，还发挥了防
17、空掩蔽所的作用，避免遭受飞机的轰炸，保护了许多人的生命。二次大战以后，发展地下铁道已受到各国的广泛重视，许多城市纷纷效法伦敦，兴建地铁的城市，如雨后春笋般飞速发展起来。近50年间，已有94座城市建成了地下铁道。如今，它已遍布44个国家的115座城市，大约尚有近20座城正在建设或将要建成地铁， 预计到本世纪末拥有地铁的城市将突破135座。之前，地铁线路全长超过200km的有5座城市。其中，最长的是伦敦420km ，纽约393.5km，巴黎330km，莫斯科255km，东京2l8.9km。地铁车站最多的是纽约，485站。客运量最高的是莫斯科地铁，全年29.2亿人次，平均每月运送800万人次；其次是
18、东京地铁l9亿多人次，巴黎地铁l3亿多人次。发展最慢的是伊斯坦布尔，自1875年建成0.6km地铁，运营100多年，一直未续建，直至1988年才开始兴建轻型地铁7km多，现已有8km地铁。2、国内城市地铁交通建设概况（1）我国最早修建的地铁我国建成的第一条地铁是北京地铁一号线一期工程，从北京站到苹果园站,全长 23.6Km，于 1965 年 7 月 1 日开工，1969 年 10 月 1 日建成通车。（2）我国当前各城市地铁概况：我国城市轨道交通的发展经过了三十多年的历史，并经历了一段曲折，但其真正发展是从上世纪八十年代开始的。近 l0 年来，我国许多大城市都纷纷策划修建大、中运量的地铁或轻轨
19、交通项目。已有 20多个大城市在不断投人大量人力和物力，进行了不同程度的轨道交通项目建设前期工作和可行性研究。“十五”期间，国家投资 8000 亿元25用于城市交通轨道建设，建成总里程达到 450 公里，其中用于地铁建设的投资约 2000 亿元，除香港已建成的 75 公里地铁和轻轨线路外，我国大陆地区先后有北京、天津、上海、广州，南京，西安，成都，深圳，大连，哈尔滨，杭州，青岛，重庆，沈阳等城市正在建或已建有通车。截至2008年底，我国已有10个城市拥有共29条城市轨道交通运营线路，运营里程达到776公里，年客运总量达22.1亿次。而据不完全统计，北京、上海等l5个城市共有约50条，l154公
20、里轨道交通线路在建。目前，有约27个城市正在筹备建设城市轨道交通，其中22个城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。至2015年前后，北京、上海、广州等22个城市将建设79条轨道交通线路，总长2259.84公里，总投资8820.03亿元。二、城市地铁发展存在的问题及解决方法地铁交通的发展要不断研究解决其本身还仍然存在的些问题，如怎样降低工程造价、提高运行效率、进行结构防水处理等等，否则会影响地铁交通的可持续地发展。1、降低工程造价，减小运营成本作为一种大容量、快捷、安全、高效的客运交通工具,城市快速轨道交通系统在城市客运交通市场所应起到的骨干交通作用已被各界所共识。然而,修建城市轨道交通所需
21、要巨额资金投入及目前我国可用于发展城市轨道交通建设的资金尚很紧张也是不争的事实,能否降低工程造价已成为轨道交通发展的重要控制因素，所以这一问题是值得城市地铁建设者共同关心的重要问题。2、提高地铁交通运行效率运营管理是一门科学，它的好坏直接影响城市快速轨道交通的效益。如原苏联地铁，在技术装备上不如西方先进，但它的效益好、效率高是国际上公认的。莫斯科地铁列车运行对数达每小时 40 对以上，一般达到 45 对/小时，有的线路已达每小时 48 对，它靠的就是熟练的操作、科学的管理。而香港地铁有先进的技术装备，列车运行对数每小时只能达到 30 对，经改造信号系统后，才达到 34 对。因此，要想地铁交通良
22、好的发展，就需寻求各种方法提高其运行效率。3、地铁结构的防水地铁结构防水作为世界难题一直困扰着全世界的地铁工程建设，为此，一代又一代的专家学者在地铁结构防水系统工程上进行了一次2726又一次的探索、实践和总结。地铁结构的防水要始终贯彻“一个理念、一个重点、两个手段”的系统解决方案。“个理念”就是结构防水设计中要以“混凝土结构自防水为主，防排结合”作为原则；“个重点”是防止混凝土开裂为重点；“两个手段” 一是减少混凝土中水泥用量增加优质粉煤灰，二是降低混凝土的坍落度。1） 地铁结构防水根本在于“混凝土结构自防水”地铁结构防水须从源头抓起，从没计理念做起，防水设计原则是地铁结构设计的基本出发点，各
23、地的防水设计原则为：上海地铁“以防为主，多道设防，因地制宜，综合治理，防排结合”；广州地铁“以防为主、防排结合、多道设防、刚柔并进”；沈阳地铁“以防为主，防排结合，刚柔相济，多道防线，因地制宜，综合治理”；香港地铁“以混凝土自防水为主，防排结合”。从中可以看出只有香港地铁明确指出“以混凝土自防水为主”，其他城市地铁均偏离了防水之本。在实际工程中，往往偏重防水材料，轻防水混凝土，造成大量投资浪费。2） 混凝土实际强度偏高是结构防水效果不良的主要原因提到混凝土质量，人们自然想到的重点是如何提高强度指标和抗渗指标。造成这一概念的原因是多方面的，包括受到规范的制约，以及防水混凝土检测标准不科学等因素的
24、影响。实际上这是一个误区，因为强度、抗渗标号越高，越容易开裂。在 C30S8 防水混凝土施工中，经常出现“指标”达标，但防水效果却不达际的现象。由于重视“强度指标”、“抗渗指标”而无抗裂检测标准和手段，以及设计单位片面追求高强度和高抗渗，最终得到的却是低抗裂的混凝土。因此，正确的概念应当是如何提高防水混凝土的抗裂性。大量实践证明，要解决地下结构防水、防腐，必须彻底解决裂缝问题，否则一旦开裂，结构的抗渗、防腐、耐久性都成为空话。三、我国城市地铁交通发展现状及其发展前景我国目前超过百万人口的城市有 34 个，其中超大城市 12 个，特大城市有 22 个。要解决超大城市和特大城市的交通问题，城市轨道
25、交通是一个非常可行的方案。我国城市地铁发展比较落后，不过，近几年，我国城市建地铁和轻轨的热情很高，深圳、南京、重庆、长春、大连、青岛等 20 多个城市都在规划、申报或正在筹建。已获得国家批准正在建设的项目有：北京西直门至东直门城市轻轨铁路、上海地铁明珠线、南京地铁一期150工程、深圳地铁一期工程（深圳地铁是深圳市基础设施的主要项目，于 1999 年初动工。深圳地铁全长 14.5 公里，设 14 个车站，分东西和南北两个走向。东西向由罗湖至竹子林、南北向从皇岗口岸至福田中心区，计划四年建成。）、重庆跨座式单轨系统、大连轻轨试验线、长春轻轨一期工程、广州地铁二号线、武汉轻轨一期工程等。以上在建工程
26、线路总长度约 167 公里。此外进行前期工作的城市有青岛、沈阳、杭州、大连、成都、哈尔滨、鞍山、佛山、合肥、济南、西安、兰州、乌鲁木齐、长沙等，在这些城市已相继成立了地铁公司或类似机构。根据国外的经验，大中城市尤其是特大城市的交通结构应向快速、大容量、立体化的方向发展。它们是以地铁与轻轨等快速轨道交通为主，公共汽车为辅，多种交通方式组成一个比较完整的城市公共交通体系。如华盛顿的轨道交通在全市公交中的比重为 99.5，东京为83.5，巴黎为 70.5。我国发展快速轨道交通还处于初始阶段。从 1965 年至今建成的地铁，平均每年建 4km，前 30 年平均只建成 2km。随着经济的发展，城市财力的
27、增强，修建快速轨道交通的速度会相应加快。如上海、北京在“十五”期间以每年 15km 的计划向前发展快速轨道交通。目前全国 100 万人口以上的城市 37 个，规划筹建快速轨道交通的城市 24 个，占特大城市总数的 60，共计划修建的城市轨道交通线路总长 425km，到时，我国将有快速轨道交通约 770km(未计香港和台湾)。展望未来，我国发展城市地铁交通的前景是远大的，工程是宏伟的。二十一世纪，随着经济快速稳步的发展，人民生活水平的不断提高，人们对环境，对城市交通工具的要求会越来越高，到时各城市将根据自身的特定条件，选择各种适合的交通方式。甚至被誉为城市理想交通工具的磁悬浮轨道交通出现在某个城
28、市，也是顺理成章的事。四、地铁车站的施工方法1.地铁车站施工方法比较序号施工方法环境场地要求 优点 缺点 发展方向1 明挖 宽阔的施工场地，如京、津、沪、穗地铁车进度快，造价低，便于大型破坏、污染环境，影响市区1)深层地下连续墙，桩排墙 2)预应力钢支撑站 机械化施工居民生活，风险大3)地面变化监控技术 4)土丁墙技术2 矿山 坚硬岩土介质、地下水位低地面影响小，造价低进度慢，强度高，风险大1)钻孔台车自动装药引爆 2)光面爆破锚喷监控数据反馈 3)分断面开挖，眼镜工法 4)大型土方机械3 浅埋暗挖土体冻结、注浆、深层搅拌、管棚加固，浅埋车站，如北京站浅埋暗挖地面影响小，造价低地下作用风险大，
29、机械化程度低1)地基处理技术2)小型地下开挖机械 3)可靠的临时劫掠措施和机具4 盖挖 市区浅埋地铁车站，如上海地铁 1、2 号线淮海路和南京路上的站、北京一些车站占用场地时间短，对地面干扰较小，安全施工工序复杂，交叉作业，施工条件差1)交叉施工，流水作用 2)小型施工机具 3)永久衬砌支护的地下连续墙，钻孔 柱施工质量控制和托换技术5 逆作 车站上面有高层建筑，埋深较深，如上海新闸路站占用场地时间短，对地面干扰较小，安全施工工序复杂，交叉作业，施工条件差1)交叉施工，流水作用 2)小型施工机具 3)永久衬砌支护的地下连续墙，钻孔 柱施工质量控制和托换技术6 异型 盾构市区深埋车站，线路换乘下
30、层车站不影响地面地下运营，安全，机械化程机械复杂，造价高，安装操作难度大1)开发研制国产大型三心圆、割圆异型盾构 2)开发新型衬砌劫150度高 掠材料和施工技术2.暗挖法施工控制地层沉降的主要措施(1) 领会并严格执行“ 十八字方针”浅埋暗挖法是在城市地铁隧道施工历经多地区实践基础之上提出的具有我国特色的软土隧道施工方法。它的精神实质及要领都融合在这十八字方针里“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”。“管超前”不仅仅是简单地利用小导管等进行超前预加固支护,其加固效果与小导管直径、长度、间距、安设角度、搭接长度以及浆液等都有关系；“短开挖”不是指台阶长度短,而是指控制循环进尺,少扰动
31、地层,开挖范围小且留核心土；“快封闭”不仅仅是指全断面及早封闭,在分部开挖中,每一分部开挖面也应能尽快封闭。(2)适度排放地下水地下水的排放无疑会使上覆地层尤其是隧道工作面附近地层的强度增加,刚度变大。但对于砂层、砾砂等特殊地层,过度抽排地下水,会使上覆多孔介质土层超固结,反而引起地表大范围沉降。因此,在能保证工作面稳定、能保证正常开挖的条件下,应尽量减少地下水的抽排,可根据情况采取止水帷幕或旋喷桩法等阻断地下渗水通道,采取地表或洞内注浆措施封堵部分地下水；采取地表或洞内降排水时,尽量缩短抽排时间,掌子面开挖过后及时停止；采取断面注浆、喷混凝土等措施稳定工作面；根据具体地层条件,及时调整小导管
32、、格栅支护参数、注浆参数,确保注浆效果。(3)确定适合地层条件的施工方法为有效控制地表沉降,台阶法应预留核心土,台阶长度应根据地层条件确定,地层愈软,台阶长度愈长；为使开挖各分部尽早闭合,上台阶一般应增设临时仰拱,特殊地段上台阶拱脚处应架设钢支撑喷混凝土作托梁,实践表明,采用该方法施工,拱顶及地表下沉明显减缓。(4)拉开左右线隧道的开挖距离两隧道的中心线距3d 时 ,两隧道的开挖对地层沉降会有叠加影响。软弱围岩其沉降影响范围大,建议两工作面的开挖距离控制在 30m 以上。(5)缩短开挖进尺城市地铁尤其是软弱地层隧道,开挖进尺应尽量小。根据实践经验,建议每循环进尺取断面开挖宽度的 0.1 倍。(
33、6)加快工作面的推进速度工作面速度的加快,意味着各工序施工时间的缩短,地层应力的释放得到有效控制,地层内部的变位调整也将减小。(7)增大初期支护刚度初期支护施作后,本身有一个徐变过程。超前支护,一般采取增大小导管直径、减小布置间距、严格注浆等措施加强；钢格栅,在间距一定时,宜增大主筋直径,增大支护初期刚度,以控制沉降。(8)合理安排二次衬砌时间孔隙水的调整所产生的附加应力是一个漫长的递增过程。软弱含水地层,随着渗透排水,地表大范围沉降,初期支护的刚度与地层刚度的相互作用会愈来愈强,因此,软土隧道应及时施作二次衬砌。深圳地铁隧道的实践表明,二次衬砌施作后,地层变位趋于稳定。五、建筑设计的主要内容
34、1. 地铁车站的组成车站由车站主体(站台、站厅等)，出入口及出入口通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。 乘客使用空间：乘客空间约占总面积的 50%，主要包括：站厅、站台、出入口、通道、售票处、检票口、问讯、公用电话、小卖部、楼梯及自动扶梯等。 运营管理用房：保证车站正常运营和营业秩序的办公用房。主要包括：站长室、行车值班室、业务室、广播室、会议室、公安保卫、清扫员室等。 技术设备用房：保证列车正常运行、车站内具有良好环境条件及在事故灾害情况下能及时排除灾情不可缺少的设备用房，主要包括：环控室、变电所、综合控制室、防灾中心、通信机械室、信号机械室、自动售检室、泵房、冷冻站、机房、配电等设备的
35、用房和值班室。 辅助用房：保证车站内部工作人员正常工作生活所设置的用房。直接供站内工作人员使用的，主要包括：厕所、更衣室、休息室、茶水间、盥洗间、储藏室等。车 车站组成由单一功能向多功能方向发展，修建地铁用于解决城市客运交通问题，随着物质文化水平提高，随着物质文化水平提高，人150们对交通环境提出了更高的要求，地铁车站向多功能方向发展。如：斯德哥尔摩地铁车站；巴黎某地铁车站等。车站设备向高科技方向发展，设施日趋完善：自动售检票系统、电力临近系统、环控、自动灭火系统现代化设施，对车站建筑设计提出了更高的要求，使地铁车站向现代化和高科技方向发展。2.车站设计原则1）合理组织人流路线，划分功能分区(
36、1)乘客与站内人员路线分开；(2)进、出站客流要尽量避免交叉和相互干扰；(3)乘客购票、问讯及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行；(4)换乘客流与进、出站客流路线分开；(5)当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系。2）车站宜设在直线段上3）车站公用区应划分为付费区与非付费区4）无障碍通行六、结构设计1. 有关设计规范：高架结构现无设计规范，暂应遵照铁路桥涵设计规范(TBH285)、地下铁道设计规范(GB5015792)、建筑结构设计规范，设计要求：1）结构构件的内力按弹性受力阶段计算。2）预应力混凝土桥梁结构应按铁路桥涵设计规范规定验算其强度、抗裂性、稳定性、应力及变形。 3）计算预应力
37、混凝土连续梁内力时，应考虑温差，基础不均匀沉降以及由于混凝土收缩、徐变和预应力所引起的二次应力。 4）结构应满足铁路桥涵设计规范要求的最小配筋率和最大裂缝宽度的要求。2. 地铁结构静动力特性1）结构的静动力特性：地层与结构共同承载。地下结构埋在地层中，四周受到地层的约束。因此，地层不仅对结构施加荷载(围岩压力)，同时地层又帮助结构承受荷载。2）支护结构与围岩之间的相互作用关系。在稳定地层中，结构比地层的刚度小，地层对结构变形的约束作用大，而产生的地层压力则小；在松软地层中，结构的刚度度比地层的刚度大，地层的约束作用小，地层压力则很大。 3）随着埋深加大结构稳定性受外载的影响越小。3. 力学模型
38、：1）作用反作用模型(Action-reaction Model)，或称为荷载结构模型。洞室围岩已经发生松弛或塌落，结构只是被动的承受围岩带来的荷载；结果内力（和变形）按结果力学方法计算；围岩弹性抗力是结构与围岩相互作用的唯一反映；计算的关键在于确定围岩主动荷载和被动弹性抗力。2）连续介质模型(Continuum Model)，或称为地层结构模型。围岩与结果共同构成承载体系，荷载来自围岩的初始应力和施工所引起的应力释放。结果内力与围岩重分布应力一起按连续介质力学方法计算；围岩与结构的相互作用以变形协调条件来体现；计算的关键在于确定围岩的应力释放和围岩的相互作用。3）以工程类比为依据的经验法(E
39、mpirical Method) 4）以现场量测和试验为主的实用设计法(Convergence-confinement Method)4. 荷载种类1）永久荷载：地层压力、结构自重、隧道上部的设施及建筑物基础附加应力、静水压力(含浮力)、混凝土收缩和徐变影响力、预应力及设备重量等。2）可变荷载：地面车辆荷载(包括冲击力)、地铁车站荷载(包括冲击力、摇摆力、离心力)以及人群荷载等。其它可变荷载还有温度变化、施工荷载(施工机具、盾构千斤顶推力、注浆压力)等。 3）偶然荷载：地震力、爆炸力等。5. 荷载组合1）结构计算荷载应根据上述三类荷载同时存在的可能性进行最不利组合。 2）对于浅埋地铁结构，以基
40、本组合：永久荷载+可变荷载。3）在特殊情况下，如七度以上地震区，或有战备要求等才有必要按偶然组合，即三类荷载都考虑进行验算。6. 计算模型和研究方法1）作用-反作用模型，或称为荷载-结构模型，采用结构力学方法。2）连续介质模型，或称为地层-结构模型，采用连续介质力学方法，通常应用有限元进行计算，也可采用解析法进行计算。3）工程类比法(或称为经验法)。4）现场实测为依据的约束-收敛法。5）理论分析法。7. 地层压力计算方法1）采用荷载-结构模型时，要确定作用在结构上荷载的大小和分布规150律。2）深埋岩石隧道：隧道周围破碎圈内的岩体重量，围岩松动压力按铁路隧道设计规范进行计算。 3）土质隧道：
41、填土隧道和浅埋暗挖隧道，按全部土柱重量计算。 明挖隧道按 1.11.12 乘以全部土柱重量计算。8. 地震荷载计算方法1）地震对地下结构的影响有两方面：剪切错位和振动。2）地震对深埋隧道影响较小，而对浅埋隧道，尤其是松软地层中的浅埋隧道影响较为严重。3）地震对地下结构作用有两种方法：地震动力响应分析；动力模型试验。4）地铁结构采用实用方法，即静力法(地震系数法)或拟静力法(地层位移法)。5）静力法或拟静力法：将随时间变形的地震力或地层位移用等代的静地震荷载或静地层位移代替，然后再用静力计算模型分析地震荷载或强迫地层位移作用下的结构内力，其量值略大于动力响应分析值。6）等代的静地震荷载包括：结构
42、本身和洞顶上方土柱惯性力以及侧向土压力增量。9. 结构设计的步骤1)认真研究地质资料2)拟定结果断面尺寸3)计算主体结构各工况内力4)根据所算的结果内力，进行混凝土配筋计算5)检算配筋强度，裂缝是否符合标准。主要参考文献：1、地下铁道设计与施工，施仲衡等编著，陕西科学技术出版社2、地下工程，贺少辉、叶锋等编著，北京交通大学，第二版，2008.33、城市轨道交通概论，孙章、蒲琪等编著，北京：人民交通出版社, 20104、国家标准地铁设计规范（GB50157-2003）,北京：中国计划出版社, 第一版，2003.7研究方案：1、本文的研究内容及步骤：根据西四南大街及周边的地形特征，选择车站的合适位
43、置，并进行车站的平面布置；进行车站主体结构横断面设计，纵断面设计，主体结构各工况内力组合计算，截面及裂缝检算，结构配筋，施工方案设计等。2、本文所用理论基础：地下工程、混凝土结构设计原理、土力学、选线设计、隧道工程，地下铁道设计与施工等。3、研究方法：隧道结构计算理论：荷载结构模型和地层结构模型；研究方法有：结构力学方法、连续介质力学方法等。4、预期成果：了解车站主体结构，完成车站总平面布置，主体结构横断面设计，纵断面设计，主体结构内力计算与结构配筋及检算。150毕业设计（论文）进度安排：序号 毕业设计（论文）各阶段内容 时间安排 备注序号 毕业设计（论文）各阶段内容 时间安排 备注01 开题
44、报告及外文翻译 3.183.2502 车站总平面布置（包括站位选择、出入 口布置、通风亭布置等） 3.284.803 车站主体结构横纵断面设计 4.94.1504 车站站厅层及站台层建筑详细设计并绘 制相应的图纸 4.164.2205 车站结构内力计算，建模，出内力图， 出数据 4.234.3006 车站结构内力分析，进行结构配筋计算 及裂缝检算 5.15.1507 配筋图的绘制以及施工方案和施工组织 的设计 5.165.2908 整理编写论文说明书和修改图纸 6.306.609 细致整理并打印论文，准备答辩 6.9指导教师签名： 审核日期： 年 月 日27中文摘要论文题目：北京地铁西四站结构
45、设计摘要：本设计根据站址环境和地质概况，按照地铁设计规范和混凝土结构设计规范等，本着经济合理、安全实用的原则，对北京地铁西四站进行建筑设计、结构设计和施工设计等。西四站为北京地铁工程中的一座双层岛式暗挖车站，通过对其站址工程地质和水文及环境限制条件的研究,选择车站的合理站位和布置车站出入口；通过客流量计算选择车站的大小，站台宽度，车站长度并进行站厅层，站台层布置；通过选用荷载结构模型对车站结构主体内力进行计算分析，荷载组合选用基本组合的（永久荷载+可变荷载），具体计算运用ansys工具，并按偏压计算配筋和检算裂缝。最后介绍了车站施工组织设计,主要指出了暗挖中洞法的施工特性和施工中应注意的问题以及施工步骤并简单介绍了施工围挡和监控量测。关键词： 地铁车站；建筑设计；结构设计；中洞法
