第二节 地铁车站的结构设计

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1、地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计第二节第二节 地铁车站的结构设计地铁车站的结构设计一、地铁车站结构选型的原则和特点二、地铁车站的结构形式三、地铁车站结构的荷载内力计算与设计四、地铁车站结构的构造设计地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计一、地铁车站结构选型的原则和特点一、地铁车站结构选型的原则和特点地铁车站应根据车站规模运行要求地面环境地质技术经济指标等条件选用合理的结构形式和施工方法；结构净空尺寸应满足建筑设备使用以及施工工艺等要求，还要考虑施工误差结构变形和后期沉降的影响。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地

2、铁与轻轨交通的结构设计明挖法施工的车站结构适应性强，可以灵活布置车站的平面及纵断面；可较好的利用地下空间；尤其适用于客流量大的车站换乘站以及需要考虑城市地下、地上空间综合开发利用的车站；一般情况下浅埋地铁以明挖车站为主。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计盖挖法施工的车站结构分为盖挖顺作法半逆作法和逆作法；在交通繁忙得地段修建地铁，尤其是修建有综合功能要求的车站，或需要严格控制基坑开挖引起的地面沉降时，则可采用盖挖法施工。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计暗挖法施工的车站隧道和折返线等大断面隧道广为采用的暗挖法有矿山法盾构法

3、顶管法；矿山法不适用于饱和软粘土，采用矿山法需注意：在第四系中用新奥法时需与明盖挖方案进行论证矿山法车站施工难度大安全性差造价高工期长，适用效果和营运质量不如其他方法。矿山法可用于采用明盖挖施工非常不经济的地铁中间站。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计盾构法施工的车站结构其特点是地层掘进出土运输衬砌拼装等作业都在盾尾保护下进行，需随时排除地下水和控制地面沉降，技术要求高，综合性强；可用于各类软土地层和软岩地层中掘进隧道，尤其适用于市内地铁和水底隧道的掘进；优点是环境影响小，施工速度快，自动化程度高等；缺点是造价高，地表沉降控制较难施作小半径隧道时较困难。地铁

4、与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计二地铁车站的结构形式二地铁车站的结构形式明挖法施工的车站结构形式矩形框架结构有单层双层单跨双跨双层多跨（图4-1）等形式。侧式车站采用双跨结构；岛式车站采用三跨结构，有时也用单跨结构；有时可用上下线重叠结构。图4-1 上海地铁徐家汇(与下立交隧道合建，尺寸单位mm)地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计拱形结构常用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站整体式结构与装配式结构现浇混凝土结构具有防水性和抗震性能好，能适应结构体系的变化等优点；装配式结构施工速度快，但接头防水较薄弱，新发展的部分装配式结

5、构。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计盖挖法施工的车站结构形式盖挖法多采用矩形框架结构（图4-2）；盖挖车站一般均采用与围护墙结合的现浇的成型方法；软土地区车站采用地下墙或钻孔桩作围护结构。分单双层墙两种结构。图4-2 北京地铁永安里站(尺寸单位：mm)地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计矿山法施工的车站结构形式断面形式应根据围岩条件使用要求施工工艺及开挖断面的尺寸等从结构受力围岩稳定及环境保护等方面综合考虑确定；宜采用连接圆顺的马蹄形断面；围岩条件较好时采用拱形与直墙或曲墙组合的形状，软岩及砂土地层应设仰拱或受力平板底；硬

6、岩中设200mm的铺底作整体道床的基础；特殊困难条件下可采用平顶式结构。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计1)单拱车站隧道该结构形式在岩石地层中采用较多；施工难度大技术措施复杂造价高（图4-3）。图4-3 日本横滨地铁三泽下街车站地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计设有横向联络通道，两主隧道的净距不小于一倍主隧道宽度；双拱立柱式早期用于石质较好的地层中，近年来被单拱车站取代。2)双拱车站隧道基本形式：双拱塔柱式和双拱立柱式(图4-4)；图4-4 双拱立柱式车站实例地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的

7、结构设计3)三拱车站隧道亦有塔柱式和立柱式两种基本形式；土层中大多采用三拱立柱式车站（图4-5）。图4-5 三拱立柱式车站实例地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计盾构法施工的车站结构形式1)由两个并列的圆形隧道组成的侧式站台车站图4-6，每个隧道内设一组轨道和一个站台；车站隧道的内径主要取决于侧站台宽度车辆限界及列车牵引受电方式；总宽度较窄可设在道路之下，用于客流量较小的车站；技术难点在于横通道的设计与施工。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计图4-6 东京永田町车站地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通

8、的结构设计2)由三个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站图4-7，两侧为行车隧道，在其内设站台，中间隧道为集散厅，用横通道连成一个整体；总宽度较大，2830m，用于中等客流量车站。图47 基辅地铁三拱塔柱式车站地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计3)立柱式车站传统立柱型车站为三跨结构，眼镜型车站，典型的岛式车站（图4-8），站台宽度10m, 站台边至立柱外侧2m；传统型立柱车站施工工序多，难度大，造价高，总宽度窄，20m左右；“多圆型盾构”，盾构车站，球墨铸铁管片组成的装配式衬砌。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计图4-8 莫

9、斯科地铁三拱立柱式车站(尺寸单位：mm)地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计图4-8 圣彼得堡地铁三拱立柱式车站(尺寸单位：mm)地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计换乘站的隧道衬砌结构形式换乘方式按结构分类：在两个或几个单独设置车站之间设置联络通道等换乘设施；修建两条或多条线路使用的联合换乘站；在两个相交车站的局部，修建公共换乘结点。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计按线路在车站内的位置，后两种又分为：两条线路设于同一水平上的车站；两条线路设于不同水平上的重叠式车站：两条线路设于同一水平上

10、的交叉式车站；重叠式车站的站台形式：上层侧式，下层两侧式间作共享通道；上下层均为侧式站台；上下层均为岛式站台。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计地铁车站围护结构一般采用地下墙钻孔灌注桩人工挖孔桩及SMW工法作围护结构；地下墙可作主体侧墙的一部分，或只作围护结构；单层侧墙，锥螺纹钢筋连接器，双层侧墙。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计三地铁车站结构的荷载内力计算与三地铁车站结构的荷载内力计算与设计设计主要内容：结构选型，荷载计算，基坑围护结构设计，内衬设计，结构楼板和梁设计，抗浮设计，出入口通道设计、风道设计等，另外还包括端

11、头井设计，车站纵向结构设计，防杂散电流设计，防水设计和人防设计等。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计地铁车站结构静动力工作特性进行地铁车站结构的静动力计算时，必须考虑结构与地层的共同作用；一般采用结构计算经验判断和实测相结合的信息化设计方法；设计模型随结构形式和施工方法而异；软土中的浅埋车站常用荷载结构模型；深埋或浅埋的岩层中的车站采用连续介质模型（地层荷载模型），包括解析法和数值法。地铁与轻轨第四章地铁与轻轨交通的结构设计第四章地铁与轻轨交通的结构设计作用在地铁车站结构上的荷载分为永久荷载可变荷载和偶然荷载，计算时取最不利组合；永久荷载包括地层压力、结构自