预制装配式地铁车站施工技术与造价控制

装配式地铁车站是将事先预制好的装配式结构构件,用“搭积木”的方式将站体分块“搭”起来,完成整体结构的建设。文章结合我国首座预制装配式明挖地铁车站——长春地铁 2 号线袁家店车站的施工建设,介绍装配式地铁车站精平条带、预制构件拼装、榫槽注浆、防水等施工工艺,并针对装配式车站成本偏高的事实,提出规模经济、大力发展上下游产业链、建设产业化基地、加强技术人员培训等改进措施。     

新型预制装配式地铁车站结构及造价指标研究

研究目的:国家及地方政府正在大力发展装配式建筑,城市轨道交通行业也在积极开展装配式技术方面的研究,而造价偏高是影响装配式建筑发展的一个关键因素.为合理控制装配式地铁车站造价,本文以一个地铁车站为研究背景,通过设计方案优化,提出一种新型预制装配式地铁车站结构,采用单价分析法对装配式地铁车站结构造价指标进行研究,并对地铁车...     

新型预制装配式地铁车站结构横断面受力性能研究

预制装配式地铁车站具有能缩短工期、改善施工质量等优势。结合地铁车站主体结构常用的双层三跨矩形断面形式,建立了整体有限元模型,研究了这种新型预制装配式结构在使用阶段的受力变形规律,为预制装配式地铁车站在未来的工程应用提供力学支撑。     

暗挖地铁车站大跨度拱形中板的设计研究

为实现地铁车站站台层大跨度无柱功能,以青岛地铁1号线薛家岛站拱形中板的设计为背景,运用有限元方法分析研究不同形式中板在静力及地震作用下的结构受力特性。分析结果表明:(1)静力分析中,拱形中板较其他形式中板而言,仅轴力值较大,其余内力及变形值均相对较小;跨中弯矩在外侧水土压力作用下为负弯矩,并呈正比例变化;受空间作用影响,洞口梁及节点处应力集中明显,梁扭转效应明显。(2)抗震分析中,E2、E3作用下得出中板时程位移曲线,最大层间位移角均满足规范限值要求; E2作用下,拱形中板构件内力较非地震工况增幅约25%。     

装配整体式地下车站中板大开孔力学性能研究

研究目的:装配式地下车站符合国家大力发展绿色建筑的倡导,近年来逐步得到应用。本文基于无锡至江阴城际轨道交通南门站采用的装配整体式车站结构体系,提出中板大开孔处孔边结构的设计方案,并对该孔边结构进行力学性能分析,为装配整体式车站的孔边结构体系应用提供理论依据。研究结论:(1)装配整体式车站在中板大开孔处采用叠合装配孔边结构方案合理可行,具有装配率高、免支架模板、施工快、不占用建筑净空、孔边构件刚度大的优点;(2)方案无论是在施工阶段还是在使用阶段,承载能力和变形均满足要求,结构安全可靠;(3)施工阶段,横向孔边梁(MYZAL(Y)梁)和纵向孔边梁(MYZAL(X)梁)安全冗余度相对较低,需控制开孔长边尺寸和施工荷载;(4)永久使用阶段,叠合孔边构件刚度显著大于现浇孔边构件;(5)本研究成果可在装配式地下车站中推广应用。     

新型装配式地铁车站智能设计关键技术研究

装配式结构具有施工周期短、施工精度高、建设成本低等优势,在地铁车站结构设计中有非常广阔的应用前景,是目前地铁车站发展的重要方向.为提升装配式结构设计效率以及加快装配式结构推广应用,针对装配式地铁车站特点,将参数化引入到装配式地铁车站结构设计中,确定车站结构的参数化特征,通过智能算法建立车站结构分块内部及分块之间的联动机...     

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。     

预制装配式地铁车站肥槽回填施工力学行为研究

依托长春地铁2号线袁家店站预制装配式地铁车站,利用MIDAS GTS NX软件建立单环地层-结构模型,考虑肥槽分级回填,分析回填不同材料时车站结构在位移、变形、内力等方面的变化趋势和分布规律,找出预制装配式结构的薄弱部位。结果表明:结构的薄弱部位主要集中在拱肩、拱脚及边墙底部;回填素混凝土与回填土相比结构内力和变形差异较小;拱脚处施加钢支撑可显著改善结构拱脚处的受力。研究结果可为预制装配式地铁车站的设计和施工提供参考。     

“预制+现浇”叠合拱壳工艺在地铁车站中的应用

相比箱型框架结构地铁车站,无柱大跨拱形车站更为美观大方、空间开阔,可为乘客提供更舒适的乘车体验。分析了装配式车站的应用现状,提出“预制+现浇”叠合拱壳的施工工艺,重点分析了“预制+现浇”叠合拱壳结构体系及其施工流程,并介绍了该工艺在上海轨道交通15号线吴中路站施工中的应用。该工艺是富水软土环境下地铁车站施工的创新尝试。     

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。     

装配式车站结构纵向张拉力影响因素及控制研究

装配式车站先后在长春、青岛、深圳等地得到了广泛应用,装配式车站的接缝宽度是决定其拼装质量及防水效果的重要因素。为了进一步提高装配式车站的拼装质量,更好地控制装配式车站的接缝宽度,以深圳地铁装配式车站设计方案为例,重点分析影响装配式车站纵向张拉力的影响因素及控制方法。分析结果表明：影响装配式车站纵向张拉力的因素主要有张拉点位的布置、弹性密封垫橡胶材料的硬度、构件与接触体的摩擦力以及张拉过程中构件的施工姿态。橡胶密封垫的硬度是纵向张拉力的主要影响因素,应根据橡胶密封垫的硬度采用不同的张拉力控制值,以达到接缝要求的控制宽度;纵向张拉点位对橡胶密封垫的压紧均匀程度影响较大,在长大构件中纵向张拉点位间距在4.3～6 m之间,可有效控制沿纵向长度方向密封垫的压缩量差在1 mm以内;侧墙构件以及拱顶构件在吊具没有完全卸载的情况下张拉,可有效减少构件平动对接触防水密封垫的影响,同时有利于构件张拉到位;通过对施工现场纵向张拉力的监测,每环的张拉力并非定值,多分布于295～310kN,侧墙、顶板构件的张拉力略大于底板构件的张拉力。     

附属结构施工对装配式车站结构的影响分析

为确保附属结构施工过程中装配式车站主体的安全与稳定,需要了解附属结构施工过程中装配式车站主体结构的力学规律。以深圳地铁装配式车站13号线市中医院站为工程背景,通过有限元数值计算,对附属结构的施工过程中装配式车站主体的内力和变形进行分析。计算表明：①附属结构基坑开挖导致主体结构整体有向附属开挖一侧变形的趋势,结构内力出现重分布,附属结构施工开挖过程中主体拱顶弯矩最大增幅在开挖1阶段;②在附属结构施工过程中可以采取主体顶板上方设置临时支撑、主体拱顶对拉连接、加强支护刚度等措施对装配式车站主体的内力及变形进行控制,其中主体顶板上方设置临时支撑措施的效果显著。结合设计措施的计算及实施情况对控制措施的设计应用进行研究,为装配式地铁车站的设计提供借鉴。     

基于梁-复合弹簧模型的装配式车站地震反应研究

基于装配式车站结构现有研究成果,建立适用于装配式地铁车站结构的梁-复合弹簧简化动力分析模型,通过与三维实体模型分析结果对比,验证该模型的有效性,并应用该模型开展装配式地铁车站结构与同型现浇结构的横向地震反应对比分析。结果表明：水平地震作用下,装配式车站结构和同型现浇结构的变形差异不大;其截面内力波动趋势与现浇结构一致,且均在同一时刻达到峰值;其典型截面的弯矩及弯矩波动幅度均小于现浇结构,其注浆式榫槽接头减小了结构截面弯矩及弯矩波动的幅度,减弱了结构在地震作用下的弯矩响应。该研究可为预制装配式地铁车站结构抗震计算提供技术支持,为预制装配技术应用于地下结构建设提供参考。     

上海地铁内江路站基坑支护结构设计

上海市轨道交通12号线内江路站紧邻黄浦江,站位所处地层主要为流塑状淤泥质黏土,地下水位埋深约1m,地质条件极差。以该车站基坑支护结构设计为依托,详细阐述采用SAP84有限元程序建立荷载-结构模型对叠合墙体系进行内力增量分步叠加法计算的过程,以及钢筋混凝土与钢管相结合的内支撑体系设计。目前,车站的主体和3个附属结构已经完工,工程进展顺利,说明基坑支护结构设计方案合理。     

肥槽回填对装配式地下车站结构的力学影响

肥槽回填是明挖装配式地下车站的主要施工阶段,对装配式地下结构的内力和变形有重要影响。针对肥槽回填阶段装配式地下车站结构的力学特性,建立增量法结构计算模型,对不同肥槽的回填材料、回填方案以及中板结构施作的先后次序等工况下的装配式地下车站的结构进行分析,研究不同工况对装配式地下车站结构内力和稳定性的影响。研究结果表明：①采用常规土体材料进行肥槽回填,其回填荷载会导致该阶段装配式结构部分的接头内力超过接头承载能力,回填荷载作用下结构有失稳趋势(拱脚支撑受拉);②采用结硬性材料进行肥槽回填,不同分层方式的回填方案对装配式结构的接头内力和稳定性影响差异较大,其中结硬性回填材料一次性回填对结构的影响比常规土体回填更大,分多层回填时能有效降低回填荷载的影响,采用4次分层回填方案,结构受力与变形均有大幅改善,能确保结构稳定性,使接头承载性能满足要求;③在肥槽回填之前施工中板结构,能大幅改善肥槽回填荷载对结构接头承载能力和稳定性的影响,各种回填方案均能满足结构受力和稳定性的要求,因此中板施工前置工况可降低对肥槽回填材料和方案的要求,不排除今后采用较低强度结硬性材料回填的可能性。     

关于地铁车站中板结构计算模型选择的分析

刚性楼板假定在带来计算简化的同时也带来了许多问题,对于具体工程的结构设计选择合理的楼板刚度假定十分重要。针对某明挖车站的中板结构,分别选择PKPM/SATWE和MIDAS/CIVIL进行建模分析,对建模原理和计算结果进行了比较分析,给出了设计时模型选择的建议。