地鐵車站換乘節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)預(yù)留方案探討

【摘要】地鐵車站換乘節(jié)點(diǎn)通常是一次施工，完成兩線重疊部分的全部結(jié)構(gòu)。這種做法初期投入大，不能適應(yīng)今后路網(wǎng)變化的情況。本文探討方案提出只做二期工程的局部圍護(hù)結(jié)構(gòu)和一期工程的支撐樁柱，井對(duì)一期工程的縱橫向配筋作檢算和加強(qiáng)，已達(dá)到適當(dāng)預(yù)留，最少投入，方便后期施工的目的。
【關(guān)鍵詞】地鐵 換乘 節(jié)點(diǎn)

1 前言
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)城市地鐵正如火如荼地在各大城市興建。但是，無(wú)論是周密規(guī)劃也好，朝令夕建也好，都有一個(gè)突出的問(wèn)題，即在建地鐵與路網(wǎng)中相關(guān)換乘節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)需要做必要的預(yù)留，以便為后建的地鐵線創(chuàng)造銜接的便利條件。要做到這—點(diǎn)又必需明確兩點(diǎn)：首先是采用什么換乘方式，“十”字形換乘、“L”字形換乘還是平行換乘?明確了換乘方式以后，要解決的是如何預(yù)留，如何減少預(yù)留工程量，既減少—期工程的投入，又要考慮便于二期工程的施工，還要考慮萬(wàn)一以后路網(wǎng)調(diào)整換乘點(diǎn)改變時(shí)，工程損失最小。本文以“十”字形換乘節(jié)點(diǎn)為例，探討既節(jié)省又可行的換乘節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)預(yù)留方案。
2 通常的節(jié)點(diǎn)預(yù)留方案
通常在解決換乘節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)工程預(yù)留問(wèn)題時(shí)，最簡(jiǎn)單的辦法是在一號(hào)線前期施工時(shí)將整個(gè)換乘節(jié)點(diǎn)(含二號(hào)線節(jié)點(diǎn)部分)一次施工完成。在島式站換側(cè)式站時(shí)，二號(hào)線在地下三層，則一號(hào)線施工時(shí)，換乘節(jié)點(diǎn)處地下三層需同時(shí)施工。在島式站換島式站時(shí)，節(jié)點(diǎn)一般亦為地下三層，若加轉(zhuǎn)換層時(shí)二號(hào)線在地下四層，換乘節(jié)點(diǎn)處需同時(shí)施工地下四層。在工程量方面，島式換側(cè)式節(jié)點(diǎn)處增加地下三層約500平方米的建筑面積，島式換島式節(jié)點(diǎn)處增加地下三層(至四層)約500～1000平方米的建筑面積。如果換算成工程造價(jià)相當(dāng)于300-800萬(wàn)元。有的甚至達(dá)千萬(wàn)元以上。這筆巨大的投入在二號(hào)線建設(shè)前是不能發(fā)揮作用的，如果二號(hào)線規(guī)劃發(fā)生什么變化，預(yù)留工程很可能報(bào)廢；設(shè)計(jì)方案上若有變化，如原來(lái)是島式換島式，要改為島式換側(cè)式，預(yù)留工程除可能部分報(bào)廢以外，還將造成工程改建的困難。由于節(jié)點(diǎn)預(yù)留工程投入巨大，并且有一定的風(fēng)險(xiǎn)，有時(shí)就干脆不預(yù)留，把矛盾留給第二線。到第二線建設(shè)時(shí)，又可能考慮工程難度，巨額資金投入和一號(hào)線運(yùn)營(yíng)安全等問(wèn)題，最后只有改變換乘方式，以致可能降低服務(wù)水平。
3 探討的節(jié)點(diǎn)預(yù)留方案
正確合理的預(yù)留原則應(yīng)謊是：恰當(dāng)預(yù)留、最少投入、方便后期施工。根據(jù)這一原則探討提出的預(yù)留方案為：
(1)一號(hào)線施工時(shí)，同時(shí)施工節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)二號(hào)線必需的圍護(hù)結(jié)構(gòu)；
(2)施筑一號(hào)線底板以下的臨時(shí)支柱，最好能與二號(hào)線的永久結(jié)構(gòu)柱結(jié)合；
(3)按兩跨連續(xù)箱梁檢算二號(hào)線施工時(shí)一號(hào)線底板下被掏空狀態(tài)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，據(jù)此加強(qiáng)一號(hào)線節(jié)點(diǎn)范圍的縱橫向配筋；
(4)對(duì)不良地層(如軟土、含水砂層)，可以在—號(hào)線施工同時(shí)進(jìn)行二號(hào)線的局部加固，也可以在
二號(hào)線施工時(shí)預(yù)先加固。
由于預(yù)先采取了節(jié)點(diǎn)圍護(hù)、一號(hào)線底板臨時(shí)支柱，和—號(hào)線結(jié)構(gòu)按縱橫向箱梁加強(qiáng)配筋，因此在二號(hào)線節(jié)點(diǎn)部分施工時(shí)可以毫無(wú)風(fēng)險(xiǎn)地采取暗挖施工。即使底板下的臨時(shí)立柱需要破除改成永久結(jié)構(gòu)柱，也可采取“先立后破”的辦法子穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
4 探討方案節(jié)點(diǎn)受力粗析
本文以一號(hào)線為島式車站，二號(hào)線為側(cè)式車站為例，計(jì)算分析在二號(hào)線施工時(shí)，一號(hào)線節(jié)點(diǎn)部分的受力情況。
4．1 一號(hào)線結(jié)構(gòu)輪廓尺寸
站臺(tái)寬(島式) 12.0m
主體結(jié)構(gòu)寬20.7m
主體結(jié)構(gòu)高12.2m
4．2二號(hào)線結(jié)構(gòu)輪廓尺寸
站臺(tái)寬(側(cè)式)2*7.5m
主體結(jié)構(gòu)寬>=16.0m
主體結(jié)構(gòu)高6.8m
4．3計(jì)算圖式
(1)縱向梁計(jì)算圖式(圖1)
二號(hào)線施工時(shí)，節(jié)點(diǎn)處一號(hào)線底板下被掏空由臨時(shí)(永久)柱支承一號(hào)線結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化為2跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。
(2)橫向框架計(jì)算圖式(圖2)
二號(hào)線施工時(shí)，節(jié)點(diǎn)處—號(hào)線底板下被掏空,縱向梁跨中截面簡(jiǎn)化為邊墻及縱梁下支承的平面框架進(jìn)行計(jì)算。

4．4 計(jì)算結(jié)果分析
4．4．1 縱向梁計(jì)算
計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知縱向粱跨中彎矩為12462kN·m，支座處負(fù)彎矩為21 740HN·m，
當(dāng)?shù)罔F車站縱向筋采用Φ22@200時(shí)，基本上可滿足按上述彎矩配筋的需要，邊墻底部宜作加強(qiáng)配筋。

①雖然地面荷載沒(méi)有變化，但因側(cè)墻土體約束消失，所以頂板角點(diǎn)彎矩有所增大。
②由于二期工程開(kāi)挖，兩側(cè)土(水)壓力消失，使側(cè)墻和墻底角點(diǎn)彎矩減少。
③—期工程底板下被掏空后，水壓力和地基反力消失，取而代之的是側(cè)墻和底縱梁下的支座力。
同時(shí)列車荷載起主導(dǎo)作用，底板彎矩發(fā)生了較大的變化，有的正彎矩變成了負(fù)彎矩。
由于橫向計(jì)算時(shí)荷載總量減少，除頂板角點(diǎn)外，按通常的結(jié)構(gòu)配筋水平，一般毋須再作太大的加強(qiáng)。
5 結(jié)束語(yǔ)
地鐵車站換乘節(jié)點(diǎn)僅作—期工程的支撐樁柱和二期工程的局部圍護(hù)，以減少初期投資的預(yù)留方案是基本可行的。雖然本文計(jì)算圖式不盡合理，縱向按連續(xù)梁計(jì)算可能過(guò)于簡(jiǎn)單，橫向框架按4點(diǎn)支承未必妥當(dāng)，計(jì)算分析也十分粗略，但在一定程度上反映了結(jié)構(gòu)的基本受力情況，僅供探討比較參考。在工程設(shè)計(jì)時(shí)建議根據(jù)工程的具體情況，做必要的三維整體計(jì)算分析，以便得到較精確的設(shè)計(jì)依據(jù)。