CN108239995A - 一种明挖无柱地铁车站结构 - Google Patents
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Abstract
一种明挖无柱地铁车站结构，包括预制钢壳混凝土顶板、预制钢壳混凝土中板、底板和边墙，两个相对向平行设置的边墙固定在底板上，两边墙之间形成车站通道，边墙中部的内侧设有中部加强牛腿梁，预制钢壳混凝土中板固定铺设在两边墙的中部加强牛腿梁之间，所述边墙顶端的外侧设有顶部加强牛腿梁，所述预制钢壳混凝土顶板固定铺设在两边墙的顶部加强牛腿梁之间。本发明具有以下优点：钢壳混凝土顶板、钢壳混凝土中板为工厂预制构件，工业化程度高，可以有效缩短施工工期，道路恢复快；地铁车站采用无柱结构，公共区开阔，视线无遮挡，空间利用率高；钢壳混凝土组合结构的上钢板和下钢板有利于控制混凝土的开裂，提高了结构的耐久性和防水性。
Description
技术领域
本发明涉及一种明挖无柱地铁车站结构。
背景技术
地铁车站按照施工方法的不同可分为明挖法车站结构、盖挖法车站结构、暗挖法车站结构和盾构隧道扩挖法车站结构。
明挖法作为各国地铁车站施工的首选方法，具有施工作业面多、易保证工程质量和工程造价低等优点，但是明挖法一般适用于地面有条件敞口开挖，而且为防止跨中挠度过大产生挠曲变形，通常还需要设置立柱。但是上述明挖法的施工工期长、工序复杂，而且结构受力不是很合理，没有充分发挥钢筋混凝土的抗压抗拉伸的能力。同时在地铁车站空间内设有立柱，会导致视野不够开阔以及空间利用率低，还会给人一种压抑的感觉。
有鉴于此，确有必要提供一种明挖无柱地铁车站结构。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种空间利用率高、受力性能好的明挖无柱地铁车站结构。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种明挖无柱地铁车站结构，包括预制钢壳混凝土顶板、预制钢壳混凝土中板、底板和边墙，两个相对向平行设置的边墙固定在底板上，两边墙之间形成车站通道，所述边墙中部的内侧设有中部加强牛腿梁，所述预制钢壳混凝土中板固定铺设在两边墙的中部加强牛腿梁之间，所述边墙顶端的外侧设有顶部加强牛腿梁，所述预制钢壳混凝土顶板固定铺设在两边墙的顶部加强牛腿梁之间。
由上可知，本发明采用预制钢壳混凝土板作为明挖无柱结构的顶板和中板，预制钢壳混凝土顶板由边墙和顶部加强牛腿梁共同支撑，稳固可靠，而预制钢壳混凝土中板采用加设的中部加强牛腿梁进行支撑，一方面方便施工连接，另一方面可以增强边墙抗土侧压力的能力；预制钢壳混凝土板具有双层钢板结构、且在双层钢板之间内置混凝土而成，由于预制钢壳混凝土板与钢筋混凝土板相比具有优良的抗弯矩性能，因此预制钢壳混凝土板更能防止跨中挠度过大而产生挠曲变形，也即是本发明结构具有更好的受力性能；而且地铁车站采用无柱结构，公共区开阔，视线无遮挡，空间利用率高。
作为本发明的一种改进，所述预制钢壳混凝土顶板包括上钢板、下钢板以及填充于上钢板和下钢板之间的混凝土，所述预制钢壳混凝土顶板的上钢板和下钢板之间设有横向钢隔板和纵向钢隔板。
作为本发明一种改进，所述预制钢壳混凝土顶板的上钢板和下钢板之间设有L型钢抗剪件。
进一步地，所述预制钢壳混凝土顶板上钢板的下表面设有L型钢抗剪件，所述预制钢壳混凝土顶板下钢板的上表面设有L型钢抗剪件。
作为本发明的一种改进，所述预制钢壳混凝土中板包括上钢板、下钢板以及填充于上钢板和下钢板之间的混凝土，所述预制钢壳混凝土中板的上钢板和下钢板之间设有横向钢隔板和纵向钢隔板。
作为本发明一种改进，所述预制钢壳混凝土中板的上钢板和下钢板之间设有抗剪栓钉。
进一步地，所述预制钢壳混凝土中板上钢板的下表面设有抗剪栓钉，所述预制钢壳混凝土中板下钢板的上表面设有抗剪栓钉。
进一步地，所述预制钢壳混凝土中板通过地脚螺栓与中部加强牛腿梁固定连接，并在连接空隙处用混凝土进行灌浆固定。
进一步地，所述预制钢壳混凝土顶板通过地脚螺栓与顶部加强牛腿梁固定连接，并在连接空隙处用混凝土进行灌浆固定。
所述底板、边墙、中部加强牛腿梁和顶部加强牛腿梁均为现浇钢筋混泥土构件。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、钢壳混凝土顶板、钢壳混凝土中板为工厂预制构件，工业化程度高，可以有效缩短施工工期，道路恢复快。
2、地铁车站采用无柱结构，公共区开阔，视线无遮挡，空间利用率高。
3、钢壳混凝土组合结构的上钢板和下钢板有利于控制混凝土的开裂，提高了结构的耐久性和防水性。
4、相对于传统的钢筋混凝土结构，钢壳混凝土组合结构可以充分发挥钢板的抗拉性能、混凝土的抗压性能，抗弯矩性能力优良，有效的减小了结构自重，提高了结构的抗震能力。
附图说明
图1为本发明明挖无柱地铁车站结构的示意图；
图2为本发明明挖无柱地铁车站结构预制钢壳混凝土顶板的示意图；
图3为本发明明挖无柱地铁车站结构预制钢壳混凝土中板的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例
请参考图1至图3，一种明挖无柱地铁车站结构，包括预制钢壳混凝土顶板1、预制钢壳混凝土中板2、底板3和边墙4，两个相对向平行设置的边墙4固定在底板3上，两边墙4之间形成车站通道，所述边墙4中部的内侧设有中部加强牛腿梁6，所述预制钢壳混凝土中板2固定铺设在两边墙的中部加强牛腿梁6之间，所述边墙4顶端的外侧设有顶部加强牛腿梁5，所述预制钢壳混凝土顶板1固定铺设在两边墙4的顶部加强牛腿梁5之间。其中，所述底板3、边墙4、中部加强牛腿梁6和顶部加强牛腿梁5均为现浇钢筋混凝土构件，所述现浇底板的厚度为1000mm～1200mm，所述现浇边墙的厚度为1200mm，所述现浇牛腿梁的高度为800mm～900mm，厚度为600～700mm。
由上可知，本发明采用预制钢壳混凝土板作为明挖无柱结构的顶板和中板，预制钢壳混凝土顶板由边墙和顶部加强牛腿梁共同支撑，稳固可靠，而预制钢壳混凝土中板采用加设的中部加强牛腿梁进行支撑，一方面方便施工连接，另一方面可以增强边墙抗土侧压力能力；顶板所受荷载由路面活载和垂直土压力组成，预制钢壳混凝土板具有双层钢板结构、且在双层钢板之间内置混凝土而成，由于预制钢壳混凝土板与钢筋混凝土板相比具有优良的抗弯矩性能，因此预制钢壳混凝土板更能防止跨中挠度过大而产生挠曲变形，也即是本发明结构具有更好的受力性能；而且地铁车站采用无柱结构，公共区开阔，视线无遮挡，空间利用率高。
也即是本发明的钢壳混凝土顶板、钢壳混凝土中板为工厂预制构件，工业化程度高，可以有效缩短施工工期，道路恢复快；同时相对于传统的钢筋混凝土结构，上钢板和下钢板有利于控制混凝土的开裂，提高了混凝土的耐久性和防水性。而钢壳混凝土组合结构可以充分发挥钢板的抗拉性能、混凝土的抗压性能，抗弯矩性能力优良，有效的减小了结构自重，提高了结构的抗震能力。
在本实施例中，所述预制钢壳混凝土顶板1包括上钢板11、下钢板12以及填充于上钢板11和下钢板12之间的混凝土，所述预制钢壳混凝土顶板1的上钢板11和下钢板12之间设有横向钢隔板14和纵向钢隔板13，其中在上钢板11或下钢板12在横向钢隔板14和纵向钢隔板13组成的隔室上留有浇筑孔16，所述预制钢壳混凝土顶板的厚度为700mm～900mm，其中所述的上钢板和下钢板厚度均为10～20mm。横向钢隔板和纵向钢隔板除了能增强刚度和抗弯矩性能外，横向钢隔板、纵向钢隔板与上钢板、下钢板形成内部隔室，混凝土通过内部隔室的预留孔位进行浇筑，有利于双层钢板内混凝土充填的密实性。
进一步地，所述预制钢壳混凝土顶板1的上钢板11和下钢板12之间设有L型钢抗剪件15，L型钢抗剪构件15的翼缘板宽度为80～100mm，翼缘板厚度为11mm～13mm，腹板的高度为190mm～210mm，腹板的厚度为11mm～13mm。L型钢抗剪件与上钢板、下钢板以及混凝土相互作用抵抗施加到钢壳混凝土顶板上的负载，有效提高了预制钢壳混凝土顶板的刚度和强度。具体地，所述预制钢壳混凝土顶板1上钢板11的下表面设有L型钢抗剪件15，所述预制钢壳混凝土顶板1下钢板12的上表面设有L型钢抗剪件15。
在本实施例中，所述预制钢壳混凝土中板2包括上钢板21、下钢板22以及填充于上钢板21和下钢板22之间的混凝土，所述预制钢壳混凝土中板2的上钢板21和下钢板22之间设有横向钢隔板24和纵向钢隔板23，其中在上钢板21或下钢板22在横向钢隔板24和纵向钢隔板23组成的隔室上留有浇筑孔26，所述预制钢壳混凝土中板的厚度为400mm～600mm，其中所述的上钢板和下钢板厚度均为10～20mm。横向钢隔板和纵向钢隔板除了能增强刚度和抗弯矩性能外，横向钢隔板、纵向钢隔板与上钢板、下钢板形成内部隔室，混凝土通过内部隔室的预留孔位进行浇筑，有利于双层钢板内混凝土充填的密实性。
进一步地，所述预制钢壳混凝土中板2的上钢板21和下钢板22之间设有抗剪栓钉25，抗剪栓钉的高度为90～110mm，端头直径为19mm，端帽直径为32mm。中板所受荷载由人群荷载和设备荷载组成，根据设计要求，预制钢壳混凝土中板受力小，设置栓钉即可满足抗剪要求，能够降低成本。具体地，所述预制钢壳混凝土中板2上钢板21的下表面设有抗剪栓钉25，所述预制钢壳混凝土中板2下钢板21的上表面设有抗剪栓钉25。
为了加强预制钢壳混凝土中板与牛腿梁的连接，所述预制钢壳混凝土中板2通过地脚螺栓8与中部加强牛腿梁6固定连接，并在连接空隙处用混凝土进行灌浆固定。
为了加强预制钢壳混凝土顶板与牛腿梁的连接，所述预制钢壳混凝土顶板1通过地脚螺栓7与顶部加强牛腿梁5固定连接，并在连接空隙处用混凝土进行灌浆固定。
本发明的具体施工过程包括以下步骤：
1、底板、边墙和加强牛腿梁为钢筋混凝土现浇构件，待开挖支撑、垫层浇筑完成后，进行底板、边墙和加强牛腿梁的混凝土支模、浇筑和养护。
2、两个相对向平行的边墙之间设置临时钢支撑，加强牛腿梁按照实际工程要求等距离布置预留孔位，待混凝土养护至预先设计的强度后，将预制钢壳混凝土顶板、预制钢壳混凝土中板托运至现场，拆除中部加强牛腿梁以上临时钢支撑，使用吊机吊起预制钢壳混凝土中板，下落至边墙内侧中部加强牛腿梁上，在预制钢壳混凝土中板与中部加强牛腿梁连接处，从上往下穿入地脚螺栓至加强牛腿梁预留孔位内，对预留孔位间隙进行砂浆灌缝处理。
3、待灌浆强度满足要求后，即可安装预制钢壳混凝土顶板。使用吊机吊起预制钢壳混凝土顶板，落至边墙外侧上部加强牛腿梁上，在预制钢壳混凝土顶板与上部加强牛腿梁连接处，从上往下穿入地脚螺栓至加强牛腿梁预留孔位内，对预留孔位间隙进行砂浆灌缝处理，拆除中部加强牛腿梁以上临时钢支撑。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：包括预制钢壳混凝土顶板、预制钢壳混凝土中板、底板和边墙，两个相对向平行设置的边墙固定在底板上，两边墙之间形成车站通道，所述边墙中部的内侧设有中部加强牛腿梁，所述预制钢壳混凝土中板固定铺设在两边墙的中部加强牛腿梁之间，所述边墙顶端的外侧设有顶部加强牛腿梁，所述预制钢壳混凝土顶板固定铺设在两边墙的顶部加强牛腿梁之间。
2.根据权利要求1所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土顶板包括上钢板、下钢板以及填充于上钢板和下钢板之间的混凝土，所述预制钢壳混凝土顶板的上钢板和下钢板之间设有横向钢隔板和纵向钢隔板。
3.根据权利要求2所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土顶板的上钢板和下钢板之间设有L型钢抗剪件。
4.根据权利要求3所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土顶板上钢板的下表面设有L型钢抗剪件，所述预制钢壳混凝土顶板下钢板的上表面设有L型钢抗剪件。
5.根据权利要求1所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土中板包括上钢板、下钢板以及填充于上钢板和下钢板之间的混凝土，所述预制钢壳混凝土中板的上钢板和下钢板之间设有横向钢隔板和纵向钢隔板。
6.根据权利要求5所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土中板的上钢板和下钢板之间设有抗剪栓钉。
7.根据权利要求6所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土中板上钢板的下表面设有抗剪栓钉，所述预制钢壳混凝土中板下钢板的上表面设有抗剪栓钉。
8.根据权利要求1所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土中板通过地脚螺栓与中部加强牛腿梁固定连接，并在连接空隙处用混凝土进行灌浆固定。
9.根据权利要求1所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述预制钢壳混凝土顶板通过地脚螺栓与顶部加强牛腿梁固定连接，并在连接空隙处用混凝土进行灌浆固定。
10.根据权利要求1所述的明挖无柱地铁车站结构，其特征在于：所述底板、边墙、中部加强牛腿梁和顶部加强牛腿梁均为现浇钢筋混泥土构件。
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