換乘站施工破除既有車站結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析.pdf

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1、器隧道與地下工程TunneI&UndergrOundEngineering換乘站施工破除既有車站結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析張長泰(北京市市政工程設(shè)計研究總院，北京100082)摘要：隨著軌道交通線網(wǎng)的加密，換乘車站已成為地下結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展趨勢，但隨之而來的問題就是如何對沒有預(yù)留換乘條件的既有線車站進行破除改造。以北京某換乘站為例，采用有限元分析程序?qū)ζ瞥扔袀?cè)墻方案進行理論分析，同時，在施工過程中對既有車站的結(jié)構(gòu)墻體變形進行了監(jiān)測，并將兩者進行對比分析。研究結(jié)果表明．采取分段破除墻體并及時架設(shè)支撐對既有結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形控制是有效的。關(guān)鍵詞：

2、換乘車站；既有線破除；力學(xué)分析中圖分類號：U457．6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1009—7767(2014)01一0090—03MechaIlicalAnalysisofE】

3、【istingStructureRemoValforTransfbrStationCOnstructionZhangChan殍ai隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國城市軌道交通工程建設(shè)的步伐逐漸加快．地下空間利用率越來越高?。軌道交通線網(wǎng)的進一步加密．使得新建地下車站與既有線車站銜接并形成整體成為換乘車站設(shè)計的一個重要內(nèi)容。由于軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃研究上的缺陷，導(dǎo)致部

4、分既有線車站并沒有預(yù)留換乘條件，而新建車站時就不得不對既有線車站進行局部破除改造【2】。改造過程中，勢必會改變既有車站局部結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，因此，要保證既有線結(jié)構(gòu)安全．就必須在施工過程中完成結(jié)構(gòu)受力體系的轉(zhuǎn)換與協(xié)調(diào)，并加強施工監(jiān)測。筆者在實際工程施工中，對破除既有線側(cè)墻方案建立了三維模型進行理論分析，并將計算結(jié)果與施工前既有線車站的受力狀態(tài)進行比較，以確定既有線車站原來的配筋是否滿足開洞后受力要求，同時對施工階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，最終驗證了該施工方案是切實可行的。1工程概況新建地鐵車站為雙柱三跨雙層結(jié)構(gòu)，位于道路正下方，南北向

5、布置，周邊為重要建筑物，道路交通較繁忙，需采用PBA逆筑法施工，與東西走向的既有地鐵車站形成T型換乘．且采用通道換乘。既有地鐵車站也是拱頂三跨雙柱雙層結(jié)構(gòu)，未預(yù)留換乘條件，因此需在車站負(fù)一層側(cè)墻中部開2個6．5m×3．9m的洞口，洞90啼葒焱求2014No．1(JQn．)VoI．32口間距離9m。破除既有車站墻體前。換乘通道的二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)澆筑至既有車站側(cè)墻邊。側(cè)墻分塊切割時采用水鉆切割工藝。且按先短邊后長邊及設(shè)計順序進行切割。既有車站墻體破除的主要施工步序為：1)分段破除既有車站開洞范圍兩側(cè)部分墻體，保留洞口中間部分墻體；2)施

6、做兩側(cè)邊柱及頂梁，預(yù)埋側(cè)墻鋼筋接駁器，并在既有站邊墻位置架設(shè)臨時豎撐，待邊柱及頂梁混凝土達(dá)到設(shè)計強度后，破除既有車站開洞范圍中間部分墻體；3)施做洞口中部拱頂防水及混凝土，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后，拆除臨時支撐。側(cè)墻開洞施工步序見圖1。2內(nèi)力分析利用MIDISCIVIL有限元分析軟件建立三維計算模型，分別對側(cè)墻開洞前使用工況、施工中工況以及開洞后永久使用工況進行了分析．并將3種工況的內(nèi)力進行對比分析。該三維模型及各階段有效應(yīng)力見圖2～5。該工程只選擇了洞口周邊單位的內(nèi)力進行了計算。根據(jù)計算結(jié)果可知。側(cè)墻開洞施工階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力變

7、化不大。經(jīng)核算，原有車站結(jié)構(gòu)斷面配筋滿足施工階段的受力要求。說明側(cè)墻開洞施工方案是合理可行的。側(cè)墻開洞后使用階段的內(nèi)力與開洞前的結(jié)構(gòu)內(nèi)力廠緩～＼既有站中板面＼／j竺!^!竺土竺!≯第一步：分段破除既有車站開洞范圍兩側(cè)部分墻體，保留洞口中問部分墻體。第二步：在既有車站開洞范圍中樓板上洞u兩側(cè)邊柱位置進行邊柱植筋。隧道與地下工程器Tunnel＆UndergroundEng；neerIng預(yù)留抗剪槽125銅支撐既有站中板面第三步：施做洞口邊墻防水，澆注邊柱和頂粱預(yù)埋側(cè)墻鋼筋接駁器，并在既有站邊墻位置架設(shè)臨時豎撐。第四步：側(cè)墻混凝土達(dá)

8、到設(shè)計強度后，破除第五步：施做洞口中部拱頂防水及混凝土，待混凝第六步：從洞口進洞，破除既有車站初期支護、既有車站開洞范圍中間部分墻體。土強度達(dá)到設(shè)計強度后，拆除臨時支撐。邊樁及換乘通道封堵初支結(jié)構(gòu)，與換乘通道初期支護及二次襯砌相接。圖l側(cè)墻開洞施工步序圖圖2既有線車站開洞i維計算模型圖4側(cè)墻開洞施工階段有效應(yīng)力圖●相比，增大較多，通過加強洞邊環(huán)梁配筋也可滿足受力要求。圖3側(cè)墻開洞前使用階段有效應(yīng)力圖圖5側(cè)墻開洞后永久使用階段有效應(yīng)力圖#P，#“一‘；L3施工監(jiān)測分析施工過程中僅對洞口上方及周邊墻體布置了沉降2014卑第1期(1

9、一)第32卷啼葒技術(shù)91f_l引引lo—掰，，，一■器隧道與地下工程Tunnel&UndergrOundEngineering觀測點，未布置內(nèi)力監(jiān)測點。站內(nèi)沿?fù)Q乘通道中線向東西兩側(cè)布置3個車站主測斷面．其間距3m。施工現(xiàn)場監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及頻率見表1。表1現(xiàn)場監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及頻率表監(jiān)測對象