換乘站施工破除既有車站結(jié)構(gòu)的力學分析.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)的力學分析張長泰(北京市市政工程設計研究總院，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)設計的發(fā)展趨勢，但隨之而來的問題就是如何對沒有預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；力學分析中圖分類號：U457．6文獻標志碼：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，導致部

4、分既有線車站并沒有預留換乘條件，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)，未預留換乘條件，因此需在車站負一層側(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，預埋側(cè)墻鋼筋接駁器，并在既有站邊墻位置架設臨時豎撐，待邊柱及頂梁混凝土達到設計強度后，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，待混凝土強度達到設計強度后，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，澆注邊柱和頂粱預埋側(cè)墻鋼筋接駁器，并在既有站邊墻位置架設臨時豎撐。第四步：側(cè)墻混凝土達

8、到設計強度后，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。土強度達到設計強度后，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力圖圖5側(cè)墻開洞后永久使用階段有效應力圖#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)沿換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)測標準及頻率見表1。表1現(xiàn)場監(jiān)測標準及頻率表監(jiān)測對象