南京地铁四号线鼓楼站(埋深4m)主体结构设计文献综述

 2021-09-25 01:09

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毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.1 选题意义

众所周知,地铁已成为当代大城市争相建设的宠儿,但是并不是所有大城市都适合建设地铁。需要与城市的发展规划、城市规模以及人口分布、空间结构相关。

我国的城市化进程已经进入到城市加速发展阶段,城市人口急剧增加,城市人口不断增长,城市中心区的高密度开发和人口的高度集中,使得交通出行总量剧增;随着城市边缘和远郊城市化地区的发展,将出现大量新的长距离的出行需求;这就需要扩大城市客运交通系统服务范围和能力。因此,目前我国城市交通的首要任务是构筑城市综合交通体系,而其中特别重要的就是选择合理的主导交通工具,与城市发展、居民出行需求相适应的,影响城市规模、形态、空间结构和人口分布的,并代表交通技术发展水平的交通工具。

地铁建设是一个复杂的系统工程,它影响着城市未来的各个方面,是城市重要的有机组成部分,同时也能提升城市的综合竞争力。作为一种绿色的交通方式,能够减少能耗和对城市的污染,改善城市环境;作为一种准点、安全的交通方式,能够缓解城市交通拥堵,更好的为居民出行提供便捷的服务;作为一项重大基础设施建设,能够带动一大批相关产业的发展,促进新的经济增长点,为社会提供大量的就业岗位。

地铁主要是由线路、列车、车站等组成的交通体系,此外还有供电、通信、信号、通风、照明、排水等系统。地铁线路由路基与轨道构成,轨道与铁路轨道基本相同,它一般采取较重型的钢轨,地铁列车均采用由电力动车组成的动车组。地铁车站是列车到发和乘客集散的场所,一般建在客流量较大的集散地。地铁车站按站台形式可以分为三类:① 岛式站台车站,站台位于两条线路之间。岛式站台可以调节上下行不均衡的客流,充分利用站台面积,便于管理,应用比较广泛。但相对来说建筑费用较大,站台延长较为困难,需要在中间设站厅,结构相对复杂。② 侧式站台车站,站台位于两条线路外侧,须分别设置两个站台。侧式站台相对来说建筑费用较便宜,延长站台也较为容易,不必设置中间站厅,结构也相对简单。但两侧站台必须都设置工作人员,使人力上增加,为管理带来诸多不便,如果旅客中途折返将带来不便。另外,两侧站台的利用率较低,但人员不易交叉,也不会出现乘错车的问题,只是对客流不能进行有效的调节。由于近几年来双圆盾构的使用,为采用侧式站台创造了条件。客流量不大时采用此种站台形式比岛式站台造价低,是重要的研究设计方面。③ 混合式车站,一个车站内既有岛式站台,又有侧式站台,它们之间用天桥或地道相连,仅为多线车站所使用。

地铁车站作为城市轨道交通枢纽站点、地面客流的集散点,联系着地面和地下的客运功能,其安全稳定是最为重要的。同时,地铁车站造价相对较高,因此,如何做好经济上的合理和结构上的安全可靠是非常重要的。

1.2 地铁车站结构设计理论

1. 横断面计算法:沿车站纵向截取单位长度的横断面结构,将墙、板假设成单位长度的梁单元,将框架柱按刚度或面积换算成单位长度的厚度,底板与地基间采用弹性假定,用竖向基床系数与底板单元长度的积作为地基弹簧刚度,用荷载结构模型按有限元法进行内力计算,根据不同的荷载组合得到结构的内力包络图。对于纵梁,则是根据通常的板梁柱传力方式,由板传给梁(或根据断面计算得到的单位长度支撑点的支点反力反算梁的荷载),形成梁的荷载,柱作为梁的支点,根据多跨连续梁结构进行梁的内力计算。此种方法是目前最通用的方法。(1)积距法:断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形,每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积:Ai=b h, 则横断面面积:A =b h1 bh2 bh3 b hn =b∑hi , 当b =1m 时,则A 在数值上就等于各小条块平均高度之和∑hi.(2)坐标法:已知断面图上各转折点坐标(xi ,yi), 则断面面积为:A =[∑(xiyi 1-xi 1yi ) ] 1/2,坐标法计算精度较高,适宜用计算机计算。

2. 空间梁系计算方法:取空间结构,将板、墙划分成较密的网格,用密集的梁单元代替这些板和墙,并与实际的梁、柱结构组成梁单元体系,荷载作用于节点上,用有限元法对整体结构体系进行内力计算分析。和杆系相比,梁系结构杆件的弯曲效应就需要考虑了。这时,结点上的广义位移为线位移的基础上增加了角位移。在Ansys中二维梁单元和三维梁单元的分别是Beam3和Beam4,它们结点上的位移分别是3个和6个。建立梁系结构的方法和求解步骤与前面的杆系结构完全相同,唯一不同的是它们单元特性和单元内力属性有所改变。

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