CN110258633A - 一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，包括围护结构(7)，其沿轨排井纵向对称设置，预应力混凝土梁结构，其包括垂直于所述围护结构(7)内侧沿轨排井纵向设置的预应力混凝土工字形梁(1)，以及沿轨排井横向，且垂直于该预应力混凝土工字形梁(1)设置的支撑暗梁(2)，所述预应力混凝土工字形梁(1)包括预应力钢束(102)。本发明的轨排井，将预应力结构应用于轨道交通地下车站结构设计中，在轨排井孔边沿长边方向设置预应力混凝土结构梁，并在预应力混凝结构梁首尾两端分别设置预应力工作井与横向支撑，解决轨排期间车站围护及主体的结构受力及变形问题。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，更具体地，涉及一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井。
背景技术
在轨道交通建设过程中，由于线路铺轨的要求，部分地下车站需要设置铺轨基地，即在车站楼板上预留30m×5m的轨排井，通过轨排井将25m长的轨排由地面吊放至位于车站底板上方的铺轨车，并运输至铺轨工作面，以负责铺轨工作。
根据轨排的吊装要求，车站轨排井范围内不能设置横向支撑构件，以此保证轨排井的正常吊装作业，这对轨排井段的车站结构设计提出了较高的要求。针对上述情况，目前国内一般采用围护结构+锚索的基坑支护形式或扶壁柱+水平梁的主体结构形式，以解决车站轨排期间的结构受力及变形问题。
由于轨排井长达30m，如采用围护结构+锚索的基坑支护形式，如图1所示，考虑到地下锚固结构拔除困难，易形成地下障碍物影响后期工程建设；而采用扶壁柱+水平梁的主体结构形式，在满足车站结构变形及受力要求的前提下，必然需要将围护结构外扩，设置扶壁柱，导致工程投资增加。故如何采用一种新型的轨排井段结构类型是本工程中亟待解决的一个难题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，将预应力结构应用于轨道交通地下车站结构设计中，在轨排井孔边沿长边方向设置跨度30m的预应力混凝土结构梁，并在预应力混凝结构梁首尾两端分别设置预应力工作井与横向支撑，采用此种方法可以在既避免遗留地下锚索等障碍物，也不外扩围护结构增大结构尺寸导致工程投资增加的前提下，解决轨排期间车站围护及主体的结构受力及变形问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，包括：
围护结构，其沿轨排井纵向对称设置，两侧所述围护结构之间构成轨道交通地下车站空间；
预应力混凝土梁结构，其设于所述围护结构内侧，包括垂直于所述围护结构内侧沿轨排井纵向设置的预应力混凝土工字形梁，以及沿轨排井横向，且垂直于该预应力混凝土工字形梁设置的支撑暗梁，所述支撑暗梁用于对预应力混凝土工字形梁形成横向支撑；
所述预应力混凝土工字形梁包括预应力钢束，在轨排井两端处，所述预应力钢束设于靠近所述围护结构一侧，在轨排井中横剖面处，所述预应力钢束设于靠近轨排井中纵剖面一侧，且从轨排井两端向中横剖面，所述预应力钢束从靠近所述围护结构一侧逐渐向靠近轨排井中纵剖面一侧过渡，从而使所述预应力钢束朝向轨排井中纵剖面位置弯曲，使其产生预应力
进一步地，所述预应力混凝土工字形梁包括箍筋，该箍筋沿轨排井横向设置，构成所述预应力混凝土工字形梁的外形结构。
进一步地，所述预应力混凝土工字形梁包括跨中钢筋以及支座钢筋，所述跨中钢筋沿轨排井纵向设于所述箍筋底部，所述支座钢筋沿轨排井纵向设有所述箍筋顶部。
进一步地，所述跨中钢筋以及支座钢筋分别为多根，且成排沿轨排井纵向设置。
进一步地，所述预应力混凝土工字形梁沿垂向与车站楼层布置相对应设置多层，且相邻预应力混凝土工字形梁之间设有侧墙，该侧墙沿轨排井纵向设置，以支撑所述预应力混凝土工字形梁。
进一步地，所述预应力混凝土工字形梁两端分别设有预应力中张拉工作井。
进一步地，所述围护结构顶部设有围护结构冠梁。
进一步地，所述轨道交通地下车站空间内设有主体结构，所述主体结构包括中纵梁，该中纵梁沿轨排井纵向设置。
进一步地，沿着中所述纵梁设有多根框架柱，该框架柱沿垂向设置。
进一步地，所述主体结构包括顶板、中板和底板，且所述顶板和中板、中板和底板之间通过框架柱及侧墙连接支撑。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1.本发明的轨排井，将预应力结构应用于轨道交通地下车站结构设计中，在轨排井孔边沿长边方向设置跨度30m的预应力混凝土结构梁，并在预应力混凝结构梁首尾两端分别设置预应力工作井与横向支撑，采用此种方法可以在既避免遗留地下锚索等障碍物，也不外扩围护结构增大结构尺寸导致工程投资增加的前提下，解决轨排期间车站围护及主体的结构受力及变形问题。
2.本发明的轨排井，围护结构沿轨排井纵向对称设置，预应力混凝土梁结构设于该围护结构内侧，主体结构设于围护结构构成的空间内，并与所述预应力混凝土梁结构之间间隔足够的距离，便于轨排的起吊和安装，通过预应力混凝土梁结构克服土体对围护结构的侧向压力。
3.本发明的轨排井，在轨排井两端预应力钢束设于靠近垮中钢筋的一侧，在轨排井中横剖面预应力钢束设于靠近支座钢筋的一侧，且从轨排井两端向中横剖面，预应力钢束从靠近垮中钢筋一侧逐渐向靠近支座钢筋一侧过渡,所述预应力钢束朝向轨排井横向垮中位置弯曲，使其具有预应力。
4.本发明的轨排井，与既有轨道交通地下车站轨排井设计相比，节省了工程投资造价，加快了施工进度，避免了后期工程建设碰到地下障碍物影响工程建设的风险。
5.本发明的轨排井，具有施工简单、节约造价、周边环境污染小等优点，适用于需设置铺轨基地的轨道交通地下车站，在轨道交通地下车站结构工程中具有良好的应用前景。
附图说明
图1为现有技术中轨道交通地下车站轨排井结构示意图；
图2为本发明实施例一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井的平面布置图；
图3为本发明实施例一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井的横断面图；
图4为本发明实施例预应力混凝土工字形梁跨中截面示意图；
图5为本发明实施例预应力混凝土工字形梁支座结构示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-预应力混凝土工字形梁、101-箍筋、102-预应力钢束、103-跨中钢筋、104-支座钢筋、2-支撑暗梁、3-预应力张拉工作井、4-车站结构侧墙、5-中纵梁、6-框架柱、7-围护结构、701-围护结构冠梁、8-顶板、9-中板、10-侧墙、11-底板、12-锚固结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图2-5所示，本发明实施例提供一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，对既有轨排井段车站结构体系进行改型设计，将预应力结构应用于轨道交通地下车站结构设计中,该轨排井包括预应力混凝土梁结构、主体结构以及围护结构7，其中，围护结构7沿轨排井纵向对称设置，预应力混凝土梁结构设于该围护结构7的内侧，主体结构设于围护结构7构成的空间内，并与所述预应力混凝土梁结构之间间隔足够的距离，便于轨排的起吊和安装，通过预应力混凝土梁结构克服土体对围护结构7的侧向压力。外，在预应力混凝土梁结构首尾两端分别设置预应力工作井与横向支撑，采用此种方法可以在既避免遗留地下锚索等障碍物，也不外扩围护结构增大结构尺寸导致工程投资增加的前提下，解决轨排期间车站围护及主体的结构受力及变形问题。
具体而言，如图2所示，所述预应力混凝土梁结构包括垂直于所述围护结构7内侧沿轨排井纵向设置的预应力混凝土工字形梁1，以及沿轨排井横向，且垂直于该预应力混凝土工字形梁1设置的支撑暗梁2。该支撑暗梁2用于对预应力混凝土工字形梁1形成横向支撑，从而抵御土体的侧向压力。此外，所述预应力混凝土工字形梁1两端分别设有预应力中张拉工作井3，便于沿轨排井张拉预应力钢筋。此外，围护结构7的顶部设有围护结构冠梁701。优选地，所述预应力混凝土工字形梁1沿垂向设置多层，该预应力混凝土工字形梁1与车站楼层布置相对应，且预应力混凝土工字形梁1之间设有侧墙10，该侧墙10沿轨排井纵向设置，以支撑所述预应力混凝土工字形梁1。
如图4和图5所示，预应力混凝土工字形梁1包括箍筋101、预应力钢束102、跨中钢筋103以及支座钢筋104。其中，箍筋101沿轨排井横向设置，用于构成预应力混凝土工字形梁1的外形结构，支座钢筋104优选为多根，成排沿轨排井纵向设于预应力混凝土工字形梁1顶部，从而与围护结构7实现固定连接。此外，垮中钢筋103设于所述预应力混凝土工字形梁1底部，优选为多根，成排沿轨排井纵向设置，从而保证该预应力混凝土工字形梁1具有足够的结构强度。在轨排井两端，预应力钢束102设于靠近支座钢筋104的一侧，在轨排井中横剖面，预应力钢束102设于靠近垮中钢筋103的一侧，且从轨排井两端向中横剖面，预应力钢束102从靠近支座钢筋104一侧逐渐向靠近垮中钢筋103一侧过渡。从而完成预应力钢筋的张拉，即所述预应力钢束102朝向轨排井横向垮中位置弯曲，使其回弹力恰好可以抵御土体的侧向压力。
预应力钢束102的张拉包括如下步骤：(1)将主体结构侧墙浇筑到中板底面标高下1.5m，预留该段侧墙与预应力梁、中板及支撑暗梁一同浇筑，(2)中板施工时，在预应力梁首尾两端分别预留2×2m的孔洞，作为后期预应力工作井；(3)浇混凝土,待混凝土达到设计强度75％以上,按照埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆(防止钢筋生锈)及锚头处理的方式施作预应力梁；(4)待混凝土达到设计强度100％时，采用微膨胀混凝土封堵预应力工作井。
进一步地，如图2所示，主体结构包括车站结构侧墙4、中纵梁5和框架柱6。其中，车站结构侧墙4沿轨排井纵向对称设置，且设于所述维护结构7内侧，中纵梁5沿轨排井纵向设置，优选为多根，图1中所示为2根，分别设于双向轨道垮中一侧，其与预应力混凝土工字形梁1之间横向具有足够的空间，满足轨排起吊和安装要求。此外，沿着中纵梁5设有多根框架柱6，该框架柱6沿垂向设置，用于支撑所述中纵梁5。优选地，轨道交通车站可为多层，该轨排井对应设有顶板8、中板9和底板11，如图2所示，顶板8和中板9、中板9和底板11之间通过框架柱6连接支撑。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，包括：
围护结构(7)，其沿轨排井纵向对称设置，两侧所述围护结构(7)之间构成轨道交通地下车站空间；
预应力混凝土梁结构，其设于所述围护结构(7)内侧，包括垂直于所述围护结构(7)内侧沿轨排井纵向设置的预应力混凝土工字形梁(1)，以及沿轨排井横向，且垂直于该预应力混凝土工字形梁(1)设置的支撑暗梁(2)，所述支撑暗梁(2)用于对预应力混凝土工字形梁(1)形成横向支撑；
所述预应力混凝土工字形梁(1)包括预应力钢束(102)，在轨排井两端处，所述预应力钢束(102)设于靠近所述围护结构(7)一侧，在轨排井中横剖面处，所述预应力钢束(102)设于靠近轨排井中纵剖面一侧，且从轨排井两端向中横剖面，所述预应力钢束(102)从靠近所述围护结构(7)一侧逐渐向靠近轨排井中纵剖面一侧过渡，从而使所述预应力钢束(102)朝向轨排井中纵剖面位置弯曲，使其产生预应力。
2.根据权利要求1所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述预应力混凝土工字形梁(1)包括箍筋(101)，该箍筋(101)沿轨排井横向设置，构成所述预应力混凝土工字形梁(1)的外形结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述预应力混凝土工字形梁(1)包括跨中钢筋(103)以及支座钢筋(104)，所述跨中钢筋(103)沿轨排井纵向设于所述箍筋(101)底部，所述支座钢筋(104)沿轨排井纵向设有所述箍筋(101)顶部。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述跨中钢筋(103)以及支座钢筋(104)分别为多根，且成排沿轨排井纵向设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述预应力混凝土工字形梁(1)沿垂向与车站楼层布置相对应设置多层，且相邻预应力混凝土工字形梁(1)之间设有侧墙(10)，该侧墙(10)沿轨排井纵向设置，以支撑所述预应力混凝土工字形梁(1)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述预应力混凝土工字形梁(1)两端分别设有预应力中张拉工作井(3)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述围护结构(7)顶部设有围护结构冠梁(701)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述轨道交通地下车站空间内设有主体结构，所述主体结构包括中纵梁(5)，该中纵梁(5)沿轨排井纵向设置。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，沿着中所述纵梁(5)设有多根框架柱(6)，该框架柱(6)沿垂向设置。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种具有预应力混凝土梁的轨道交通地下车站轨排井，其特征在于，所述主体结构包括顶板(8)、中板(9)和底板(11)，且所述顶板(8)和中板(9)、中板(9)和底板(11)之间通过框架柱(6)及侧墙(10)连接支撑。
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