CN111305494A - 基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构及其构建方法，所述结构包括疏散平台、纵向踏步和横向踏步；疏散平台位于道床结构侧上方沿隧道侧壁纵向布置，与列车开门处顺接，底部由弧形支墩支撑；纵向踏步最高阶与疏散平台顺接，横向踏步最低阶与道床结构顺接，形成列车、疏散平台、纵向踏步、横向踏步、道床结构，最后到隧道洞口或横通道的安全疏散路径。本发明提出的“先纵向，后横向”的疏散楼梯踏步布置方式，有效解决了小直径隧道圆形轮廓导致常规纵向疏散楼梯最后几阶踏步宽度不足的问题，实现了从疏散平台到道床面之间的平顺过渡，满足了人员紧急情况下正常疏散的需求。

Description

基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构及其构建方法

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构及其构建方法。

背景技术

目前，紧急情况下隧道内人员的疏散方式普遍以纵向疏散为主，纵向疏散通道一般有疏散平台与道床面，疏散平台一般比道床面高1m左右，在横通道、隧道洞口位置疏散平台需要断开处理。由于乘客进出列车的主要通道为列车侧门，列车侧门与疏散平台高度相当，紧急情况隧道内人员疏散路径一般为列车→疏散平台→道床→横通道或车站，而疏散平台与道床之间通过纵向楼梯踏步连接，圆形隧道轮廓导致最后几阶楼梯踏步宽度偏小，无法满足人员疏散需要的最小踏步宽度，导致紧急情况下人员容易摔倒或影响人员正常疏散速率，无法满足正常疏散需要。

隧道内紧急情况下的人员疏散需要保证疏散通道的贯通与连续，且满足人员疏散用最小宽度要求，目前沿隧道纵向设置的连接疏散平台与道床的楼梯踏步，最下面几阶踏步宽度不足、与道床无法直接连接，导致人员疏散路径不畅、存在安全隐患，尤其是小直径隧道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构及其构建方法，在疏散平台与道床之间设置转角型楼梯踏步，将常规纵向楼梯踏步最后几阶宽度不足的踏步旋转90°设置，并通过排水沟盖板与道床面顺接，形成了列车→疏散平台→转角楼梯→道床→横通道或车站的安全疏散通道，实现了从列车至横通道或车站的所有路径均可平顺过渡、安全通行，最大程度满足了所有人群的安全疏散需求，实现了小直径圆形隧道的安全疏散功能。

本发明所采用的技术方案为：

基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

疏散平台位于道床结构侧上方沿隧道侧壁纵向布置，与列车开门处顺接，底部由弧形支墩支撑；

纵向踏步最高阶与疏散平台顺接，横向踏步最低阶与道床结构顺接，形成列车、疏散平台、纵向踏步、横向踏步、道床结构，最后到隧道洞口或横通道的安全疏散路径。

道床结构下方为道床垫层，道床垫层横向两侧预留有排水沟，排水沟上方设置有水沟盖板，水沟盖板作为横向踏步最低阶与道床结构之间的衔接构件。

水沟盖板与隧道衬砌之间设置有固定水沟盖板用弧形角钢支座，水沟盖板另一端搭放在道床垫层表面预埋的背靠背角钢上。

纵向踏步和横向踏步包括两侧的花纹钢板和花纹钢板之间的踏板，踏板为槽钢。

纵向踏步和横向踏步外侧的花纹钢板上方设置有竖向的立柱，立柱顶部设置有扶手。

疏散平台顶面设置有疏散平台顶部预埋钢板，与立柱底端焊接固定；

疏散平台侧面设置有疏散平台侧面预埋钢板，疏散平台侧面预埋钢板通过埋入疏散平台的U型钢筋焊接固定；

纵向踏步所用槽钢与疏散平台支墩顶部、侧面预埋钢板之间通过角钢焊接。

横向踏步顶端设置有带孔锚板，通过锚栓将横向踏步固定到隧道衬砌。

横向踏步底端设置有固定锚板，通过固定锚板将横向踏步与水沟盖板之间焊接固定。

横向踏步踏板外端底面设置有踏步固定用三角钢；

横向踏步下部空间作为各类管线的敷设通道。

基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构的构建方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：根据设计要求进行隧道土方开挖，隧道衬砌拼装或浇筑施工，完成隧道工程主体结构施工；

步骤二：在隧道衬砌底部浇筑道床垫层，道床垫层两侧或中间预留排水沟；

步骤三：在道床垫层上方浇筑道床结构，并在道床结构上方敷设钢轨；

步骤四：在隧道侧壁上内沿纵向架设疏散平台，疏散平台与钢轨顶面距离850-900mm，疏散平台上部设置立柱与扶手，立柱通过预埋钢板与疏散平台连接，扶手通过后置锚栓与隧道衬砌连接；

步骤五：在隧道洞口或横通道处疏散平台断开处理，在疏散平台支墩处进行顶部预埋钢板与侧面预埋钢板施工，侧面预埋钢板通过U型预埋钢筋与疏散平台支墩连接；

步骤六：在道床垫层上埋设背靠背角钢，在排水沟与隧道衬砌相交处埋置弧形角钢支座，在排水沟上架设水沟盖板；

步骤七：按规定阶数、踏步高度与宽度，将槽钢焊接成纵向踏步与横向踏步；

步骤八：在水沟盖板与隧道衬砌之间按要求架设横向踏步，横向踏步顶部通过带孔锚板与隧道衬砌之间采用化学锚栓固定，横向踏步底部通过锚板与水沟盖板之间焊接固定；

步骤九：在横向踏步与疏散平台之间按要求架设纵向踏步，纵向踏步顶部通过角钢与平台支墩顶部预埋钢板及侧面预埋钢板焊接；

步骤十：对于横向踏步下面预留空间区域，将原来沿疏散平台下方敷设的各类管线，改从横向踏步下方穿过；

步骤十一：在横纵向踏步两侧焊接立柱，立柱顶部用扶手串连，在横向踏步外侧底部采用三角钢焊接加固，转角楼梯范围扶手斜率与转角楼梯走向一致，形成通过横纵向踏步与疏散平台、道床结构平顺连接的安全疏散通道。

本发明具有以下优点：

本发明在疏散平台支墩顶面与侧面预埋钢板，用以连接转角楼梯踏步用槽钢，转角楼梯由纵向踏步与横向踏步组成，横向踏步顶部与底部通过锚板进行固定，楼梯底部位于排水沟盖板上方，排水沟盖板两端进行限位处理，形成了隧道纵向贯通、连续的疏散路径。疏散平台支墩尽端预埋钢板、转角楼梯用槽钢与立柱用花纹钢板、横向踏步加固用三角钢与锚板、水沟盖板及其固定用角钢、以及固定用后置锚栓等均为常规钢材，转角楼梯用扶手采用不锈钢，钢轨采用普通高强度钢，道床结构与道床垫层采用普通防水混凝土。其相应尺寸为常规类型，便于加工制造；沿隧道纵向踏步与横向踏步之间的夹角按90°考虑，可根据实际排水沟与道床结构的位置进行适当调整，满足楼梯踏步与道床间平顺连接即可。转角楼梯横纵向踏步最小宽度不小于400mm，满足人员正常通行即可。踏步立柱用花纹钢板厚度不小于4.5mm，踏步高度一般不大于180mm。疏散平台支墩尽端预埋钢板厚度不小于4mm，满足踏步槽钢牢固焊接需要。工艺简单、施工简便，具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、铁路、市政隧道等小直径隧道工程中有广泛的应用前景。

附图说明

图1为隧道内疏散楼梯横剖面布置图。

图2为疏散用转角楼梯纵剖面布置图。

图3为转角楼梯平面布置图。

图中，1-隧道衬砌，2-疏散平台，3-立柱，4-扶手，5-疏散平台顶部预埋钢板，6-疏散平台侧面预埋钢板，7-角钢，8-花纹钢板，9-纵向踏步，10-横向踏步，11-水沟盖板，12-固定水沟盖板用弧形角钢支座，13-背靠背角钢，14-踏步固定用三角钢，15-横向踏步顶部固定用带孔锚板，16-横向踏步底部固定用锚板，17-钢轨，18-道床结构，19-排水沟，20-道床垫层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，拓宽了现有小直径隧道内纵向疏散楼梯踏步构造思路，丰富了疏散楼梯与隧道内道床的连接方式。所述结构包括疏散平台2、纵向踏步9和横向踏步10；疏散平台2位于道床结构18外侧纵向布置，与列车出口同高，底部由支墩支撑；横向踏步10自道床结构18横向顺延到对应的隧道衬砌1，横向踏步10最低阶附近为隧道洞口或横通道；横向踏步10最高阶通过纵向踏步9纵向顺延到疏散平台2，形成列车、疏散平台2、纵向踏步9、横向踏步10、道床结构18到隧道洞口或横通道的安全疏散路径。

道床结构18下方为道床垫层20，道床垫层20横向两侧预留有排水沟19，排水沟19上方设置有水沟盖板11，水沟盖板11作为横向踏步10最低阶与道床结构18之间的衔接。水沟盖板11外端底部与隧道衬砌1之间通过固定水沟盖板用弧形角钢支座12固定连接，水沟盖板11内端搭放在道床垫层20表面设置的背靠背角钢13上。

纵向踏步9和横向踏步10包括两侧的花纹钢板8和花纹钢板8之间的踏板。踏步主要由槽钢焊接而成，踏步高度一般不大于180mm。纵向踏步9转向横向踏步10处的最小纵向踏步宽度为400mm。纵向踏步9和横向踏步10外侧的花纹钢板8上方设置有竖向的立柱3，立柱3顶部设置有扶手4。

疏散平台2顶面设置有疏散平台顶部预埋钢板5，与立柱3底端通过角钢7焊接固定；疏散平台2侧面设置有疏散平台侧面预埋钢板6，疏散平台侧面预埋钢板6焊接有U型钢筋，U型钢筋埋入疏散平台2的支墩内。

横向踏步10的花纹钢板8顶部设置有横向踏步顶部固定用带孔锚板15，通过锚栓固定到隧道衬砌1。横向踏步10的花纹钢板8底端设置有横向踏步底部固定用锚板16，通过横向踏步底部固定用锚板16固定到水沟盖板11。

横向踏步10踏板外端底面设置有踏步固定用三角钢14。

参见附图：

转角楼梯包括纵向踏步9与横向踏步10，纵向踏步9顶部与疏散平台2连接，横向踏步10底部与水沟盖板11及道床结构18顺接，楼梯踏步转角位置以控制纵向踏步9有效宽度不小于400mm为临界点。

疏散平台2支墩顶部预埋钢板5采用平板型钢板，上面焊接疏散平台立柱3，支墩侧面预埋钢板6采用预埋U型钢筋焊接固定，纵向踏步9用槽钢通过角钢7，与疏散平台顶部、侧面预埋钢板焊接固定。横向踏步10通过顶部带孔锚板15与隧道衬砌1连接，底部通过锚板16与水沟盖板19连接，水沟盖板19通过弧形角钢支座12与背靠背角钢13进行两端限位处理。横向踏步10在外侧底部采用三角钢14作为加固件，提高自身稳定性。

横纵向踏步两侧用花纹钢板8作为疏散平台立柱3进行限位，立柱3顶部采用扶手4串连，底部采用钢板通过后置锚栓固定于隧道衬砌1，转角楼梯范围扶手4斜率与转角楼梯走向基本一致。

水沟盖板11宽度应比排水沟19宽度至少大75mm，满足盖板稳定性要求，道床结构18可采用分块式或整体式，下部道床垫层20需满足道床结构18受力稳定性要求。

排水沟19可设置于隧道两侧（即两侧排水沟），也可设置于道床结构18中间（即中央排水沟），当设置于中间时，转角楼梯横向踏步10直接与道床垫层20或道床结构18顺接。

横纵向踏步高度一般不大于180mm，横纵向踏步转角处角度宜尽量接近90°，扶手4一般位于踏步上方950mm高度处，以人员安全疏散、平稳走行为基本原则。

所有钢构件之间的焊接或锚栓连接，以满足转角楼梯自身强度与稳定性要求为基本原则。

疏散平台支墩尽端预埋钢板5/6、转角楼梯用槽钢与立柱3用花纹钢板8、横向踏步10加固用三角钢14与锚板15/16、水沟盖板11及其固定用角钢12/13、以及固定用后置锚栓等均为常规钢材，转角楼梯用扶手4采用不锈钢，钢轨17采用普通高强度钢，道床结构18与道床垫层20采用普通防水混凝土。

本发明在隧道内纵向疏散平台与道床之间设置转角型楼梯踏步，将常规纵向楼梯踏步最后几阶宽度不足的踏步旋转90°设置，并通过排水沟盖板与道床面顺接，形成了列车→疏散平台→转角楼梯→道床→横通道或车站的安全疏散通道，实现了从列车至横通道或车站的所有路径均可平顺过渡、安全通行，最大程度满足了所有人群的安全疏散需求，实现了小直径圆形隧道的安全疏散功能。

基于“先纵向，后横向”的楼梯踏步布置方式，有效解决了小直径隧道圆形轮廓导致最后几阶楼梯踏步宽度不足的问题，确保所有楼梯踏步宽度不小于400mm，对现有以纵向疏散方式为主的隧道内疏散原则是个有力的技术支撑。同时转角型疏散楼梯构造简单、施工简便，为确保实现紧急情况下人员的正常疏散提供了全新的思路。

在隧道内疏散平台支墩顶部与侧面增设预埋钢板，转角楼梯上部通过角钢与预埋钢板焊接固定，下部通过锚板与隧道衬砌及水沟盖板焊接固定。所有钢构件之间连接用的锚栓或焊接处理，可根据转角楼梯自身强度与稳定性要求进行灵活处理。构造方式简单、施工便捷。

上述基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构的构建方法，包括以下步骤：

步骤一：根据设计要求进行隧道土方开挖，隧道衬砌1拼装或浇筑施工，完成隧道工程主体结构施工；

步骤二：在隧道衬砌1底部浇筑道床垫层20，道床垫层20两侧或中间预留排水沟19；

步骤三：在道床垫层20上方浇筑道床结构18，并在道床结构18上方敷设钢轨17；

步骤四：在隧道侧壁上内沿纵向架设疏散平台2，疏散平台2与钢轨17顶面距离850-900mm，疏散平台2上部设置立柱3与扶手4，立柱3通过预埋钢板与疏散平台2连接，扶手4通过后置锚栓与隧道衬砌1连接；

步骤五：在隧道洞口或横通道处疏散平台2断开处理，在疏散平台2支墩处进行顶部预埋钢板5与侧面预埋钢板6施工，侧面预埋钢板通过U型预埋钢筋与疏散平台支墩连接；

步骤六：在道床垫层20上埋设背靠背角钢13，在排水沟19与隧道衬砌1相交处埋置弧形角钢支座12，在排水沟19上架设水沟盖板11；

步骤七：按规定阶数、踏步高度与宽度，将槽钢焊接成纵向踏步9与横向踏步10；

步骤八：在水沟盖板11与隧道衬砌1之间按要求架设横向踏步10，横向踏步10顶部通过带孔锚板15与隧道衬砌1之间采用化学锚栓固定，横向踏步10底部通过锚板16与水沟盖板11之间焊接固定；

步骤九：在横向踏步10与疏散平台2之间按要求架设纵向踏步9，纵向踏步9顶部通过角钢7与平台支墩顶部预埋钢板5及侧面预埋钢板6焊接；

步骤十：对于横向踏步10下面预留空间区域，将原来沿疏散平台2下方敷设的各类管线，改从横向踏步10下方穿过；

步骤十一：在横纵向踏步两侧焊接立柱3，立柱3顶部用扶手4串连，在横向踏步10外侧底部采用三角钢14焊接加固，转角楼梯范围扶手4斜率与转角楼梯走向基本一致，形成通过横纵向踏步与疏散平台2、道床结构18平顺连接的安全疏散通道。

在最小疏散楼梯宽度一定的情况下，要从理论上找出能适应任意条件下通道内安全疏散的楼梯布置方式，在现有的理论水平与施工技术条件下，仍有相当大的难度，因为各类通道断面形式、限界条件、最小踏步宽度等都不一样，边界条件与周边环境千变万化，通道内紧急疏散用楼梯踏步的设置，仍应遵从“先纵向、后横向”的基本理念，在常规纵向踏步宽度不足位置处，将楼梯旋转90°，采用横向踏步与道床结构顺接，最大程度满足疏散楼梯最小宽度要求，实现从疏散平台到隧道内道床面之间的平顺过渡，满足人员紧急情况下正常疏散的需求，确保楼梯踏步宽度可控、楼梯上下平顺连接。目前通道内疏散楼梯的布置方式，仍需本着功能第一、因地制宜、对症下药、灵活应用的基本原则。

本发明“基于有效控制钢架竖向位移的新型锁脚工艺”主要指在常规疏散平台与道床之间设置转角型楼梯踏步，将常规纵向楼梯踏步最后几阶宽度不足的踏步旋转90°设置，并通过排水沟盖板与道床面顺接，形成列车→疏散平台→转角楼梯→道床→横通道或车站的安全疏散通道，实现了从列车至横通道或车站的所有路径均可平顺过渡、安全通行，提升小直径圆形通道内疏散楼梯的安全性与可靠性，具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、铁路、市场通道等工程中有广泛的应用前景。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

疏散平台（2）位于道床结构（18）侧上方沿隧道侧壁纵向布置，与列车开门处顺接，底部由弧形支墩支撑；

纵向踏步（9）最高阶与疏散平台（2）顺接，横向踏步（10）最低阶与道床结构（18）顺接，形成列车、疏散平台（2）、纵向踏步（9）、横向踏步（10）、道床结构（18），最后到隧道洞口或横通道的安全疏散路径。

2.根据权利要求1所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

道床结构（18）下方为道床垫层（20），道床垫层（20）横向两侧预留有排水沟（19），排水沟（19）上方设置有水沟盖板（11），水沟盖板（11）作为横向踏步（10）最低阶与道床结构（18）之间的衔接构件。

3.根据权利要求2所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

水沟盖板（11）与隧道衬砌（1）之间设置有固定水沟盖板用弧形角钢支座（12），水沟盖板（11）另一端搭放在道床垫层（20）表面预埋的背靠背角钢（13）上。

4.根据权利要求3所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

纵向踏步（9）和横向踏步（10）包括两侧的花纹钢板（8）和花纹钢板（8）之间的踏板，踏板为槽钢。

5.根据权利要求4所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

纵向踏步（9）和横向踏步（10）外侧的花纹钢板（8）上方设置有竖向的立柱（3），立柱（3）顶部设置有扶手（4）。

6.根据权利要求5所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

疏散平台（2）顶面设置有疏散平台顶部预埋钢板（5），与立柱（3）底端焊接固定；

疏散平台（2）侧面设置有疏散平台侧面预埋钢板（6），疏散平台侧面预埋钢板（6）通过埋入疏散平台（2）的U型钢筋焊接固定；

纵向踏步（9）所用槽钢与疏散平台（2）支墩顶部、侧面预埋钢板之间通过角钢（7）焊接。

7.根据权利要求6所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

横向踏步（10）顶端设置有带孔锚板（15），通过锚栓将横向踏步（10）固定到隧道衬砌（1）。

8.根据权利要求7所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

横向踏步（10）底端设置有固定锚板（16），通过固定锚板（16）将横向踏步（10）与水沟盖板（11）之间焊接固定。

9.根据权利要求8所述的基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构，其特征在于：

横向踏步（10）踏板外端底面设置有踏步固定用三角钢（14）；

横向踏步（10）下部空间作为各类管线的敷设通道。

10.基于与道床顺接的转角型疏散楼梯结构的构建方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：根据设计要求进行隧道土方开挖，隧道衬砌（1）拼装或浇筑施工，完成隧道工程主体结构施工；

步骤二：在隧道衬砌（1）底部浇筑道床垫层（20），道床垫层（20）两侧或中间预留排水沟（19）；

步骤三：在道床垫层（20）上方浇筑道床结构（18），并在道床结构（18）上方敷设钢轨（17）；

步骤四：在隧道侧壁上内沿纵向架设疏散平台（2），疏散平台（2）与钢轨（17）顶面距离850-900mm，疏散平台（2）上部设置立柱（3）与扶手（4），立柱（3）通过预埋钢板与疏散平台（2）连接，扶手（4）通过后置锚栓与隧道衬砌（1）连接；

步骤五：在隧道洞口或横通道处疏散平台（2）断开处理，在疏散平台（2）支墩处进行顶部预埋钢板与侧面预埋钢板施工，侧面预埋钢板通过U型预埋钢筋与疏散平台支墩连接；

步骤六：在道床垫层（20）上埋设背靠背角钢（13），在排水沟（19）与隧道衬砌（1）相交处埋置弧形角钢支座（12），在排水沟（19）上架设水沟盖板（11）；

步骤七：按规定阶数、踏步高度与宽度，将槽钢焊接成纵向踏步（9）与横向踏步（10）；

步骤八：在水沟盖板（11）与隧道衬砌（1）之间按要求架设横向踏步（10），横向踏步（10）顶部通过带孔锚板与隧道衬砌（1）之间采用化学锚栓固定，横向踏步（10）底部通过锚板与水沟盖板（11）之间焊接固定；

步骤九：在横向踏步（10）与疏散平台（2）之间按要求架设纵向踏步（9），纵向踏步（9）顶部通过角钢（7）与平台支墩顶部预埋钢板及侧面预埋钢板焊接；

步骤十：对于横向踏步（10）下面预留空间区域，将原来沿疏散平台（2）下方敷设的各类管线，改从横向踏步（10）下方穿过；

步骤十一：在横纵向踏步两侧焊接立柱（3），立柱（3）顶部用扶手（4）串连，在横向踏步（10）外侧底部采用三角钢焊接加固，转角楼梯范围扶手（4）斜率与转角楼梯走向一致，形成通过横纵向踏步与疏散平台（2）、道床结构（18）平顺连接的安全疏散通道。

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