CN113700048A - 一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种地铁车站结构侧墙与地连墙间的分段式减震隔层，主要由与结构板墙连接部位相连的刚性隔层以及其余段的柔性隔层两部分组成。其减震机理为在维持结构侧向变形基本不变前提下，通过增加结构侧墙的弯曲变形进而减小结构顶底板的弯曲变形，提高地铁车站结构抗震性能。地连墙与刚性分段隔层采用钢筋接驳或螺栓连接，在连接后形成的凹槽中填充柔性材料，形成地连墙‑分段隔层组合减震体系。该隔层与传统地连墙、地连墙‑整体柔性隔层相比，既能够有效控制地震作用下结构的层间位移，又能显著降低结构板端的弯曲变形，实现结构各关键构件内力的合理分配，该隔层对提高地铁车站抗震性能，保障其全寿命周期安全运营具有重要工程意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种减震隔层，具体为一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层。
背景技术
修建地铁车站时，多采用基于地连墙的明挖施工方法，施工后地连墙作为结构侧墙的一部分与车站主体共同受力。已有研究表明：在地铁车站结构的相关分析中，地连墙是影响地下车站结构变形、内力分布和破坏模式的重要因素，甚至对车站结构的地震响应产生不利影响。地震作用下地连墙限制车站侧墙变形的同时，严重放大了与侧墙连接的顶底板端的变形，从而显著放大了此处的内力，这无疑是对结构抗震不利的。
目前，国内外大多采用在地下结构外围设置柔性隔层的减隔震措施。相关研究结果表明，车站结构两侧设置整体柔性隔层在地震作用下会放大侧墙与中柱的弯矩，反而不利于结构抗震。且柔性材料长时间直接与土接触易发生变形和腐蚀，影响其使用寿命。而在结构底部设置隔层在实际工程中施工难度较大，且可能造成结构的不均匀沉降，从而影响轨道平滑带来极大的安全隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，该分段式减震隔层与传统地连墙、地连墙-整体柔性隔层相比，既能够有效控制地震作用下结构的层间位移，又不会造成显著的结构板端弯曲变形，可合理分配结构各关键构件所受内力。
一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，以某两层地铁车站为例进行说明，包括由下至上依次设置的底部刚性隔层，底层柔性隔层，中部刚性隔层，顶层柔性隔层以及顶部刚性隔层。
刚性隔层及柔性隔层均可按照不同车站断面形式在工厂中进行预制，隔层沿地连墙纵向分段的长度与地连墙保持一致，优选为6～9m，可根据实际工程情况进行调整。刚性隔层沿地连墙深度方向的厚度优选为板的厚度与板托厚度之和。地连墙、刚性隔层及车站结构采用钢筋接驳或螺栓连接，刚性隔层与柔性隔层通过销钉或螺栓连接。
柔性隔层的优选材料为波纹钢板、泡沫混凝土、EPS或橡胶。本发明以波纹钢板为例进行说明。
本发明的工作机理是：
在静力状态下，若有水流从地连墙接头处渗入，与地连墙错缝连接的隔层可进行阻挡，且隔层与车站间的立面防水卷材也可进行有效隔离，预防车站渗漏现象的发生。
其减震机理是在地震作用下通过维持结构侧向变形基本不变前提下，通过调整结构侧墙和顶底板的弯曲变形，即增加结构侧墙的弯曲变形进而减小结构顶底板的弯曲变形，优化地铁车站结构抗震性能。三段刚性隔层分别与车站顶板、中板及底板相连，可维持车站的层间位移与有地连墙情况基本一致。而柔性隔层刚度较小，地震时可允许顶、底层侧墙发生安全范围内的弯曲变形，从而避免顶底板端发生过大弯曲变形，合理分配板、侧墙等关键结构构件受到的内力，优化地铁车站结构的抗震性能。
1.一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：包括由下至上依次设置的底部刚性隔层，底层柔性隔层，中部刚性隔层，顶层柔性隔层以及顶部刚性隔层。
2.进一步，地连墙与刚性分段隔层采用钢筋接驳或螺栓连接，在连接后形成的分段凹槽中设置分段柔性隔层。
3.进一步，所述刚性隔层的优选材料为混凝土，柔性隔层的优选材料为波纹钢板、泡沫混凝土、EPS(聚苯乙烯泡沫)或橡胶。
4.进一步，所述底部刚性隔层、中部刚性隔层和顶部刚性隔层均设有预留螺栓孔。
5.根据权利要求3所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：所述刚性隔层通过左右侧预留螺栓孔中的接头螺栓与地连墙、车站侧墙接驳成为整体，用以限制地震作用下车站的层间位移。刚性隔层通过预留螺栓孔中接头螺栓沿地连墙纵向串联为整体。
6.进一步，所述刚性隔层沿地连墙纵向分段的长度与地连墙保持一致，为6～9m。
7.进一步，所述刚性隔层沿地连墙深度方向的厚度为板13的厚度与板托14厚度之和。
8.进一步，刚性隔层及柔性隔层均可按照不同车站断面形式在工厂中进行预制，在地连墙施工完成后运至现场进行安装。
9.进一步，分段式减震隔层6内表面粘贴有防水层12。
10.地连墙-分段隔层-车站结构体系的构建方法其特征在于：
分段式减震隔层包括底部刚性隔层1、底层柔性隔层2、中部刚性隔层3、顶层柔性隔层4以及顶部刚性隔层5。
分段式减震隔层6，地连墙7以及车站结构8共同组成地连墙-分段隔层-车站结构体系。
以明挖顺作法为例，在本实施例中，具体施工顺序为：
1)首先构筑围护结构地连墙7，然后由上至下进行基坑土方开挖，并施加支撑；
2)开挖到底铺设垫层后，同时施作结构底板及其左右两侧的底部刚性隔层1，随后施作底层结构及底层柔性隔层2，从下向上逐层施作。
3)顶板及顶部刚性隔层5构筑完成后，回填土方恢复地貌。
刚性隔层与柔性隔层通过销钉或螺栓连接。
刚性隔层与地连墙通过抗剪螺栓10固结为一体。沿地连墙纵向，螺栓通过预留的螺栓孔11将分段刚性隔层连接成为整体。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明设计了一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，以某两层地铁车站为例进行说明，通过三段刚性隔层与两段柔性隔层，实现维持结构层间位移基本不变的同时，减小地震作用下与侧墙连接处板端的弯曲变形，优化地铁车站结构的抗震性能。
(2)柔性材料受到地连墙、刚性隔层与车站侧墙的保护，避免了柔性材料与土体直接接触易发生侵蚀的问题，有利于延长其使用寿命。
(3)该分段式减震隔层适用于各种矩形断面型式的地铁车站，施作简便灵活。
附图说明
图1为本发明实施例提供地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层示意图；
图2为本发明实施例提供的地连墙-分段隔层-车站结构体系示意图；
图3为本发明实施例提供的刚性隔层、柔性隔层与地连墙结合示意图；
图4为本发明实施例提供的分段式隔层剖面图；
图5为本发明实施例提供的地连墙、刚性隔层及车站结构连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
该分段式减震隔层适用于各种矩形断面型式的地铁车站，施作简便灵活，本发明仅以某两层两跨地铁车站为例进行说明。
如图1所示，本实施例提供了一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，该分段式减震隔层主要由底部刚性隔层1、底层柔性隔层2、中部刚性隔层3、顶层柔性隔层4以及顶部刚性隔层5组成。
如图2所示，该分段式减震隔层6，地连墙7以及车站结构8共同组成地连墙-分段隔层-车站结构体系。
以明挖顺作法为例，在本实施例中，具体施工顺序为：
1)首先构筑围护结构地连墙7，然后由上至下进行基坑土方开挖，并施加支撑；
2)开挖到底铺设垫层后，同时施作结构底板及其左右两侧的底部刚性隔层1，随后施作底层结构及底层柔性隔层2，从下向上逐层施作。
3)顶板及顶部刚性隔层5构筑完成后，回填土方恢复地貌。
在本实施例中，参照图3，刚性隔层及柔性隔层均可按照不同车站断面形式在工厂中进行预制，其中刚性隔层材料优选混凝土，柔性隔层主要由波纹钢板9组成。刚性隔层与柔性隔层通过销钉或螺栓连接。
刚性隔层与地连墙通过抗剪螺栓10固结为一体。沿地连墙纵向，螺栓通过预留的螺栓孔11将分段刚性隔层连接成为整体。
在本实施例中，参照图4，底部刚性隔层下表面与车站底板下表面位于同一水平标高，顶部刚性隔层、中部刚性隔层上表面分别与车站顶板、车站中板上表面平齐。隔层内表面粘贴有防水层12，若有水流从地连墙接头处渗入，防水层可进行有效隔离。柔性隔层受到地连墙、刚性隔层与车站侧墙的保护，避免了与土体直接接触易发生侵蚀的问题，有利于延长其使用寿命。
在本实施例中，地连墙、刚性隔层及车站结构采用钢筋接驳或螺栓连接，参照图5，抗剪螺栓10通过刚性隔层左右布设的预留螺栓孔将地连墙、刚性隔层及车站结构连接成为整体。
刚性隔层沿地连墙深度方向的厚度为板13的厚度与板托14厚度之和。
地震发生时，三段刚性隔层分别与车站顶板、中板及底板相连，维持车站的层间位移与有地连墙情况基本一致，而两段柔性隔层则可在减弱地震能量的同时允许顶、底层侧墙发生安全范围内的弯曲变形，从而避免顶底板端发生过大弯曲变形，合理分配板、侧墙等关键结构构件受到的内力，优化地铁车站结构的抗震性能。
Claims (10)
1.一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：包括由下至上依次设置的底部刚性隔层，底层柔性隔层，中部刚性隔层，顶层柔性隔层以及顶部刚性隔层。
2.根据权利要求1所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：地连墙与刚性分段隔层采用钢筋接驳或螺栓连接，在连接后形成的分段凹槽中设置分段柔性隔层。
3.根据权利要求1所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：所述刚性隔层的优选材料为混凝土，柔性隔层的优选材料为波纹钢板、泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫或橡胶。
4.根据权利要求1所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：所述底部刚性隔层、中部刚性隔层和顶部刚性隔层均设有预留螺栓孔。
5.根据权利要求3所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：所述刚性隔层通过左右侧预留螺栓孔中的接头螺栓与地连墙、车站侧墙接驳成为整体，用以限制地震作用下车站的层间位移。刚性隔层通过预留螺栓孔中接头螺栓沿地连墙纵向串联为整体。
6.根据权利要求1所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：所述刚性隔层沿地连墙纵向分段的长度与地连墙保持一致，为6～9m。
7.根据权利要求3所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：所述刚性隔层沿地连墙深度方向的厚度为板13的厚度与板托14厚度之和。
8.根据权利要求1所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：刚性隔层及柔性隔层均可按照不同车站断面形式在工厂中进行预制，在地连墙施工完成后运至现场进行安装。
9.根据权利要求1所述一种地铁车站与地连墙间的分段式减震隔层，其特征在于：分段式减震隔层内表面粘贴有防水层。
10.地连墙-分段隔层-车站结构体系的构建方法，其特征在于：
分段式减震隔层包括底部刚性隔层、底层柔性隔层、中部刚性隔层、顶层柔性隔层以及顶部刚性隔层；
分段式减震隔层，地连墙以及车站结构共同组成地连墙-分段隔层-车站结构体系；
具体施工顺序为：
1)首先构筑围护结构地连墙，然后由上至下进行基坑土方开挖，并施加支撑；
2)开挖到底铺设垫层后，同时施作结构底板及其左右两侧的底部刚性隔层，随后施作底层结构及底层柔性隔层，从下向上逐层施作；
3)顶板及顶部刚性隔层构筑完成后，回填土方恢复地貌；
刚性隔层与柔性隔层通过销钉或螺栓连接；
刚性隔层与地连墙通过抗剪螺栓固结为一体；沿地连墙纵向，螺栓通过预留的螺栓孔将分段刚性隔层连接成为整体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211126 |