CN114908800A - 可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，包括：顶拱组件，包括预制拱形顶板和两个预制顶角构件；预制拱形顶板包括第一平直段和顶板拱形段，预制顶角构件设有第二平直段；底拱组件，包括预制拱形底板和两个预制底角构件；预制拱形底板包括第三平直段和底板拱形段；侧墙组件，包括两相对设置的侧墙构件，侧墙构件设有中板支撑部，侧墙构件设有第四平直段；以及预制中板；第一平直段、第三平直段的长度根据地铁车站的宽度调整；第二平直段、第四平直段的长度根据地铁车站的层高调整。通过平直段的长度调整，可以适应车站高度、宽度的变化，而无需调整拱形预制构件，提升预制构件的通用性及生产效率。

Description

可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构

技术领域

本发明属于地下工程领域，具体涉及一种可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构。

背景技术

公开号为CN113062354A，发明名称为《明挖桩撑体系预制装配式地铁车站拼装方法》的中国专利申请中，公开了一种装配式车站主体结构，其采用拱形结构，能够一定程度上减少车站内的支撑柱结构，并且其采用装配式结构，在施工时能够减少模板安装拆除、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序，减少对现场人力要求，减少对周边环境的污染。

然而，在该方案中，其在下层中依然需要支撑柱，此外，由于其上层顶板采用的是预制装配式拱形结构，若车站宽度变化(如站台宽度变化或站内设置道岔需要加宽车站等)，则顶板拱轴线以及构件弧度均需要进行调整，其底板的结构尺寸也同样需要进行相应调整。如此，对于采用同一种方案的不同宽的全预制拱形装配式地铁车站而言，预制构件模板以及预制构件生产流水线均无法共用，需要单独定制才能满足构件生产需要。从构件生产的角度来看，不同宽度的全预制拱形装配式地铁车站实际上就是不同的方案。这样不仅造成了极大的浪费，还对模板及构件生产质量控制造成一定的困扰，从而限制了全预制无柱拱形装配式地铁车站方案的产业化生产。

发明内容

本发明提供了一种可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，旨在解决现有技术中不同车站宽度的全预制拱形装配式车站的预制构件不能共用的问题。

本发明采用了以下技术方案：

一种可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，包括：

顶拱组件，所述顶拱组件包括预制拱形顶板和两个分别固定在所述预制拱形顶板两端的预制顶角构件；所述预制拱形顶板包括横向的第一平直段和固定在所述第一平直段两端的顶板拱形段，所述第一平直段的长度根据地铁车站的宽度调整；所述预制顶角构件设有纵向的第二平直段，所述第二平直段的长度根据所述地铁车站的层高调整；

底拱组件，所述底拱组件包括预制拱形底板和两个分别固定在所述预制拱形底板两端的预制底角构件；所述预制拱形底板包括横向的第三平直段和固定在所述第三平直段两端的底板拱形段，所述第三平直段的长度根据所述地铁车站的宽度调整；

侧墙组件，所述侧墙组件包括两相对设置的侧墙构件，所述侧墙构件设有向对侧伸出的中板支撑部，所述侧墙构件设有纵向的第四平直段，所述第四平直段的长度根据所述地铁车站的层高调整；以及

预制中板，所述预制中板的两端分别固定在所述中板支撑部上，所述预制中板的宽度根据地铁车站的宽度调整；

其中，所述顶拱组件和所述底拱组件上下相对，所述侧墙组件位于所述顶拱组件和所述底拱组件之间，所述侧墙构件的上下两端分别与所述预制顶角构件和所述预制底角构件固定连接。

在一些实施例中，所述预制顶角构件还包括与所述顶板拱形段匹配连接的顶角拱形段、与所述顶角供段连接并转折向下的顶角直段，所述顶角直段与所述第二平直段固定连接。

在一些实施例中，所述顶板拱形段和所述顶角拱形段相互连接的端面均预设有连接槽道。

在一些实施例中，所述顶角拱形段、所述顶板拱形段和所述第一平直段的连接依次平滑过渡。

在一些实施例中，所述预制拱形顶板和/或所述预制顶角构件内设有若干空腔，所述第一平直段和/或所述第二平直段实心设置。

在一些实施例中，所述预制底角构件还包括与所述底板拱形段匹配连接的底角拱形段、与所述底角拱形段连接并转折向上的底角直段，所述底角直段与所述侧墙构件固定连接。

在一些实施例中，所述底板拱形段和所述底角拱形段相互连接的端面均预设有连接槽道。

在一些实施例中，所述底角拱形段、底板拱形段和所述第三平直段的顶面依次平滑过渡。

在一些实施例中，所述预制底角构件和/或预制拱形底板内设有若干空腔，所述第三平直段实心设置。

在一些实施例中，所述侧墙构件内设有若干空腔，所述第四平直段实心设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构中，采用顶拱组件和底拱组件实现无柱化，并且顶拱组件和底拱组件采用全预制结构，并在起拱结构的拱形曲线中加入平直段，将起拱结构分为拱形结构和平直段结构，即使车站的宽度不同，但是由于平直段结构(即第一平直段和第三平直段)的长度可变，能够满足车站的宽度变化，从而使得拱形结构的拱形曲线无需变化，则拱形结构的预制构件中，其拱形的尺寸可以不变，无需调整预制模板中关于拱形结构部分的尺寸，仅需要调整预制模板中关于平直段结构的尺寸，由于平直段结构处的模板是直板结构，其模板的变化仅仅是长度的变化，调整少，十分方便，使得整个起拱结构的预制模板依然具有较好的通用性，提升预制构件的生产效率。

2、在高度调整上，与宽度调整类似，采用了预制的第二平直段和第四平直段，也能够根据车站的高度变化来调整平直段的长度，对应地其模具的变化，也仅仅是平直段出对应的长度长度调整，改变极小，其预制模板依然具有较好的通用性，提升预制构件的生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：

图1是本发明的的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构的整体结构示意图；

图2是预制拱形顶板的结构示意图；

图3是预制拱形底板的结构示意图；

图4是预制顶角构件的结构示意图；

图5是侧墙构件的结构示意图。

附图标记：

1-顶拱组件；11-预制拱形顶板；111-第一平直段；112-顶板拱形段；12-预制顶角构件；121-第二平直段；122-顶角拱形段；123-顶角直段；

2-底拱组件；21-预制拱形底板；211-第三平直段；212-底板拱形段；22-预制底角构件；221-底角拱形段；222-底角直段；

3-侧墙组件；31-侧墙构件；311-中板支撑部；312-第四平直段；

4-预制中板；5-连接槽道；6-空腔。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

参照图1至图5，一种可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，包括顶拱组件1、底拱组件2、侧墙组件3和预制中板4。

其中，参照图1、图2和图3，所述顶拱组件1包括预制拱形顶板11和两个分别固定在所述预制拱形顶板11两端的预制顶角构件12，通过预制拱形顶板11和预制顶角构件12形成车站的顶拱以及顶层的侧墙结构，其中，侧墙结构主要由预制顶角构件12构成。

参照图2，所述预制拱形顶板11包括横向的第一平直段111和固定在所述第一平直段111两端的顶板拱形段112，所述第一平直段111的长度根据地铁车站的宽度调整，即将整个顶拱分成拱形结构和平直段结构，若针对不同的车站，车站宽度不同，则在预制构件的制作过程中，仅需要调整第一平直段111对应的模具的长度即可满足车站的宽度变化。由于第一平直段111是平直的结构，其模具仅是两块长板，调整时仅需要改变模板的长度，调整较小，难度较低，而拱形结构的模具可以不用进行形状尺寸的调整，大大降低了模具的调整难度，从而提升预制构件的制作效率。

其中，参照图1和图4，所述预制顶角构件12设有纵向的第二平直段121，所述第二平直段121的长度根据所述地铁车站的层高调整。预制顶角构件12除了与预制拱形顶板11连接形成拱形顶板以外，其还作为顶层车站的侧墙结构。因此，纵向的第二平直段121就作为该层的侧墙结构，因此，若车站的层高不同，需要调整，则第二平直段121的长度根据所述地铁车站的层高调整，从而可以适应层高的要求，因此，在制作预制顶角构件12时，也仅需调整第二平直段121的长度即可，由于第二平直段121是平直的结构，其模具仅是两块长板，调整时仅需要改变模板的长度，调整较小，难度较低，而预制顶角构件12其它部分的模具可以不用进行形状尺寸的调整，大大降低了模具的调整难度，从而提升预制构件的制作效率。

与顶拱组件1类似的，参照图1和图3，所述底拱组件2包括预制拱形底板21和两个分别固定在所述预制拱形底板21两端的预制底角构件22，通过预制拱形底板21和预制底角构件22形成车站的底拱结构以及拐角，该拐角主要用于与侧墙组件3连接。

参照图1和图3，所述预制拱形底板21包括横向的第三平直段211和固定在所述第三平直段211两端的底板拱形段212，所述第三平直段211的长度根据所述地铁车站的宽度调整。即将整个底拱分为拱形结构和平直段结构，若针对不同的车站，车站宽度不同，则在预制构件的制作过程中，仅需要调整第三平直段211对应的模具的长度即可满足车站的宽度变化。由于第三平直段211是平直的结构，其模具仅是两块长板，调整时仅需要改变模板的长度，调整较小，难度较低，而底板拱形段212的拱形结构的模具可以不用进行形状尺寸的调整，大大降低了模具的调整难度，从而提升预制构件的制作效率。

而对于预制底角构件22，其为拐角结构，通过上述的预制拱形底板21的长度变化，已经能够适应车站的宽度变化，则预制底角构件22可以无需调整，可以完全通用。

其中，参照图1和图5，所述侧墙组件3包括两相对设置的侧墙构件31，所述侧墙构件31设有向对侧伸出的中板支撑部311，所述侧墙构件31设有纵向的第四平直段312，所述第四平直段312的长度根据所述地铁车站的层高调整。侧墙组件3用于连接顶拱组件1和底拱组件2并安装支撑中板，以进行车站分层。在中板支撑部311用于支撑中板，此外，侧墙构件31还作为下层楼层的侧墙，因此，若车站层高发生变化，对于下层而言，则侧墙构件31的高度也需要相应做调整，而在本发明中，该高度的调整由第四平直段312来适应调整。由于第四平直段312也是平直段的结构，其模具仅是两块长板，调整时仅需要改变模板的长度，调整较小，难度较低，而侧墙构件31其它部分的模具可以不用进行形状尺寸的调整，大大降低了模具的调整难度，从而提升侧墙构件31的制作效率。

参照图1，所述预制中板4的两端分别固定在所述中板支撑部311上，所述预制中板4的宽度根据地铁车站的宽度调整，由于预制中板4本身作为楼层的分层结构，其本身为平直的结构，因此，在进行尺寸调整时也仅需要对其模板的长度进行调整，调整较小，不影响预制中板4的制作效率。

在安装时，参照图1，所述顶拱组件1和所述底拱组件2上下相对，所述侧墙组件3位于所述顶拱组件1和所述底拱组件2之间，所述侧墙构件31的上下两端分别与所述预制顶角构件12和所述预制底角构件22固定连接，通过侧墙构件31将顶拱组件1和所述底拱组件2连接，形成车站楼层的主体结构。

基于以上的结构，本发明的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构在对车站的宽度、层高发生变化时，仅需要调整对应的平直段结构的长度即可适应，无需调整拱形结构、转角结构的形状，调整起来根据方便，从而提升各个部分模具的通用性，提升预制构件的制作效率。

在一些实施例中，参照图4，所述预制顶角构件12还包括与所述顶板拱形段112匹配连接的顶角拱形段122、与所述顶角供段连接并转折向下的顶角直段123，所述顶角直段123与所述第二平直段121固定连接。顶角拱形段122、顶角直段123和第二平直段121为同一预制构件的部分，构件制作时一体成型。顶角拱形段122其具有与顶板拱形段112相匹配的拱度，与顶板拱形段112共同形成车站的顶拱。而顶角直段123和第二平直段121则在纵向上共同形成车站的上层侧墙结构。

此外，参照图4，预制顶角构件12为了与侧墙构件31方便实现固定连接，预制顶角构件12还具有连接端头，连接端头固定在第二平直段121的下端，在制备形成预制顶角构件12时，连接端头对应的部分模具的形状也无需改变，仅需要随着第二平直段121的长度变化去移动位置而已，不涉及形状改变，不会降低预制构件的制作效率。对应地，侧墙构件31与预制顶角构件12连接的位置(即上端)也设置连接端头，这两个预制构件通过两个连接端头实现固定连接，具体地，两个连接端头上都设有连接槽道5，连接槽道5的截面为C型，两个连接槽合在一起形成工字槽，然后采用工型钢插入该工字槽内将二者连接在一起固定，并对缝隙填充高强度混凝土浆。

类似地，参照图1、图2和图4，所述顶板拱形段112和所述顶角拱形段122相互连接的端面均预设有连接槽道5，在端面处二者抵接在一起，并将两个连接槽道5对接在一起，再插入固定条将二者固定。在一个实施例中，两个连接槽道5的截面为C型，两个连接槽合在一起形成工字槽，然后采用固定条(工型钢)插入该工字槽内将二者连接在一起固定，并对缝隙填充高强度混凝土浆。

优选地，参照图1和图2，所述顶角拱形段122、所述顶板拱形段112和所述第一平直段111的连接依次平滑过渡，从而确保受力稳固，无集中受力的薄弱点。

优选地，参照图1，为了减轻各个预制构件的重量，所述预制拱形顶板11和/或所述预制顶角构件12内设有若干空腔6，从而减少所述预制拱形顶板11和/或所述预制顶角构件12的钢筋混凝土量，减轻重量，而所述第一平直段111和/或所述第二平直段121实心设置，即空腔6处不在第一平直段111和/或所述第二平直段121中，因此，在制作时，形成空腔6的模具也无需放置在第一平直段111和/或所述第二平直段121中，则即使第一平直段111和/或所述第二平直段121的长度变化，也无需对形成空腔6的模具的尺寸做调整。

其中，参照图1，所述预制底角构件22还包括与所述底板拱形段212匹配连接的底角拱形段221、与所述底角拱形段221连接并转折向上的底角直段222，所述底角直段222与所述侧墙构件31固定连接。底角拱形段221其具有与底板拱形段212相匹配的拱度，与底板拱形段212共同形成车站的底拱。而底角直段222和侧墙构件31的第四平直段312则在纵向上共同形成车站的下层侧墙结构。

此外，预制底角构件22为了与侧墙构件31方便实现固定连接，预制底角构件22还具有连接端头，连接端头固定在底角直段222的上端。对应地，侧墙构件31与预制底角构件22连接的位置(即下端)也设置连接端头，这两个预制构件通过两个连接端头实现固定连接，具体地，两个连接端头上都设有连接槽道5，连接槽道5的截面为C型，两个连接槽合在一起形成工字槽，然后采用工型钢插入该工字槽内将二者连接在一起固定，并对缝隙填充高强度混凝土浆。

类似地，所述底板拱形段212和所述底角拱形段221相互连接的端面均预设有连接槽道5，在端面处二者抵接在一起，并将两个连接槽道5对接在一起，再插入固定条将二者固定。在一个实施例中，两个连接槽道5的截面为C型，两个连接槽合在一起形成工字槽，然后采用固定条(工型钢)插入该工字槽内将二者连接在一起固定，并对缝隙填充高强度混凝土浆。

优选地，参照图1，所述底角拱形段221、底板拱形段212和所述第三平直段211的顶面依次平滑过渡，从而确保受力稳固，无集中受力的薄弱点。

优选地，为了减轻各个预制构件的重量，所述预制底角构件22和/或预制拱形底板21内设有若干空腔6，从而减少所述预制底角构件22和/或预制拱形底板21的钢筋混凝土量，减轻重量，而所述第三平直段211实心设置，即空腔6处不在第三平直段211中，因此，在制作时，形成空腔6的模具也无需放置在第三平直段211中，则即使第三平直段211的长度变化，也无需对形成空腔6的模具的尺寸做调整。

同样地，参照图1和图5，所述侧墙构件31内设有若干空腔6，从而减少侧墙构件31的钢筋混凝土量，减轻重量，而所述第四平直段312实心设置，即空腔6处不在第四平直段312中，因此，在制作时，形成空腔6的模具也无需放置在第四平直段312中，则即使第四平直段312的长度变化，也无需对形成空腔6的模具的尺寸做调整。

需要说明的是，本发明中，相邻两个预制构件之间都可以采用连接槽道5的方式进行连接，在抵接的部位出设置连接槽道5，然后将固定条插入将两个连接槽道5连接在一起，并进行灌浆固定。可以理解的，对于各个平直段的长度调整，其对于的模板可以采用伸缩式模板，从而可以方便地进行长度的调节。

基于上述的结构，本发明具有以下优点：

1、全预制拱形无柱装配式车站方案对于不同车站宽度及各层层高具有固定的要求，限制了全预制拱形无柱装配式车站方案推广,针对这个弊端，本发明创新提出在顶、底板及侧墙构件31中设置一定的平直段，通过平直段的长度伸缩使得全预制拱形装配式无柱车站方案在不改变或者增加模板的前提下，不但可覆盖10m-15m站台宽度地铁车站方案，满足配线或者射流风机等特殊情况对于车站加宽的要求，而且可根据不同建筑功能、不同的预留条件调整车站层高，大大提高了全预制拱形无柱装配式车站方案的适用范围，使得全预制拱形装配式无柱车站方案预制构件能够实现产业化生产，更具备经济效益以及推广价值。

2、全预制拱形无柱装配式车站增加可变平直段后，预制构件模板可适用于各种常见横截面的全预制拱形无柱装配式地铁车站的预制构件生产，有利于构件模板批量生产和模板精度控制,同时亦避免了新建构件生产流水线的重复工作和投资，进一步提高全预制拱形无柱装配式车站方案的经济效益以及推广价值。

3、本发明将各预制构件的平直段设置在实心标准段，通过实心标准段伸缩来实现构件尺寸的调整，对预制构件空腔6没有影响。因此对于不同宽度不同层高的全预制拱形无柱装配式车站，预制构件空腔6的芯模可共用，不需要额外定制生产，进一步降低构件尺寸变化对于模板的影响，提高生产效率。

本发明所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，包括：

顶拱组件，所述顶拱组件包括预制拱形顶板和两个分别固定在所述预制拱形顶板两端的预制顶角构件；所述预制拱形顶板包括横向的第一平直段和固定在所述第一平直段两端的顶板拱形段，所述第一平直段的长度根据地铁车站的宽度调整；所述预制顶角构件设有纵向的第二平直段，所述第二平直段的长度根据所述地铁车站的层高调整；

底拱组件，所述底拱组件包括预制拱形底板和两个分别固定在所述预制拱形底板两端的预制底角构件；所述预制拱形底板包括横向的第三平直段和固定在所述第三平直段两端的底板拱形段，所述第三平直段的长度根据所述地铁车站的宽度调整；

侧墙组件，所述侧墙组件包括两相对设置的侧墙构件，所述侧墙构件设有向对侧伸出的中板支撑部，所述侧墙构件设有纵向的第四平直段，所述第四平直段的长度根据所述地铁车站的层高调整；以及

预制中板，所述预制中板的两端分别固定在所述中板支撑部上，所述预制中板的宽度根据地铁车站的宽度调整；

其中，所述顶拱组件和所述底拱组件上下相对，所述侧墙组件位于所述顶拱组件和所述底拱组件之间，所述侧墙构件的上下两端分别与所述预制顶角构件和所述预制底角构件固定连接。

2.根据权利要求1所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述预制顶角构件还包括与所述顶板拱形段匹配连接的顶角拱形段、与所述顶角供段连接并转折向下的顶角直段，所述顶角直段与所述第二平直段固定连接。

3.根据权利要求2所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述顶板拱形段和所述顶角拱形段相互连接的端面均预设有连接槽道。

4.根据权利要求2所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述顶角拱形段、所述顶板拱形段和所述第一平直段的连接依次平滑过渡。

5.根据权利要求1所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述预制拱形顶板和/或所述预制顶角构件内设有若干空腔，所述第一平直段和/或所述第二平直段实心设置。

6.根据权利要求1所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述预制底角构件还包括与所述底板拱形段匹配连接的底角拱形段、与所述底角拱形段连接并转折向上的底角直段，所述底角直段与所述侧墙构件固定连接。

7.根据权利要求6所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述底板拱形段和所述底角拱形段相互连接的端面均预设有连接槽道。

8.根据权利要求6所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述底角拱形段、底板拱形段和所述第三平直段的顶面依次平滑过渡。

9.根据权利要求6所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述预制底角构件和/或预制拱形底板内设有若干空腔，所述第三平直段实心设置。

10.根据权利要求1所述的可变宽度及层高的全预制无柱拱形装配式地铁车站结构，其特征在于，所述侧墙构件内设有若干空腔，所述第四平直段实心设置。

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