地鐵車站換乘節點結構預留方案探討
【摘要】地鐵車站換乘節點通常是一次施工，完成兩線重疊部分的全部結構。這種做法初期投入大，不能適應今后路網變化的情況。本文探討方案提出只做二期工程的局部圍護結構和一期工程的支撐樁柱，井對一期工程的縱橫向配筋作檢算和加強，已達到適當預留，最少投入，方便后期施工的目的。
【關鍵詞】地鐵 換乘 節點
1 前言
進入21世紀以來，我國城市地鐵正如火如荼地在各大城市興建。但是，無論是周密規劃也好，朝令夕建也好，都有一個突出的問題，即在建地鐵與路網中相關換乘節點的結構需要做必要的預留，以便為后建的地鐵線創造銜接的便利條件。要做到這—點又必需明確兩點：首先是采用什么換乘方式，“十”字形換乘、“L”字形換乘還是平行換乘?明確了換乘方式以后，要解決的是如何預留，如何減少預留工程量，既減少—期工程的投入，又要考慮便于二期工程的施工，還要考慮萬一以后路網調整換乘點改變時，工程損失最小。本文以“十”字形換乘節點為例，探討既節省又可行的換乘節點結構預留方案。
2 通常的節點預留方案
通常在解決換乘節點的結構工程預留問題時，最簡單的辦法是在一號線前期施工時將整個換乘節點(含二號線節點部分)一次施工完成。在島式站換側式站時，二號線在地下三層，則一號線施工時，換乘節點處地下三層需同時施工。在島式站換島式站時，節點一般亦為地下三層，若加轉換層時二號線在地下四層，換乘節點處需同時施工地下四層。在工程量方面，島式換側式節點處增加地下三層約500平方米的建筑面積，島式換島式節點處增加地下三層(至四層)約500～1000平方米的建筑面積。如果換算成工程造價相當于300-800萬元。有的甚至達千萬元以上。這筆巨大的投入在二號線建設前是不能發揮作用的，如果二號線規劃發生什么變化，預留工程很可能報廢；設計方案上若有變化，如原來是島式換島式，要改為島式換側式，預留工程除可能部分報廢以外，還將造成工程改建的困難。由于節點預留工程投入巨大，并且有一定的風險，有時就干脆不預留，把矛盾留給第二線。到第二線建設時，又可能考慮工程難度，巨額資金投入和一號線運營安全等問題，最后只有改變換乘方式，以致可能降低服務水平。
3 探討的節點預留方案
正確合理的預留原則應謊是：恰當預留、最少投入、方便后期施工。根據這一原則探討提出的預留方案為：
(1)一號線施工時，同時施工節點范圍內二號線必需的圍護結構；
(2)施筑一號線底板以下的臨時支柱，最好能與二號線的永久結構柱結合；
(3)按兩跨連續箱梁檢算二號線施工時一號線底板下被掏空狀態的結構內力，據此加強一號線節點范圍的縱橫向配筋；
(4)對不良地層(如軟土、含水砂層)，可以在—號線施工同時進行二號線的局部加固，也可以在
二號線施工時預先加固。
由于預先采取了節點圍護、一號線底板臨時支柱，和—號線結構按縱橫向箱梁加強配筋，因此在二號線節點部分施工時可以毫無風險地采取暗挖施工。即使底板下的臨時立柱需要破除改成永久結構柱，也可采取“先立后破”的辦法子穩轉換。
4 探討方案節點受力粗析
本文以一號線為島式車站，二號線為側式車站為例，計算分析在二號線施工時，一號線節點部分的受力情況。
4．1 一號線結構輪廓尺寸
站臺寬(島式) 12.0m
主體結構寬20.7m
主體結構高12.2m
4．2二號線結構輪廓尺寸
站臺寬(側式)2*7.5m
主體結構寬>=16.0m
主體結構高6.8m
4．3計算圖式
(1)縱向梁計算圖式(圖1)
二號線施工時，節點處一號線底板下被掏空由臨時(永久)柱支承一號線結構，簡化為2跨連續梁進行計算。
(2)橫向框架計算圖式(圖2)
二號線施工時，節點處—號線底板下被掏空,縱向梁跨中截面簡化為邊墻及縱梁下支承的平面框架進行計算。
4．4 計算結果分析
4．4．1 縱向梁計算
計算結果見圖3。由圖3可知縱向粱跨中彎矩為12462kN·m，支座處負彎矩為21 740HN·m，
當地鐵車站縱向筋采用Φ22@200時，基本上可滿足按上述彎矩配筋的需要，邊墻底部宜作加強配筋。
①雖然地面荷載沒有變化，但因側墻土體約束消失，所以頂板角點彎矩有所增大。
②由于二期工程開挖，兩側土(水)壓力消失，使側墻和墻底角點彎矩減少。
③—期工程底板下被掏空后，水壓力和地基反力消失，取而代之的是側墻和底縱梁下的支座力。
同時列車荷載起主導作用，底板彎矩發生了較大的變化，有的正彎矩變成了負彎矩。
由于橫向計算時荷載總量減少，除頂板角點外，按通常的結構配筋水平，一般毋須再作太大的加強。
5 結束語
地鐵車站換乘節點僅作—期工程的支撐樁柱和二期工程的局部圍護，以減少初期投資的預留方案是基本可行的。雖然本文計算圖式不盡合理，縱向按連續梁計算可能過于簡單，橫向框架按4點支承未必妥當，計算分析也十分粗略，但在一定程度上反映了結構的基本受力情況，僅供探討比較參考。在工程設計時建議根據工程的具體情況，做必要的三維整體計算分析，以便得到較精確的設計依據。
