一种无柱地铁车站结构及轨排施工方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种无柱地铁车站结构及轨排施工方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.随着地下车站结构设计理念的不断变化，地下车站公共区无柱设计已在各地陆续出现，由于其良好的视觉感受及乘坐体验，公共区无柱车站的设计越来越被接受。对于地铁设计来说，需间隔一定距离需设置轨排井，便于后期轨道铺设。轨排井一般设置在车站公共区，此时车站顶板及中板需预留轨排吊装孔，轨排长度为25m，开孔尺寸沿车站纵向长约28
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30m，宽度约5m。由于无柱车站缺少传统梁柱受力体系，使得大面积结构成为悬臂结构，两层车站悬臂侧墙高度达到14～15m，顶板及中板将有28
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30范围无有效支座，结构刚度被严重削弱。
4.目前无柱车站轨排井施工多采用内墙扶壁柱体系或者围护结构采用锚索体系抵抗侧墙水土压力，采用临时梁柱体系解决板受力问题。发明人发现，内墙扶壁柱体系是将车站结构侧墙外扩并设置多根扶壁梁柱形成受力体系，共同抵抗侧向水土压力，该方案占地较大，且扶壁柱较多，一定程度增加施工难度及成本。锚索体系是通过围护桩(墙)及锚索形成受力体系，抵抗水土压力。该方案不可避免污染周边地下空间。临时梁柱体系是施工期间在轨排吊装孔范围设置临时梁柱，支撑顶板及中板，待吊装孔封闭后，在进行凿除，该方案会产生较大废弃量，且临时梁柱凿除时存在破坏永久结构的可能性。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种无柱地铁车站结构，轨排井的设置无需设置内墙扶壁体系或者围护结构，降低了施工难度。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.第一方面，本发明的实施例提供了一种无柱地铁车站结构，包括顶板、底板及外墙，顶板、底板和外墙形成的车站空间内设有中板，外墙在轨排吊装的位置外扩形成轨排井部，顶板和中板在轨排井部对应的位置处设有吊装孔，吊装孔的沿长度方向的轴线垂直于外墙，吊装孔能够使得轨排吊入中板下方的车站空间内且外墙外扩部分之间具有能够使轨排绕自身中心位置发生转动的空间，所述吊装孔处设有封堵结构。
8.可选的，所述轨排井部的内侧面位于吊装孔的与外墙平行的两个边的中点所在圆周的外侧。
9.可选的，所述吊装孔的长度为28
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30m，吊装孔的宽度为5
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5.5m。
10.可选的，所述轨排井部包括外扩部和设置在外扩部两侧的连接部，外扩部通过连接部接入外墙，所述外扩部与连接部呈设定的钝角设置。
11.可选的，所述吊装孔沿长度方向的轴线经过外扩部的中部位置。
12.可选的，所述吊装孔边缘处设置有封口梁，顶板的封口梁埋入顶板的混凝土结构中，中板的封口梁埋入中板的混凝土结构中。
13.第二方面，本发明的实施例提供了一种方便轨排井施工的无柱车站结构的轨排施工方法，包括以下步骤：
14.将轨排通过吊装孔吊入车站空间的中板下方的站台层空间内；
15.对轨排进行旋转，使得轨排绕自身中心转动设定角度；
16.对轨排进行安装施工。
17.可选的，采用位于无柱车站结构所在基坑外部的起吊设备对轨排进行吊运。
18.可选的，吊运时，所述轨排的两端均与起吊设备进行连接，轨排的两端利用起吊设备进行同步吊运。
19.可选的，轨排两端的与起吊设备连接的位置相对于轨排的中心点对称设置。
20.本发明的有益效果：
21.1.本发明的车站结构及轨排施工方法，由于吊装孔沿长度方向的轴线与外墙垂直设置，轨排通过吊装孔吊入后，安装要求旋转设定角度即可进行安装，因此吊装孔沿车站纵向的尺寸较小，依靠外墙即可抵抗侧向水土压力，解决了无柱车站轨排井吊装孔影响结构受力的问题，与传统的做法相比，无需设置内墙扶壁体系或者围护结构，克服影响周边环境、结构复杂、施工难度大、废弃工程量大的缺点，且节省投资造价。适用于无柱地下车站轨排井施工，具有一定的社会经济效益。
22.2.本发明的车站结构及轨排施工方法，轨排两端均利用起吊设备起吊，保证了轨排起吊的平稳性，保证了施工安全。
23.3.本发明的车站结构及轨排施工方法，轨排井部包括外扩部和连接部，外扩部通过连接部过渡连接入外墙中，外墙不会产生形状突变，避免了外墙的应力集中，保证了外墙的安全性。
附图说明
24.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
25.图1为本发明实施例1整体结构俯视图；
26.图2为本发明实施例1吊装轨排时的图1中的a向截面示意图；
27.其中，1.外墙，2.顶板，3.底板，4.绳索，5.站厅层，6.站台层，7.吊装孔，8.封口梁，9.轨迹线，10.外扩部，11.连接部，12.吊车。
具体实施方式
28.实施例1
29.本实施例公开了一种无柱地铁车站结构，采用无柱车站的形式，包括平行设置的底板、顶板，底板和底板之间设置有外墙1，顶板2、底板3和外墙构成车站空间，所述顶板可采用平板结构也可采用弧形结构，所述顶板、底板和外墙构成的车站空间内部设置有中板，中板将车站空间分隔为上下设置的站厅层5和站台层6，所述中板上设置有电梯口等，所述底板、顶板、外墙及中板均采用浇注而成的钢筋混凝土结构，为了增强整个车站结构的强
度，所述顶板与外墙之间，中板与外墙之间还可以设置多个加强板，用于增加整个车站结构的整体强度，上述结构均采用现有的无柱车站的结构，其具体结构在此不进行详细叙述，本实施例针对无柱车站的轨排井部分进行改进，其余结构采用现有的无柱车站的结构。
30.本实施例中，外墙在轨排吊入的对应位置处外扩设置，即车站结构在轨排吊入的对应位置处的沿横向的宽度大于车站结构其他部分沿横向的宽度。相应的，所述顶板、底板和中板也需要在相应位置进行外扩，以满足将车站空间进行封闭的需求。
31.为了满足吊装孔的加工需求，两个外墙外扩部分之间的距离大于30m。
32.本实施例中，在顶板和中板上开设吊装孔7，形成轨排井，用于将轨排吊入车站空间内部。所述吊装孔处设置封堵结构进行封堵，所述封堵结构采用钢筋混凝土板。
33.所述吊装孔采用矩形孔，具有两个长边和两个短边，定义长边所在方向为吊装孔的长度方向，短边所在的方向为吊装孔的宽度方向。
34.所述吊装孔的长边垂直于外墙设置，短边沿车站的纵向设置，现有地铁用轨排的长度为25米，为了方便轨排从吊装孔中穿过，所述吊装孔的长度大于单个轨排的长度，本实施例中，所述吊装孔的长度为28m
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30m，优选的为28m，所述吊装孔的宽度大于单个轨排的宽度，所述吊装孔的宽度为5m
‑
5.5m，优选为5m。
35.为了使得两个外墙所受到的侧向水土压力均匀，所述吊装孔长边的中点位于车站的沿纵向的对称面上，使得吊装孔的两端距离外墙的距离相等。
36.因此本实施例中，所述吊装孔沿车站纵向的长度仅仅为5m，依靠外墙即可抵抗侧向水土压力，有效解决了无柱车站轨排井吊装孔影响结构受力的问题，而且与传统的做法相比，无需设置内墙扶壁体系或者围护结构，克服影响周边环境、结构复杂、施工难度大、废弃工程量大的缺点，且节省投资造价。适用于无柱地下车站轨排井施工，具有一定的社会经济效益。
37.为了进一步增加对侧向水土压力的抵抗能力，在吊装孔的四个边缘处设置封口梁8，顶板的封口梁埋入顶板的混凝土结构中，中板的封口梁埋入中板的混凝土结构中，施工时，可预先将封口梁与顶板及中板的钢筋结构焊接固定，然后进行混凝土浇注。
38.为了使得轨排通过吊装孔进入车站空间内部后，能够顺利转动，所述轨排井部的内侧面位于轨排绕绕自身中心位置转动时轨排端部的形成的轨迹线9外侧，即外墙的两个外扩部分之间具有能够使得轨排绕自身中心位置转动的空间，使得外墙不会妨碍轨排的转动。而且因为车站为无柱车站，车站内部也不存在妨碍轨排转动的结构。
39.本实施例中，所述吊装孔的两个短边的中点位于一个圆弧轨迹线上，所述轨排井部的内侧面位于该圆弧轨迹线的外侧。
40.所述轨排井部的截面可采用矩形或梯形，当采用矩形时，外墙存在90
°
转角，容易造成应力集中，从而存在一定安全隐患，为了防止外墙因为外扩而产生形状突变，造成应力集中，所述轨排井部处的外墙截面采用梯形，包括外扩部10及对称设置在外扩部两侧的连接部11，所述外扩部通过连接部与外墙的其他部分连接，所述外扩部与连接部呈设定的钝角设置，利用连接部进行过渡。吊装孔沿长度方向的轴线经过外扩部的中部位置。
41.实施例2：
42.本实施例公开了一种实施例1所述的一种无柱地铁车站结构的轨排施工方法，包括以下步骤：
43.利用起吊设备对轨排进行起吊，并将轨排吊运至吊装孔的正上方。
44.本实施例中，所述起吊设备采用吊车12，吊车设置在车站所在基坑的外部，能够沿基坑外部的路面行走，为了保证对轨排的吊运平稳性，采用两台吊车对轨排进行吊运，两台吊车的起吊钩分别通过绳索与轨排的端部连接，利用绳索4与轨排连接，方便对轨排进行转动和移动，轨排进行吊运时，应当使得两台吊车同步动作，尽量使得轨排保持水平状态。
45.两根伸缩与轨排的连接位置相对于轨排的中心位置对称设置，进一步增加了轨排吊运的平稳性。
46.轨排被吊运至吊装孔正上方后，吊车将轨排进行下放，轨排依次穿过顶板和中板的吊装孔后进入中板下方的站台层空间内。
47.轨排下放至设定高度后，站台层空间内的施工人员配合吊车，对轨排进行转动，由于车站内没有支撑柱结构，所以轨排可以绕自身的中心位置自由转动。
48.当轨排转动安装所需要的设定角度后，停止转动，然后站台层空间内的施工人员配合吊车的运动，将轨排移动至站台层空间一侧的铺轨车位置处，吊车将轨排下放至铺轨车上，然后松开吊车的绳索和轨排，铺轨车工作对轨道进行铺设。
49.由于吊装孔的长边垂直于车站的纵向设置，因此吊装孔为吊车与轨排之间的绳索沿车站横向的移动提供了空间，因此，可以利用吊车配合车站内的施工人员将轨排移动至铺轨车位置处。
50.车站内的轨排施工完成后，在吊装孔处施工钢筋结构，然后采用比顶板高一个标号的补偿收缩混凝土进行浇注，形成封堵结构，对吊装孔进行封堵，施工方法采用现有的轨排井吊装孔封堵施工方法即可，在此不进行详细叙述。
51.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。