地铁车站结构设计初探

    摘要：本文对明挖地铁车站结构设计计算模型和设计中易忽略的问题进行了分析总结，
对类似工程设计有一定的借鉴作用，以确保地铁车站结构设计的安全、经济、合理。

 

　　关键词：地铁车站；明挖法；结构设计

 

　　引言：改革开放以来中国经济飞速发展，特别是近年来，城市化不断深入，随着城市
人口的增加，地铁交通已渐渐成为人们出行的重要方式。地铁施工过程中明挖法凭借着其简
单、快速、安全、经济等众多优势获得广泛应用，地铁车站结构设计中明挖法的使用成为一个
重要而热门的课题。

 

　　

1.结构设计构成 

　　明挖法地铁车站结构设计主要分为

2 部分：围护结构设计和主体结构设计。 

　　

1.1 围护结构设计包括地下围护墙（桩）和支撑体系的设计，保证基坑开挖的顺利进行。

 
　　

1.2 主体结构设计主要是对地下结构梁板柱等内部构件的设计，满足建筑的使用功能和

安全。

 

　　

2.围护结构设计 

　　

2.1 计算软件的选取 

　　地铁车站围护结构设计一般采用理正深基坑或者同济启明星支护分析软件进行计算，
支撑在计算中以铰支杆单元考虑。

 

　　

2.2 计算模式：围护结构计算模拟施工全过程，根据先开挖后支撑的实际情况，分各个

阶段进行计算。采用增量法计算连续墙各阶段的内力和位移，每阶段的内力或位移为前阶段
增量产生的所有内力或位移之和与本阶段增量产生的内力、位移分别叠加的值。

 

　　

2.3 荷载计算：施工期间的主动土压力，水土分算或合算应以渗透系数为判断依据。运

用朗金土压力公式进行计算分析，开挖面以下采用矩形分布。施工期间路面超载按

20kN/㎡

计。

 

　　

2.3.1 主要计算参数：土体计算指标参照岩土工程勘察详勘报告。 

　　

2.3.2 入土深度的确定 

　　围护墙（桩）的嵌固深度一般根据计算及工程经验最终确定，以广东地区为例：当基
坑底面位于强风化层时，围护墙（桩）的嵌固深度不小于

4.0m；位于中风化层时，不小于

2.5 米；位于微风化层时，不小于 1.5 米。 
　　

3.主体结构设计 

　　对于主体结构设计，目前普遍采用荷载

-结构模型：将车站主体结构模拟为一作用在弹

性地基上的空间箱体，然后在其周围和上下作用荷载，运用

SAP2000、MIDAS-GEN 等有限

元分析程序，将围护结构设计结果作为输入条件，考虑围护结构与主体结构的共同作用

.按

弹性地基上的框架模型，根据实际作用在结构上的荷载计算，分析主体结构的受力和变形
此模型不考虑结构的内力和变形对施工阶段的继承；车站标准段采用二维平面模型即可满
足设计精度要求，对空间作用明显部位（如盾构端头井、换乘节点等部位）应采用三维空间
模型进行模拟

.在结构的设计计算中，合理的设计方法应该考虑地基基础与上部结构的共同

作用。

 

　　结构计算时，地基基床系数按地质详勘报告中提供的参数进行取值