- •Ю.С.Фролов Проектирование станций метрополитена
- •Содержание
- •1. Состав и содержание проекта
- •Примерное содержание пояснительной записки
- •1. Исходные данные для проектирования.
- •2. Исходные данные для проектирования
- •Анализ инженерно-геологических условий
- •4. Определение основных размеров станционного
- •Объемно - планировочное решение станционного комплекса
- •6. Проектирование конструкций станций
- •6.1 Общие требования к проекту
- •6.2. Материалы конструкций станций.
- •6.3. Конструкции станций, сооружаемых закрытым способом
- •6.4. Конструкции станций, сооружаемых открытым способом
- •Выбор и обоснование варианта конструктивного решения платформенного участка станции.
- •Оценка несущей способности станционных конструкций
- •7.1. Нагрузки и воздействия
- •7.2. Расчет конструкций станции.
2. Исходные данные для проектирования
Исходные данные для выполнения проекта приведены в задании.
• Район города, где расположена станция (периферийный или центральный) указан в задании для определения значений коэффициентов неравномерности распределения пассажиров по направлениям на линии и на платформе станции и увеличения поездок в часы «пик». В центральных районах города распределение пассажиров на платформе станции по направлениям относительно равномерно в течение суток. Но по мере удаления в периферийные районы картина может резко изменится. Так, например, в утренние часы число пассажиров на платформе в направлении от периферийных (спальных районов) к центральной части города будет значительно превышать число пассажиров, едущих в обратном направлении. И наоборот, в вечерние часы на платформу обратного направления будет прибывать большее количество пассажиров. Очевидно, что в часы «пик» число пассажиров, на платформах станций в центральных районах увеличится в меньшей степени, чем в периферийных. Такая ситуация учитывается в расчетах геометрических параметров станционного комплекса соответствующими коэффициентами.
• Перспективный часовой поток (при движении в обе стороны) Пч (пасс/ч) – это число пассажиров следующих через сечение магистрали в единицу времени, т.е. - спрос на перевозки, определенный путем статистической обработки данных, полученных по результатам обследования пассажиропотоков на наземном транспорте в направлении будущей линии метрополитена с учетом его возрастания через 25 лет. Для удовлетворения спроса на перевозки устанавливается необходимая провозная способность линии метрополитена, т.е. минимальное число вагонов в составе поезда при заданной интенсивности движения поездов. Отсюда определяется длина посадочной платформы на станции ([1].стр. 46, стр. 162).
• Перспективный часовой пассажирооборот на станции Ач (пасс/ч) – максимально возможное (через 25 лет с момента обследования) количество пассажиров, которых необходимо разместить на платформах (или платформе) станции. При заданной норме минимальной площади платформы на одного пассажира определяется необходимая площадь посадочной платформы станции, а при известной длине платформы легко определить ее ширину ([1].стр. 48, стр. 162)..
• Инженерно-геологические условия строительства станционного комплекса указаны в задании номером варианта геологических колонок, приведенных на рисунке 3.1. Предполагается, что станция расположена в равнинном рельефе местности в грунтах, имеющих горизонтальное залегание по всей длине станционного комплекса. На колонках указана толщина пластов и отметка уровня грунтовых вод. Варианты колонок с 1 по 4 соответствуют заданию на проектирование станции, расположенной на линии глубокого заложения (сооружаемой закрытым способом), варианты колонок 5, 6 и 7 – на проектирование станции, расположенной на линии мелкого заложения (сооружаемой открытым способом).
Анализ инженерно-геологических условий
И ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ СТАНЦИИ
Инженерно-геологические данные являются основой для разработки технически правильных и экономически целесообразных решений при проектировании станций метрополитенов. На основании этих материалов выбираются: глубина заложения станции, материал и конструктивные типы станции, способы гидроизоляции. Поэтому в соответствующем разделе пояснительной записки, помимо геологической колонки (варианты приведены на рис.3.1.), иллюстрирующей мощность и литологический состав грунтов, необходимо привести их основные физико-механические характеристики (коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову, угол внутреннего трения, степень трещиноватости, коэффициенты упругого отпора, модуль общей деформации, пористость, объемную массу), а также отметить гидрогеологические особенности грунтового массива.
Рис.3.1. Варианты инженерно-геологических условий
к заданию на проектирование
На геологическом разрезе необходимо указать отметки верха и низа конструкции станции в ее поперечном сечении по платформенному участку.
При назначении глубины заложения станции следует дать краткое обоснование принятого решения, ограничиваясь на этом этапе качественной оценкой лишь основных натуральных показателей: устойчивость выработок и вопросы их крепления, вид материалов конструкции, удобство связи с поверхностью, возможность механизации проходческих работ, сохранность исторических и архитектурных памятников и зданий, защита от шума и вибрации и т. п.
При проектировании станций, сооружаемых закрытым способом, должны быть учтены следующие положения.
• Минимальная глубина заложения станции сокращает длину эскалаторного тоннеля или высоту лифтового подъема.
• Предпочтительно расположение станции в коренных устойчивых однородных грунтах.
• В неоднородных грунтах над станцией следует сохранить кровлю устойчивых грунтов, обеспечивающих ведение работ без применения сложных и дорогостоящих специальных способов.
В курсовом проекте значение толщины кровли устойчивых грунтов рекомендуется принимать ориентировочно в зависимости от характеристики коренных грунтов и пролета станционных выработок по табл.3.1.
Таблица 3.1
-
Конструктивный тип станции
Рекомендуемая толщина кровли устойчивых грунтов (м) при
f = 1-1,5
f = 2-3
f = 4-5
Пилонного типа
6 - 8
4-6
2-4
Колонного типа
8-10
6-8
4-6
Односводчатая
10-12
8-10
6-8
Заглубление станции в коренные устойчивые грунты с целью снижения нагрузок на конструкцию за счет образования самонесущего грунтового свода должно обосновываться проверкой применимости гипотезы М. М. Протодьяконова, исходя из условия: Н ≥ 2hсв , где Н- расстояние от шелыги свода станции до контакта со слабыми неустойчивыми грунтами или до поверхности земли (в однородных прочных грунтах),
hсв = Lсв / 2f - высота свода обрушения. Следует иметь в виду, что максимальная высота подъема эскалатора тяжелого типа составляет 60м.
При назначении глубины заложения станций, сооружаемых открытым способом, следует иметь в виду, что:
• верх конструкций наиболее высокой части сооружения (как правило, - это вестибюли) должен быть заглублен ниже сезонного промерзания грунтов, в противном случае требуется устройство теплоизоляции;
• расстояние от поверхности земли до верха конструкций над платформенной частью колонной станции должно быть не менее 2,5 м; над платформенной частью односводчатой станции, подземными вестибюлями и подуличными переходами— не менее суммарной толщины дорожного покрытия и теплоизоляционного слоя;
• слабые грунты в основании станции требуют устройства мощной железобетонной плиты, усиления опорных элементов колонн или обратного свода в односводчатых станциях;
• заглубление станции до более прочных грунтов в основании связано с увеличением объема земляных работ, осложняет крепление котлована, требует устройства эскалаторов (при высоте подъема более 3,5м).
Минимальная глубина заложения платформенного участка станции Нст определяется в два этапа (рис.3.2). Вначале находим отметку уровня головки рельсов в сечении по вестибюлю, как наиболее высокой части станционного комплекса:
Нугр = (h1+ h 2 + h 3),
Здесь h1 – глубина промерзания грунта ( в случае теплоизоляции покрытия вестибюля – толщина дорожного покрытия плюс толщина слоя теплоизоляции), h 2 – высота вестибюля с учетом толщины покрытия, h 3 – высота габарита приближения строений (Смс) с учетом толщины балок перекрытия и зазора ∆ между низом балок покрытия и габаритом (∆≈300мм).
Рис. 3.2. Схема к определению глубины заложения станций открытого способа работ: 1- вестибюль; 2 – платформенный участок.
Далее определяем отметку уровня посадочной платформы, которая превышает УГР на высоту h 4 = 1100мм: (Нупп = Нугр - h 4). Вычитая из этой отметки высоту станционного зала принятого конструктивного типа станции , найдем искомое значение глубины ее заложения Нст. Полученное значение Нст следует откорректировать в соответствии с инженерно-геологическими условиями. Например, если от основания станции до слоя более прочных грунтов остается расстояние менее 1м, резонно опустить основание конструкции на более прочные грунты.