明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，包括：邊墻，設(shè)置在地下通道的兩側(cè)；頂梁，為弧形結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩側(cè)的邊墻支撐在地下通道的頂端，所述頂梁的跨度至少大于20米；頂板，為與所述頂梁對(duì)應(yīng)的弧形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述頂梁的上方，用于封閉所述地下通道的上部；預(yù)應(yīng)力索，設(shè)置在所述頂梁的下方，用于連接所述頂梁的兩個(gè)拱腳，以對(duì)所述拱腳施加一個(gè)水平拉力；中板梁，沿所述地下通道的軸向設(shè)置在所述地下通道的中部；底拱，鋪設(shè)在所述地下通道的底部。本發(fā)明中通過(guò)預(yù)應(yīng)力索可以實(shí)現(xiàn)頂梁和中拱梁超過(guò)20米的大跨度，提高了每層地鐵通道的高度，為行人提供了更寬敞的空間。
【專利說(shuō)明】
明挖法可修復(fù)H拱H索地鐵車站結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及地下工程的管廊建設(shè)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種利用明挖法建設(shè)大跨度可 修復(fù)拱形地鐵通道，同時(shí)可延長(zhǎng)使用年限的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 地鐵車站按照施工方法可分為明挖法、蓋挖法、暗挖法和盾構(gòu)法施工的車站結(jié)構(gòu)。
[0003] 現(xiàn)有明挖法設(shè)計(jì)的地鐵車站通用的框架結(jié)構(gòu)，其頂梁一般采用正常平梁、板的結(jié) 構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)若想要形成無(wú)柱的大跨度，則對(duì)于22m跨的明挖法地下結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，即使在頂 梁內(nèi)部安裝應(yīng)力筋，其高度仍然超過(guò)1.8m相當(dāng)于占掉1/4的通道空間，并且自重較大，跨中 曉度如果較大則會(huì)產(chǎn)生裂縫，而且應(yīng)力筋隨時(shí)間的增長(zhǎng)其強(qiáng)度損失會(huì)加大，無(wú)法保證結(jié)構(gòu) 的持續(xù)安全性，因此，現(xiàn)有地鐵通道的建筑結(jié)構(gòu)，沒(méi)有最大限度發(fā)揮混凝±的抗壓性能，而 且施工工期長(zhǎng)、工序復(fù)雜，建好后的通道在視覺(jué)上也給人W壓抑的感覺(jué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于大跨度地鐵明挖地鐵車站使用的可修復(fù)拱式結(jié) 構(gòu)。
[0005] 特別地，本發(fā)明提供明挖法可修復(fù)=拱=索地鐵車站結(jié)構(gòu)，包括：
[0006] 邊墻，設(shè)置在地下通道的兩側(cè)；
[0007] 頂梁，為弧形結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩側(cè)的邊墻支撐在地下通道的頂端，所述頂梁的跨度至少 大于20米；
[0008] 頂板，為與所述頂梁對(duì)應(yīng)的弧形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述頂梁的上方，用于封閉所述地下 通道的上部；
[0009] 中板梁，沿所述地下通道的軸向設(shè)置在所述地下通道的中部，包括位于上部供人 行走的中平板，和位于下部用于支撐所述中平板的中拱梁，所述中拱梁的跨度至少大于20 米，所述中板梁有兩層并將所述地下通道橫向間隔成獨(dú)立供人行走的二層通道；
[0010] 預(yù)應(yīng)力索，分別設(shè)置在所述頂梁和所述中拱梁的下方，用于連接所述頂梁和所述 中拱梁的兩個(gè)拱腳，W對(duì)相對(duì)的兩個(gè)所述拱腳施加一個(gè)水平拉力；
[0011] 底拱，鋪設(shè)在所述地下通道的底部，所述底拱的截面為弧形結(jié)構(gòu)，且所述底拱的頂 部朝向地面一側(cè)，彎曲方向朝向所述中板梁，在所述底拱的彎曲面設(shè)置有連接兩端側(cè)邊的 拉索，在所述拉索的上方鋪設(shè)有底板。
[0012] 進(jìn)一步地，在所述頂梁、所述中拱梁和/或所述底拱的兩端內(nèi)預(yù)埋有錯(cuò)錠，所述錯(cuò) 錠為錐形體，在錯(cuò)錠上設(shè)置有由錐尖垂直穿過(guò)錐底的貫穿孔，同一所述頂梁、所述中拱梁或 所述底拱兩側(cè)的所述錯(cuò)錠的錐尖一端相對(duì);所述預(yù)應(yīng)力索或所述拉索的兩端分別穿過(guò)所述 錯(cuò)錠上的貫穿孔后固定。
[0013] 進(jìn)一步地，在所述錯(cuò)錠的錯(cuò)底一面設(shè)置有提高所述預(yù)應(yīng)力索或所述拉索受力強(qiáng)度 的承壓板。
[0014] 進(jìn)一步地，所述頂梁和所述中拱梁分別有多個(gè)且間隔分布，相鄰所述頂梁和所述 中拱梁之間的距離小于3米。
[0015] 進(jìn)一步地，所述頂梁和/或所述中拱梁與所述邊墻為一體式現(xiàn)誘構(gòu)成或分開(kāi)誘筑 構(gòu)成；固定同一所述頂梁或所述中拱梁的所述預(yù)應(yīng)力索設(shè)置有1~2道，固定同一所述底拱 上的所述拉索設(shè)置有1~2道。
[0016] 進(jìn)一步地，在所述底拱的徑向兩側(cè)設(shè)置有安裝維護(hù)所述拉索的維護(hù)通道。
[0017] 進(jìn)一步地，在所述拱腳內(nèi)固定所述預(yù)應(yīng)力索的貫穿孔周邊，設(shè)置有安裝備用預(yù)應(yīng) 力索的備用孔，所述備用孔設(shè)置有1~3個(gè)且圍繞所述貫穿孔對(duì)稱分布。
[0018] 進(jìn)一步地，在所述中板梁與所述底拱形成的通道中，間隔地設(shè)置有支撐所述中拱 梁的支撐柱。
[0019] 進(jìn)一步地，所述預(yù)應(yīng)力索的拉力采用下式計(jì)算：
[0020]
[0021] 其中，T為預(yù)應(yīng)力索的拉力，q為頂梁的荷載設(shè)計(jì)值，i為跨度，f為失高，E、I為頂梁 的彈模和截面慣性矩，Ei、Ii為預(yù)應(yīng)力索的彈模和截面慣性矩。
[0022] 進(jìn)一步地，所述頂梁的彎矩采用下式計(jì)算：
[0023]
[0024]
[00 巧]o《〇.8ft
[0026] 其中，M為頂梁的拱頂彎矩計(jì)算值，W為頂梁截面抵抗矩，b為頂梁高度的一半，ft為 混凝±抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，0.8為折減系數(shù)，0為頂梁上邊緣混凝±拉應(yīng)力。
[0027] 本發(fā)明中，頂梁可W承受外載荷與自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力，而預(yù)應(yīng)力索通過(guò)施加拉應(yīng) 力，則進(jìn)一步使頂梁失高變大，充分發(fā)揮了混凝±材料受壓的特點(diǎn)。而且通過(guò)預(yù)應(yīng)力索可W 實(shí)現(xiàn)頂梁和中拱梁超過(guò)20米的大跨度，提高了每層地鐵通道的高度，為行人提供了更寬敞 的空間。本發(fā)明的聯(lián)合結(jié)構(gòu)受力明確合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可充分發(fā)揮拱、索兩種結(jié)構(gòu)的抗力特 點(diǎn)，在降低梁高的情況下，同時(shí)減輕自重，完全避免平梁、板的結(jié)構(gòu)在彎矩過(guò)大時(shí)，所造成的 梁的下緣混凝±拉裂和上緣壓碎的現(xiàn)象。此外，本發(fā)明通過(guò)備用孔還可實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力索的修 復(fù)，大大提高地鐵通道的使用年限。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的明挖法可修復(fù)地鐵車站結(jié)構(gòu)的徑向截面示意圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的底拱采用弧形鋼筋籠的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中錯(cuò)錠的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖4是圖1所示頂梁間隔排列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中備用預(yù)應(yīng)力索的安裝位置示意圖；
[0033] 圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中備用預(yù)應(yīng)力索的另一安裝位置示意圖；
[0034] 圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中備用預(yù)應(yīng)力索的再一安裝位置示意圖；
[0035] 圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中備用預(yù)應(yīng)力索的又一安裝位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 如圖1所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的明挖法可修復(fù)地鐵車站結(jié)構(gòu)一般性地包括，設(shè)置 在地下通道內(nèi)用于支撐防止側(cè)壁±石塌陷的邊墻30,設(shè)置在地下通道的最頂端W承接上方 荷載的頂板10,通過(guò)兩側(cè)的邊墻30支撐在頂板10下方的頂梁20,和設(shè)置在頂梁20的下方用 于和邊墻30連接的拱腳21，沿地下通道的軸向設(shè)置的中板梁50,和支撐整個(gè)地下通道的底 拱40, W對(duì)頂梁20和中板梁50施加一個(gè)水平拉力的預(yù)應(yīng)力索22。
[0037] 該中板梁50可W將地下通道在橫向上間隔成多個(gè)獨(dú)立的通道，使一個(gè)地下通道形 成多個(gè)獨(dú)立的供人行走的子通道;在本實(shí)施例中，該中板梁50將地下通道由上至下間隔成 二層獨(dú)立通道。具體的中板梁50包括位于上部供人行走的中平板51，和位于下部用于支撐 中平板51的中拱梁52,該中拱梁52間隔地設(shè)置在中平板51的下方，并沿徑向?qū)χ衅桨?1形 成支撐。
[0038] 中拱梁52所受的活荷載和自重，是通過(guò)中平板51傳給中拱梁52的，使中拱梁52在 軸向上承受的應(yīng)力基本上都是壓應(yīng)力，即使有拉應(yīng)力，也很小，其值比混凝±的抗拉強(qiáng)度要 小一個(gè)量級(jí)，從而可充分發(fā)揮混凝±的抗壓性能。預(yù)應(yīng)力索22的兩端固定在中拱梁52的兩 端拱腳處，利用拉應(yīng)力分擔(dān)中平板51施加到中拱梁52上的壓應(yīng)力。更進(jìn)一步地，在中平板51 與底拱40形成的通道中，還可W間隔地設(shè)置支撐中拱梁52的支撐柱53。支撐柱53可W克服 中平板51自身的沉降，支撐柱53的設(shè)置方式，可W根據(jù)中拱梁52的數(shù)量，在一列上間隔設(shè) 置。一般是間隔5~10米設(shè)置一根支撐柱53。
[0039] 該底拱40位于地下通道的底部，用于為上方的邊墻30等部件提供支撐基礎(chǔ)，同時(shí) 也可W作為人行通道或地鐵通道的路面。
[0040] 底拱40的截面可W為弧形結(jié)構(gòu)，且底拱40的頂部朝向地面一側(cè)，而彎曲方向朝向 中板梁50,在底拱40的彎曲面設(shè)置有連接兩端側(cè)邊的拉索41，在拉索41的上方鋪設(shè)有底板 42。通過(guò)反拱的結(jié)構(gòu)，可W使底拱40提高抵抗地面產(chǎn)生的向上的壓應(yīng)力的效果，利用拉索41 可W使底板42施加到底拱40上的作用力傳遞到拱頂，進(jìn)而與地面的壓應(yīng)力抵消。底板42鋪 設(shè)在底拱40的拉索41上方并不影響拉索41發(fā)揮作用，具體底板42兩端的鋪設(shè)位置可W是底 拱40兩個(gè)朝上的端面，也可W是直接鋪設(shè)在底拱40的彎曲面內(nèi)。進(jìn)一步地，還可W在底拱40 內(nèi)間隔設(shè)置支撐底板42的支柱。為方便更換和安裝拉索41，可W在底拱40的徑向兩側(cè)邊設(shè) 置相應(yīng)的維護(hù)通道43。
[0041] 進(jìn)一步地，如圖2所示，在其它的實(shí)施例中，該底拱40的截面也可W為矩形，在底拱 40內(nèi)作為骨架的鋼筋籠43為向地下方向彎曲的弧形結(jié)構(gòu)。由于地面會(huì)向底拱40施加一個(gè)向 上的壓應(yīng)力，該壓應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致平板形狀的底拱40產(chǎn)生一個(gè)向上的彎距，進(jìn)而使底拱40的上 表面開(kāi)裂。如果直接采用向地下彎曲的底拱40,則需要將地面挖掘出相應(yīng)的形狀，會(huì)增加大 量的工作量。本實(shí)施例中，底拱40還是采用平板結(jié)構(gòu)，但是內(nèi)部的鋼筋籠43采用弧形結(jié)構(gòu)， 向下彎曲的鋼筋籠43即可抵消地面對(duì)底拱40產(chǎn)生的壓應(yīng)力，從而消除底拱40所受到的彎距 影響，延長(zhǎng)底板40的使用壽命。
[0042] 本實(shí)施例的方案能夠降低地下通道的梁高，減輕自重，預(yù)應(yīng)力索22可使頂梁20和 中板梁50的失高變大，同時(shí)實(shí)現(xiàn)超過(guò)20米跨度的拱結(jié)構(gòu)，完全發(fā)揮了混凝±的受壓性能，可 承擔(dān)更大的壓力，避免了現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)采用平梁結(jié)構(gòu)在彎矩過(guò)大時(shí)，所造成平梁的下緣混 凝±拉裂或上緣壓碎的現(xiàn)象。
[0043] 本實(shí)施例采用預(yù)應(yīng)力索+拱梁的聯(lián)合結(jié)構(gòu)，充分利用混凝±受壓與預(yù)應(yīng)力索22受 拉的材料特點(diǎn)，由頂梁20和中拱梁52分別通過(guò)頂板10和中平板51承受外力及混凝±自重， 頂梁20和中拱梁52通過(guò)頂板10和中平板51來(lái)調(diào)節(jié)承受的內(nèi)力，使頂梁20和中拱梁52基本上 只受壓應(yīng)力，既使有拉應(yīng)力也很小，完全滿足混凝±抗拉強(qiáng)度的要求，而結(jié)構(gòu)中外載產(chǎn)生的 拉應(yīng)力完全由預(yù)應(yīng)力索22來(lái)承受。
[0044] 針對(duì)不同的施工空間條件與有關(guān)要求，采用明確的計(jì)算方法，可W設(shè)計(jì)出頂梁20 合理的拱高及與預(yù)應(yīng)力索22配置的最優(yōu)方案。本實(shí)施例能夠提高地鐵通道占地面積的利用 率、提供更大的空間和舒適度、降低造價(jià)、縮短施工工期，實(shí)現(xiàn)大跨度等要求。
[0045] 本實(shí)施例中的預(yù)應(yīng)力索22可W采用鋼絞線、高強(qiáng)度鋼材和非金屬材料構(gòu)成。此外， 頂梁20、中拱梁52與預(yù)應(yīng)力索22之間的空間還可W用于安裝輕型設(shè)備，如管路線路等，W充 分利用拱結(jié)構(gòu)上部的空間。
[0046] 如圖3所示，進(jìn)一步地，為提高頂梁20、中拱梁52和底拱40的受拉強(qiáng)度，在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例中，在固定預(yù)應(yīng)力索22的拱腳21內(nèi)預(yù)埋錐形的錯(cuò)錠60,該錯(cuò)錠60上設(shè)置有由錐 尖垂直穿過(guò)錐底的貫穿孔61，同一頂梁20、中拱梁52或底拱40兩側(cè)的邊墻30上相對(duì)的兩個(gè) 錯(cuò)錠60的錐尖一端相對(duì)。預(yù)應(yīng)力索22穿過(guò)錯(cuò)錠60上的貫穿孔61后，再由兩側(cè)的邊墻30外側(cè) 面露出，然后利用鎖定件62固定在邊墻30的外側(cè)面。具體預(yù)應(yīng)力索22安裝位置可W與頂梁 20、中拱梁52的中屯、軸線位置對(duì)應(yīng)。此外，為提高預(yù)應(yīng)力索22的固定強(qiáng)度，可W在邊墻30的 外側(cè)面的預(yù)應(yīng)力索22穿過(guò)處，設(shè)置提高受力面積的承壓板56。承壓板56上可W設(shè)置與貫穿 孔61對(duì)應(yīng)的固定孔，預(yù)應(yīng)力索22同時(shí)穿過(guò)邊墻30的貫穿孔61和承壓板56的固定孔，再利用 鎖定件62進(jìn)行鎖定。為提高頂梁20或中拱梁52的強(qiáng)度，該頂梁20或中拱梁52可W與邊墻30 可W是一體式現(xiàn)誘構(gòu)成。也可W采用分開(kāi)誘筑結(jié)構(gòu)。具體預(yù)應(yīng)力索22的數(shù)量可W根據(jù)頂梁 20或中拱梁52的跨度及承重情況設(shè)置1~2道。同樣，底拱40上的拉索41也可W設(shè)置1~2道。
[0047] 如圖4所示，進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為均勻分擔(dān)頂板10所受的壓力， 該頂梁20可W設(shè)置多個(gè)，且各頂梁20間隔地分布在地下通道的頂部，相鄰頂梁20之間的距 離至少為3米。同樣，該中拱梁52也可W采用同樣的結(jié)構(gòu)，且中拱梁52的位置與頂梁20的位 置對(duì)應(yīng)。
[0048] 如圖5-8所示，進(jìn)一步地，當(dāng)預(yù)應(yīng)力索22在使用一段年限后，其材料會(huì)老化或達(dá)不 到預(yù)定強(qiáng)度。為既能及時(shí)更換預(yù)應(yīng)力索22又不影響此處的受力結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例中，可W在頂梁20、中拱梁52或底供40的固定預(yù)應(yīng)力索22的貫穿孔61周邊，設(shè)置安裝備用 預(yù)應(yīng)力索的備用孔57,該備用孔57可W設(shè)置1~3個(gè)且圍繞貫穿孔61對(duì)稱分布。當(dāng)預(yù)應(yīng)力索 22需要更換時(shí)，可W利用備用孔57先安裝備用預(yù)應(yīng)力索，W將頂梁20施加的拉力轉(zhuǎn)移到備 用預(yù)應(yīng)力索上，然后對(duì)此處的預(yù)應(yīng)力索22進(jìn)行更換，更換完畢后，再卸下備用預(yù)應(yīng)力索。本 實(shí)施例對(duì)地鐵通道的可修復(fù)性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，能夠在預(yù)應(yīng)力索22有損傷或者應(yīng)力損失過(guò)大而不 滿足要求時(shí)，立即啟用備用預(yù)應(yīng)力索。由于地下結(jié)構(gòu)是百年工程，需要充分考慮在應(yīng)力損失 較大時(shí)，和遇到突發(fā)特殊荷載作用下，本結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的快速換索進(jìn)行修復(fù)，使地鐵車 站結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)維持最佳狀態(tài)，此外，本實(shí)施例的修復(fù)可W是在地鐵車站正常運(yùn)營(yíng)的情況 下進(jìn)行的，完全不耽誤地鐵的正常運(yùn)行。此處，底拱40上拉索41的更換可W采用同樣的方 式，運(yùn)里不再重復(fù)。
[0049] 具體地備用孔57的設(shè)置方式，可W是如圖5所示，上方兩個(gè)貫穿孔61安裝兩條正常 使用的預(yù)應(yīng)力索22,而下方的兩個(gè)為備用孔57,用于在上方的預(yù)應(yīng)力索22出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，安裝 臨時(shí)的備用預(yù)應(yīng)力索。圖6為僅安裝一條預(yù)應(yīng)力索22的結(jié)構(gòu)，上方為固定預(yù)應(yīng)力索22的貫穿 孔61，而下方兩個(gè)則為備用孔57。圖7為安裝一條預(yù)應(yīng)力索22的結(jié)構(gòu)兩個(gè)備用孔57對(duì)稱地分 布在該貫穿孔61的左右兩側(cè)。而圖8同樣為僅安裝一條預(yù)應(yīng)力索22的結(jié)構(gòu)，此處備用預(yù)應(yīng)力 索也可W僅設(shè)置一個(gè)，所W備用孔57只設(shè)置一個(gè)。另外，備用孔57的設(shè)置位置可W避開(kāi)錯(cuò)錠 60的位置。
[0050] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，地鐵車站聯(lián)合結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)體-圍巖的計(jì)算分析，可 W采用有限元程序進(jìn)行計(jì)算分析，同時(shí)也采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化原理，進(jìn)行解析計(jì)算，得到預(yù)應(yīng)力索 22的內(nèi)力、頂梁20內(nèi)力與頂梁20高度的關(guān)系。
[0化1] 該預(yù)應(yīng)力索2的搶力可W采用下式計(jì)算：
[0化2]
[0053] 其中，T為預(yù)應(yīng)力索22的拉力，q為頂梁的荷載設(shè)計(jì)值，i為頂梁的跨度，f為失高，E、 I為頂梁的彈模和截面慣性矩，Ei、Ii為預(yù)應(yīng)力索22的彈模和截面慣性矩。
[0054] 通過(guò)上述參數(shù)即可W確認(rèn)當(dāng)前地下通道所使用的預(yù)應(yīng)力索22是否滿足安裝條件。
[0055] 進(jìn)一步地，在采用前述預(yù)應(yīng)力索22的條件下，該頂梁20的彎矩可W采用下式計(jì)算：
[0化6]
[0化7]
[0化引 o《0.8ft
[0059] 其中，M為頂梁20的拱頂彎矩計(jì)算值，W為頂梁截面抵抗矩，b為頂梁高度的一半，ft 為混凝±抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，0.8為折減系數(shù)，0為頂梁上邊緣混凝±拉應(yīng)力。
[0060] 通過(guò)上述公式，利用地下通道已知的各種參數(shù)，即可得到頂梁20的失高及承壓情 況。
[0061] 同樣，中拱梁52和底拱40的計(jì)算也可W參考上述計(jì)算方式。
[0062] 至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示 例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接 確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn) 定為覆蓋了所有運(yùn)些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括： 邊墻，設(shè)置在地下通道的兩側(cè)； 頂梁，為弧形結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩側(cè)的邊墻支撐在地下通道的頂端，所述頂梁的跨度至少大于 20米； 頂板，為與所述頂梁對(duì)應(yīng)的弧形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述頂梁的上方，用于封閉所述地下通道 的上部； 中板梁，沿所述地下通道的軸向設(shè)置在所述地下通道的中部，包括位于上部供人行走 的中平板，和位于下部用于支撐所述中平板的中拱梁，所述中拱梁的跨度至少大于20米，所 述中板梁有兩層并將所述地下通道橫向間隔成獨(dú)立供人行走的二層通道； 預(yù)應(yīng)力索，分別設(shè)置在所述頂梁和所述中拱梁的下方，用于連接所述頂梁和所述中拱 梁的兩個(gè)拱腳，以對(duì)相對(duì)的兩個(gè)所述拱腳施加一個(gè)水平拉力； 底拱，鋪設(shè)在所述地下通道的底部，所述底拱的截面為弧形結(jié)構(gòu)，且所述底拱的頂部朝 向地面一側(cè)，彎曲方向朝向所述中板梁，在所述底拱的彎曲面設(shè)置有連接兩端側(cè)邊的拉索， 在所述拉索的上方鋪設(shè)有底板。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在所述頂梁、所述中拱梁和/或所述底拱的兩端內(nèi)預(yù)埋有錨錠，所述錨錠為錐形體，在 錨錠上設(shè)置有由錐尖垂直穿過(guò)錐底的貫穿孔，同一所述頂梁、所述中拱梁或所述底拱兩側(cè) 的所述錨錠的錐尖一端相對(duì);所述預(yù)應(yīng)力索或所述拉索的兩端分別穿過(guò)所述錨錠上的貫穿 孔后固定。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在所述錨錠的錨底一面設(shè)置有提高所述預(yù)應(yīng)力索或所述拉索受力強(qiáng)度的承壓板。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述頂梁和所述中拱梁分別有多個(gè)且間隔分布，相鄰所述頂梁和所述中拱梁之間的距 離小于3米。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述頂梁和/或所述中拱梁與所述邊墻為一體式現(xiàn)澆構(gòu)成或分開(kāi)澆筑構(gòu)成；固定同一 所述頂梁或所述中拱梁的所述預(yù)應(yīng)力索設(shè)置有1~2道，固定同一所述底拱上的所述拉索設(shè) 置有1~2道。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在所述底拱的徑向兩側(cè)設(shè)置有安裝維護(hù)所述拉索的維護(hù)通道。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在所述拱腳內(nèi)固定所述預(yù)應(yīng)力索的貫穿孔周邊，設(shè)置有安裝備用預(yù)應(yīng)力索的備用孔， 所述備用孔設(shè)置有1~3個(gè)且圍繞所述貫穿孔對(duì)稱分布。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在所述中板梁與所述底拱形成的通道中，間隔地設(shè)置有支撐所述中拱梁的支撐柱。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述預(yù)應(yīng)力索的拉力采用下式計(jì)算：其中，T為預(yù)應(yīng)力索的拉力，q為頂梁的荷載設(shè)計(jì)值，i為跨度，f?為失高，E、I為頂梁的彈 模和截面慣性矩，Ei、h為預(yù)應(yīng)力索的彈模和截面慣性矩。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的明挖法可修復(fù)三拱三索地鐵車站結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述頂梁的彎矩采用下式計(jì)算：〇彡0.8ft 其中，M為頂梁的拱頂彎矩計(jì)算值，W為頂梁截面抵抗矩，b為頂梁高度的一半，ft為混凝 土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，0.8為折減系數(shù)，〇為頂梁上邊緣混凝土拉應(yīng)力。
【文檔編號(hào)】E02D29/00GK106049527SQ201610369800
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】孟達(dá), 王濤, 宮劍飛, 張寒
【申請(qǐng)人】中國(guó)建筑科學(xué)研究院