【doc】广州地铁[客村站]二、三号线连接段结点转换体的结构设计与施工

【doc】广州地铁[客村站]二、三号线连接段结点转换体的结构设计与施工 广州地铁[客村站]二、三号线连接段结点转 换体的结构设计与施工 第26卷第3期 2004年9月 湘潭师范学院(自然科学版) JournalofXiangtanNormalUniversity(NaturalScienceEdition) Vo1.26NO.3 Sep.2004 广州地铁【客村站】二,三号线连接段结点转换体的结构设计与施工 罗凤霞 (广州市地下铁道总公司,广东广州510030) 摘要:论述了新建车站与已建车站节点受力转换体系的设计思路与施工方法. 关键词:车站;转换层;托换桩;托换柱;转换梁 中图分类号:U2文献标识码:A文章编号:1671—0231(2(X)4.)03一OO06—03 1工程概况 地铁三号线【客村站】位于新市头路与新港中路交汇处,与原二号线【客村站】呈十字交叉.三号线车 站为明暗挖相结合的四层岛式车站.明挖结构顶板埋深约3.2m,底板埋深27.3m,底板支撑于中风化砂 砾岩,局部为强风化砂砾岩.车站主体结构采用四层三跨箱形框架结构.二号线【客村站】主体结构为二 层三跨框架结构,顶板覆土厚3.0m,目前已经施工完成并已投入运营.车站设计时已在二号线车站底板 以下设有二,三号线转换平台,转换层底板埋深约20m.因此在满足二号线车站使用与运营的功能前提 下,如何安全有效地进行二,三号线的结点段受力转换体系的施工,是三号线【客村站】节点连接处理必须 解决的问. 2节点转换体的结构设计 节点转换体设计关键是要将节点处二号线立柱荷载成功的转换到三号线立柱上去.考虑沿二号线纵 向设置转换大梁,将二号线被转换柱包裹在大梁内,转换大梁支撑在节点处三号线立柱上.转换大梁与三 号线立柱组成一个"n"型的刚架(见图1). 图1转换体平面结构布置示意 经计算,以及综合建筑方面要求,转换大梁截面尺寸为6×h=1200mmx3200mm,二号线被转换柱 要包裹在转换大梁内,通过齿槽与植筋等措施加强与转换体的连接,所以转换大梁在二号线被转换柱处截 面尺寸为6×h=1400mmx3200mm,立柱采用1500mn1人工挖孔灌注桩(桩底扩大头直径为3000 6 收稿日期:2004—05—08 作者简介:罗风霞(1966一),女,工程师,研究方向:土木工程的设计与工程管理 舢)桩基,立柱为6×h:IO0o舢×IO0omm的型钢柱,立柱与后期施工的梁板钢筋采用预埋钢板焊接. 3节点转换体的施工 3.1施工工序 工序一:按图I位置在二号线底板与转换层底板之间架 设型钢临时支撑,并在转换层底板上打降水孔降水,然后在三 号线柱位处分期进行cDI500人工挖孑L桩施工(人工挖孔桩分 两期施工,对角成孔,在转换层底板与纵梁范围内,凿成I200 X2600的方孔,在转换层底纵梁底部附近扩大为cDI500的圆 孔向下开挖),挖孔桩施工完成后施工三号线型钢砼柱直至地 下三层中板底面(见图2); 工序二:所有型钢砼柱施工完成达到强度后拆除二号线 方向的二号线底板与转换层底板之间影响转换大梁施工的柱 间临时型钢支撑,施工转换梁; 工序三:转换梁施工完成达到强度后,对转换梁与二号线 底板间缝隙进行注环氧树脂施工;浆液干燥后,拆除所有的临 时支撑;凿除转换梁与立柱范围内原转换层底板与底纵梁(范 围为8mxIIm); 工序四:在两柱之间架设水平钢支撑,然后凿除转换梁下 二号线立柱完成力的转换. 3.2主要的施工方法 二线底纵粱 二线底饭 巡nU'钾 :『闩f|{}21:X的i.- j屯地F一 线 I转换赶板 I '.'.—'一一一'.… I}々换I(,纵桨 I('钠fI - 线娃板(木施l 技I纵( 【l,I)f人I.花 {''《 图2转换体立面结构图 施工前对被托换柱进行支撑加固:根据计算得知,在转换体施工时,二号线底板与 顶板得变形不同,为 保证二号线车站的结构安全,在施工前,必须对被托换柱进行支撑加固.每条被托换柱采用4条钢支撑加 固,每根钢支撑采用2I36工字钢进行组合,在转换体施工全过程,根据施工监测对钢支撑施加预应力,使 钢支撑顶部紧贴二号线底板. 托换桩位砼的凿除:托换桩位于被拖换柱与三号线【客村站】中轴线的内侧,砼凿除平面尺寸为I.2m x3.2m,最厚处为2.6m,且钢筋粗,密;为了确保砼破除时不影响原主体结构,经过认真,排除采用物 理控制爆破的,而选择人工凿除方式.施工时先凿除纵梁两侧底板钢筋砼,再分层将两侧底板下的岩 层下挖I.4m,每次分层厚度不大于0.5m,并按挖孑L桩要求施工护壁,最后侧向凿除主纵梁. 托换柱模板,型钢柱及钢筋笼安装:挖孔桩为O1.5m,而托换柱截面为I.0mxI.0?n,考虑施工现场 实际情况,托换柱模板分两种方式:由于转换层2.6m以下按1.5m挖孔桩进行施工,所以很难在挖孔桩 内进行支立和固定,便采用C15砼进行填充托换柱与孑L桩间空隙,形成侧模,在其表面涂抹隔离剂,使托换 柱砼与侧模能有效隔离,便于以后侧模砼的凿除;转换层纵梁底部2.6m以上模板采用竹胶板,外加木枋 及水平支撑进行加固. 型钢柱为2I50组合工字钢,长9.18m,而转换层净高仅为4.1m,所以钢柱与钢筋笼分二节进行安 装.第一节长度为5.5m(型钢焊接位于转换层面以下2.6m处),第二节长度为3.68?11,施工时,先进行孔 内绑扎钢筋笼,然后对型钢柱进行就位.为确保型钢柱就位准确,考虑型钢柱设计要求进入孔桩1.0m, 所以浇注挖孔桩砼前,先在桩芯型钢柱位处预埋箱体,这样便可保证钢柱就位的准 确性. 4监控量测 数据的,科学的指导现场信息化施工,有利于及时采取应急措施,是确保施工安全的根本保证. 4.1变形观测 在节点转换体施工期间,在被托换柱,转换层底板,周边侧墙,二号线站台层等重点位置布置有沉降监 测点,主要对结构沉降变形方面进行监控量测,对于每次的监测数据进行计算,分析结构变形趋势,根据分 析结果确定是否需要对钢支撑补加预应力和节点转换施工的安全性.检测频率:底板砼凿除及挖孑L桩施 7 工期间每天一次,转换梁施工完成达到一定强度后,每星期观测一次.变形观测统计见表l. 表1变形观测统计表 4.2观测结果分析 (1)变形监测从2002年l1月23日开始(转换体正式施工日期)至2003年3月15日被托换柱被截断 止,累计最大变形量与计算基本相符;(2)因在转换体施工时,二号线车站正进行紧张的机电安装与装修, 无法在站厅与大部分站台层布点监测;又因车站地表是繁忙的新港中路,所布监测点起伏较大,没有参考 意义;(3)2003年3月5日,15Et对二号线原四根被托换柱进行凿断工作,期间站台层下沉量监测值在 ?l右浮动,可认为是测量误差,同时从监测数据可以得出结论:已完成力的转换;(4)从累计变形量 可以看出,在节点转换施工过程中,二号线站台层的变形量是很小的,最大下沉量4mm,在预控范围内. 从而可以得出结论:节点连接方案是可行的,在整个施工过程中二号线主体结构是 安全的. 5结束语 (1)在节点连接(或者说在结构改造)设计与施工过程中,一个非常重要的环节就是 要对原有结构受 力,变形进行分析,必须对其安全性进行全面评价,保证原有结构的安全使用.(2)在 连接处理过程中,施 工工序要非常明确,它是完成结构处理的最可靠的途径.(3)监控量测是对节点连 接施工安全性检测的主 要手段,为施工的正常进行提供了数据的,科学的保证,作为信息化指导现场施工 的有力依据,确保了原结 构物和施工的安全.(4)本次车站转换层的顺利施工,为新建车站与已建车站相互 连接,托换等类似情况 积累了宝贵的,提供了一个范例和一种新的方法. 参考文献: [1]夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册[M],北京:中国建筑工业出版社,1999 [2]地下铁道设计[S].GB50157—92. [3]混凝土结构设计规范[S].GB50010—2002. [4]建筑地基基础设计规范[S].GBS0(D7—2002. Thestructuredesignandconstructionoftheconverting objectsattheconnectionpointoftheLine2ndandLine 3rdfortheKeCunStationinGuangzhouSubway LUOFeng—xia (Guangzh0~1SubwayRailwayCon~y,Guangzhou510030,China) Abstract:Thisthesisanalyzeandintroducethedesignclueandconstructionwaysandtheinsp ectionmeadsof theconvertingsystemattheconnectionpointaboutthepressingforthenewstation. Keywords:station;convertinglayor;exchangestake;exchangepillar;convertingbeam 8