武汉正华建筑设计有限公司， 湖北 武汉 430000
摘 要：在城市建设发展过程中，交通基础设施是城市建设和经济发展的重要基础和保障，交通基础设施的建设不仅进一步促进了城市的经济发展，而且为人们的日常出行提供了更为便利的条件。根据城市轨道交通的特点和作用，充分挖掘城市空间，需要进行科学合理的规划和设计，才能使城市轨道交通具备良好的运输能力。城市轨道交通作为重要的交通工具，如果在地震中遭受到严重破坏，将严重威胁人们的人身安全。因此，在设计初始，既要满足轨道交通的运行能力，又要使轨道交通具有良好的稳定性和安全性，在城市轨道交通建设过程中，有必要在设计中提高地铁车站结构的抗震能力，以保障乘客的生命和财产安全。抗震设计是满足地铁车站结构抗震能力的基础，地铁车站结构的施工是抗震设计的延续，是地铁车站结构具有较高抗震能力的保障。为了完成地铁车站结构抗震设计，需要探讨以下要求：（1）抗震设防类别；（2）抗震等级及烈度；（3）论证对象的判定；（4）抗震设防目标；（5）抗震论证方法。结合某城市地下车站抗震设计要求，进行了详细的分析和研究。
关键词：轨道交通工程；地下车站结构；抗震设计
1 抗震设防目标
1.1 抗震设防类别、烈度及等级
根据城市轨道交通震后可能产生的经济损失和后果，地下车站结构的抗震设防类别可分为三类:（1）特殊设防类；（2）重点设防类；（3）标准设防类。在上述地下结构功能分类中，通过计算平均日客流量确定地下车站结构类型。在《城市轨道交通结构抗震设计规范》中，对三类设防结构给出了明确的结构抗震设计要求和规则,同时在抗震设计中应严格执行抗震设计标准,在结构施工及竣工验收过程中,还需要检查施工的执行情况,并将检查数据和实际信息进行记录,并建立完善的数据管理体系。
1.2 论证对象的判定
随着城市轨道建设规模的增大和功能的更加完善,在目前的地铁车站结构的抗震设计中,一般地下车站项目的建筑面积均在10000多平方米以上,需要进行足够的抗震能力分析,以使地震结构符合抗震设计的内容标准。
1.3 抗震设防目标
根据地下车站结构抗震规范，在地下结构抗震设计和施工中，有必要对地下环境进行综合分析。
2 抗震设计论证方法
2.1 分析方法比选
随着中国城市不断的发展城市轨道交通工程建设,提高地铁车站的抗震能力刻不容缓。在当前地铁车站结构的抗震设计中,需要综合考虑项目的需求客流,地质环境条件和其他因素等,在设计和计算结构的抗震能力上,设计人员有如下方法计算可供选择：（1）地震系数法；（2）反应位移法；（3）反应加速度法；（4）时程分析法。在上面的抗震设计计算方法中,设计师需要综合考虑地铁车站客流压力,并根据地质构造,以使用简单和快速的抗震设计方法,使地震设计要求更加符合地下车站结构的使用标准。
2.2 车站响应位移法计算模型
根据城市交通工程的不同要求，在地铁车站结构抗震设计中，根据客流容量和地质环境的特点，采用反应位移法进行地震计算时，首先要分析研究三种力:（1）结构惯性力；（2）土层相对位移力；（3）结构周围剪力。在地铁车站结构振动过程中，上述三种力的产生会加速结构的破坏问题。同时，由于地下空间地质环境的破坏，地下车站将承受更多的荷载。
2.3 二维平面时程分析法
对于不同的地铁车站结构的抗震性能,根据二维平面模型,抗震设计的时程分析方法通常会增加地铁车站结构的抗震能力水平Ⅱ,同时增加了多种地震防护措施,防止地下土壤结构变化,地下车站结构具有良好的保护效果。同时，根据地震动力时程的特点，有必要对地下车站结构的地震问题进行综合分析，可以有效地减少对地下车站结构的进一步破坏。在二维平面模型的当前应用程序时程分析方法,分析了地铁车站结构在二维平面上,并生成的动态能量振动计算结构的边界,所以当土壤结构发生变化,根据结构的弹塑性能量,地铁车站结构具有保护作用。
3 典型车站抗震分析
3.1 工程概况
某地铁2号线某地下2层岛式车站，站台宽度11m，有效站台长度120m，两层两跨箱形框架结构，车站总长205.0m，标准段宽19.7m，共设有4个出入口和2组风亭，车站平面布置见图1。车站主体及附属均采用明挖顺作法施工，前后区间均采用盾构法施工。车站覆土厚约3.0m，主体围护结构采用800mm厚地下连续墙+内支撑型式，标准段挖深约17.2m，端头井挖深约为18.9m，顶板厚800mm、中板厚400mm、底板厚900mm(端头井底板厚1000mm)、标准段侧墙厚700mm、端头井侧墙厚800mm，内衬墙与地下连续墙之间设置全包防水层，组成复合墙结构。主体结构混凝土强度等级:结构底板、底板梁、外墙、顶板、顶板梁:C35防水混凝土，抗渗等级P8;内部墙体及梁:C35；柱:C45；楼梯梁、柱、板:C35。钢筋采用HPB300，HＲB400级钢筋。普通钢筋宜优先采用延性、韧性和焊接性较好的钢筋。钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3。且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。钢筋连接器采用Ⅰ级等强度直螺纹连接器，需满足JGJ107—2010钢筋机械连接技术规程的相关要求。预埋吊钩(环):HPB300级，严禁使用冷加工钢筋。
本车站主要结构设计使用年限为100年，车站结构的安全等级为一级，结构重要性系数γ0 =1.10。本车站抗震设防类别为重点设防类(乙类)，结构按照设防烈度7度进行抗震验算，结构抗震等级为三级，设计过程中对该车站主体结构进行了抗震专项论证，经采用反应位移法进行地震作用分析和结构强度、变形验算，本工程地下车站结构均满足抗震设防要求，且地震工况对构件截面尺寸和配筋不作控制，抗震设计的重点是加强抗震构造措施。(车站结构配筋为正常使用阶段裂缝宽度限制所控制)。
3.2 抗震等级的确定
车站结构的抗震构造处理措施具体由结构的抗震等级量化，不同抗震等级对应不同的抗震构造措施。根据《建筑抗震设计规范》《地铁设计规范》本车站结构抗震等级为三级，根据《城市轨道交通结构抗震设计规范》本车站结构抗震等级为二级。
结束语：
按照该工程进行的抗震设计标准，在进行抗震设计过程中，将以下几点作为总结经验，为今后的地下轨道交通建设提供参考价值：（1）在进行地下车站工程设计施工前期，要对工程地质环境进行充分的研究，将多种资料和信息作为抗震设计参考内容，从而对抗震设计具有的作用进行分析，减少地下车站结构受到地质环境的影响；（2）在进行抗震设计过程中，地下车站空间需要满足一万平米，同时按照重点设防类（乙类）的标准进行抗震设计；（3）在不同地震作用效果分析，为满足地下车站结构抗震要求，在E2地震条件下，将结构产生的位移角度值控制在1/550内。如果在E3地震条件下，将结构产生的位移角度值控制在1/250内。
参考文献：
[1]张朋来. 王志虹. 刘 琳. 关于轨道交通地下车站结构抗震等级的探讨[J].山西建筑,2017(28):45-47.
[2]胡海迪. 地铁地下车站结构抗震分析及设计[J].建筑工程技术与设计,2016(34):722.
论文作者:张传勇,,刘 威
论文发表刊物:《城镇建设》2019年16期
论文发表时间:2019/9/26
标签：结构论文; 车站论文; 地下论文; 地铁论文; 轨道交通论文; 钢筋论文; 等级论文; 《城镇建设》2019年16期论文;