关键词：地铁结构；合理性；分析；研究
就目前来看，地铁在我国交通系统中发挥着越来越大的作用。而就目前来看，地铁车站设计上还存在一些不足，尤其是现今很多的地铁设计人员是来自民用建筑设计人员转型。地铁车站的结构设计流程与传统建筑的设计差异较大，因此在设计时不可一概而论[1]。基于此，本文研究地铁车站结构设计合理性有着重要意义。
一、地铁车站结构设计时应遵循的原则
正是由于地铁交通在城市交通系统所占据的重要地位，因此在展开地铁结构设计时，要想对其结构设计的合理性进行保证，就需要遵循下列几点原则：首先，在开展结构设计时，必须要根据地铁的使用条件、车站的结构类型及施工工艺、车站荷载特性等展开设计工作，严格依据实际情况展开设计[2]。其次，对于地铁车站结构净空尺寸来看，不仅需要对建筑设计、限界及施工工艺上的一些要求进行满足，还需要充分考虑地铁车站的施工误差、测量误差、后期沉降情况等，另外还需要对地铁车站可能出现的结构变形等进行充分考虑。再次，地铁车站结构设计时，需要以车站结构类型及施工所采取的工艺方法为依据，按照相应的施工规范对施工阶段及使用阶段展开强度计算，并对地铁车站的稳定性、裂缝宽度及刚度等展开计算。一般来说，在车站设计时还需要依照车站的实际使用要求、所处环境条件及车站的结构类型确认施工中所使用的钢筋混凝土裂缝宽度[3]。第四，地铁车站结构设计过程中需要充分考虑运营、施工情况及城市规划情况、车站防水防火等情况，在车站设计时应按照使用寿命为100年为限进行设计，保证地铁结构的耐久性很强。第五，地铁车站结构设计过程中涉及到的抗浮稳定验算要按照最不利的情况开展，如果不考虑侧壁摩擦阻力时，还需要保证地铁抗浮的安全系数大于1.05[4]。如果对侧壁摩阻力进行考虑，则需要保证地铁的抗浮安全系数大于1.15.如果在设计时满足不了这些要求，就应该考虑相应的抗浮措施。第六，地铁车站结构设计时还需要展开抗震验算，并按照抗震设置的防裂度基础上提高一度要求开展抗震构造措施选择，进而对地铁车站的整体抗震能力进行提升。第七，在设计过程中还需要考虑施工给车站周边带来的影响，并在充分明确这些影响的基础上，尽量对其产生的负面影响进行降低。第八，地铁车站结构还需要开展人防荷载验算工作。在核爆炸作用下，在进行动力分析时采用等效静载法，主体结构以及车站的出入口按照等效静荷载均匀作用在结构各部上承担的荷载力进行计算。最后，针对深基坑支护结构以及其他相关构件，要满足稳定、防变形的要求，其强度也要符合要求[5]。当使用到相关降水措施时，需要严格控制地表沉降量，保证其中的重要管线以及其他邻近建筑物的管线都可以得到正常使用。另外，还需要按照地铁车站相应的安全等级提出监测上的要求。
二、地铁车站结构设计合理性分析
在设计地铁车站结构过程中，采用的每一种方法都有其自身的特点。本文结合在结构设计中应用十分广泛的明挖法分析地铁车站结构设计的合理性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体来说，地铁站结构设计的合理性体现在以下几个方面：
（一）初步设计阶段
地铁工程本身就是一个非常庞大的工程，各专业之间会产生互相限制，而在初步设计阶段是各专业协调沟通的关键时期。这一时期的工作若未做好，就会导致后期设计工作中出现很多问题及麻烦。首先，做好勘探及资料收集工作。具体来说，就是需要做好地铁管线类型、材质及直径等信息收集，了解地铁站的地面交通情况，了解基坑开挖等产生的影响，站址附加中车站施工用地是否合理，保证施工场地与车站的主体结构相靠近等。一般来说，施工场地应该控制在5000m2范围内，车站若有盾构始发还需要满足这一结构的场地要求。其次，对周边环境信息系统收集，并以此作为车站设计的依据。具体来说：（1）结合车站的埋深情况及平面位置情况提出关于车站站位的控制迁改方案。在这一过程中，管线迁改需要与相应的设计要求保持一致。如果管线不能再进行迁改，就需要沟通其他部门解决这一问题。另外，还需要认真考虑对市政管线及水管产生的影响[6]。（2）制定合理的交通疏散方案。一般来说，机动车道设置为3.5m，人行道设置为2m，机动车道拐弯半径按30m进行处理。另外，施工顺序的不同也有其各自的特点，需要结合实际情况选择最佳的施工工序。
（二）施工图设计阶段
首先，需要结合地质的实际情况，充分考虑围护结构方案所具有的经济性及安全性，在比照各种围护结构所具有的优缺点后，结合实际情况选择最合理方案。在设计围护结构过程中，需要注意以下问题：不应太多改变围护结构尺寸；通过计算确定集水井位置及配筋；车站若有临时铺盖系统，则需要对此位置的桩长及桩沉降、间距等进行核实计算，必要时还需要对围护结构展开裂缝验算；在同一层支撑中，支撑布置既需要满足计算要求，也需要满足施工要求，一般钢支撑间距应设置为3m。其次，主体结构设计。要结合围护结构以及内衬选择的连接方式选择合理度最高的结构计算模式。现今最常见的有钢接结构、叠合结构、重合结构等。对车站主体结构标准段在使用时其会被简化为横向的平面受力结构，并按照弹性地基上横向等代闭合框架开展计算。在进行结构设计时，需要结合结构的类型，按照相应规范展开计算。在计算过程中还需要充分考虑施工荷载变化，并结合这种变化展开分阶段式的计算。在开展建模计算时，需要对常水位及抗浮水位进行相应的计算，并以最不利情况为参考。如果顶板上覆土的厚度不超过3m，则应该核实人防工况。地铁抗震计算的相关理论就目前来看还存在一些不合理情况，因此应以概念设计为主，以构造措施为辅，并对柱轴压比进行控制。
结语：
随着我国城市化进程的加快，城市道路交通拥堵情况也日益严重。在这种背景下，加快城市地铁建设、缓解交通压力的呼声日益高涨。我国城市地铁建设已经在各大城市中相继展开。城市地铁建设要同时兼顾合理性与安全性的要求，本文正是基于此展开对城市地铁结构合理性的分析，以期为之后的地铁建设提供借鉴。
参考文献
[1]吴昌矞.地铁车站深基坑围护结构变形监测与数据曲线回归分析[J].价值工程，2017，3619：126-128.
[2]罗熙来，高正夏，程卫，刘俊.基于FLAC~（3D）的深基坑围护结构变形规律分析[J].甘肃科学学报，2017，2906：24-28+40.
[3]路林海，王国富，王婉婷，徐前卫，王永吉.地铁车站基坑预制桩-墙结构设计与受力分析[J].铁道工程学报，2017，3410：93-98.
[4]杨挺，唐玉宏，孟少平，朱虹.框架结构基础预应力混凝土转换梁的分析与设计[J].建筑结构，2012，4211：96-100+86.
[5]李延，漆泰岳，雷波，巫裕斌，滕振楠.地铁车站结构设计中空间效应的影响[J].现代隧道技术，2015，5205：138-144.
[6]谭梦思，黄坤，王琳.基于明挖法下地铁车站的结构设计[J].四川建材，2013，3906：83-84.
论文作者:杨强1,李仲2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/13
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