地鐵車站開題報告

.附件1： 貴州理工學院本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告表論文(設計)名稱貴陽地鐵二號線馬王廟車站結構設計設計（論文）來源生產(chǎn)（社會）實際設計（論文）類型工程設計指導教師徐桂弘學生姓名陳書杰學號2013092527班級道橋134一、研究或設計的目的和意義：地鐵是城市快速軌道交通的一部分，因其運量大、快速、正點、低能耗、少污染、乘坐舒適方便等優(yōu)點，常被稱為“綠色交通”。發(fā)達國家的應驗表明，地鐵是解決大中城市公共交通運輸?shù)母就緩?，對?1世紀實現(xiàn)城市持續(xù)發(fā)展有非常重要的意義，已成為城市交通現(xiàn)代化的重要標志之一。通過本次畢業(yè)設計，加深在學校學習的理論知識，把書面上的知識結合實際應用起來，對地鐵車站的施工方法等有更好的認識。畢業(yè)設計是土木工程教學中的重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對四年來所學知識的總結和實踐，是提升專業(yè)學術水平、實踐能力和學以致用的重要手段，是培養(yǎng)應用型人才目標的具體體現(xiàn)。我們通過畢業(yè)設計不僅獨立完成了設計成果，而且掌握了設計理論、方法和相關技術，同時培養(yǎng)了我們分析、解決問題的能力，為以后的走上工作崗位，從事有關設計、施工等具體實踐工作奠定基礎。 二、研究或設計的國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：1.國外城市軌道交通的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀1843年英國人C皮爾遜提出在英國修建地下鐵道的建議，1860年英國倫敦開始修建世界上第一條地鐵，采用明挖法施工，為單拱磚砌結構，1863年1月10日建成通車，線路長6.4km，用蒸汽機車牽引。 世界第一條地下鐵道的誕生，為人口密集的大都市如何發(fā)展公共交通取得了寶貴的經(jīng)驗,特別是到1879年電力驅動機車的研究成功，使地下客運環(huán)境和服務條件得到了空前的改善，地鐵建設顯示出強大的生命力。從此以后，世界上一些著名的大都市相繼建造地下鐵道。自1863年至1899年，有英國的倫敦和格拉斯哥、美國的紐約和波士頓、匈牙利的布達佩斯、奧地利的維也納以及法國的巴黎共5個國家的7座城市率先建成了地下鐵道。 倫敦自1863年創(chuàng)建世界上第一條地下鐵道以來，歷經(jīng)近150多年的發(fā)展，通過不斷提高技術水平，倫敦地鐵系統(tǒng)已成為當今世界上的先進技術范例之一，尤其是地鐵實現(xiàn)了電氣化后，倫敦的地鐵幾乎每年都有新進展。目前，倫敦地鐵已有12條線路，總長度約410km(地下隧道171 km)，共設置車站275座，地鐵車輛保有量總數(shù)約419輛，年客運總量已突破8.5億人次。 受倫敦成功建設地下鐵道的影響，美國紐約也于1867年建成了第一條地鐵。隨著紐約城市規(guī)模的擴大，城市人口不斷增加，到1900年市區(qū)人口已有185萬人，同時地鐵建設也在不間斷地發(fā)展。現(xiàn)在紐約已發(fā)展成為世界上地鐵線路最多、里程最長的一座城市。目前，紐約地鐵線路共31條，總長度約443.2km，其中地下隧道258 km，共設置車站504座，居世界首位。地鐵車輛保有總數(shù)約6561 輛，年客運總量已突破10億人次。法國巴黎也是最早修建地鐵的城市之一，但比英國要晚37年。為舉辦“凡爾賽展覽會”而修建的巴黎第一條地下鐵道從巴士底通往馬約門，全長約10 km，它為巴黎地鐵網(wǎng)絡的不斷發(fā)展和完善打下了基礎。時至今日，巴黎市區(qū)已擁有地鐵線路14條主線和2條支線，其中2條為環(huán)線，有4條地鐵采用橡膠輪體系的VAL車輛。地鐵線路總長度約221.6 km，地下隧道約占175 km，共設置車站380座，車輛保有總數(shù)約347輛，年客運量總數(shù)也已突破12億人次。巴黎的地區(qū)快速地鐵(RER)非常發(fā)達，運營線路共有363 km，其中14 km與地鐵共線，249 km為城市快速鐵路SNCF。RER的年客運量約4億人次。在進人20世紀的最初24年里（1900年至1924年)，在歐洲和美洲又有9座大城市相繼修建了地下鐵道，如德國的柏林、漢堡，美國的費城以及西班牙的馬德里等。1925年至1949年，其間經(jīng)歷了第二次世界大戰(zhàn)，各國都著眼于自身的安危，地鐵建設處于低潮，但仍有日本的東京、大阪，前蘇聯(lián)的莫斯科等少數(shù)城市在此期間修建了地鐵。日本東京的第一條地鐵線路于1927年建成通車。雖然日本的地鐵也是效法歐洲技術建設而成，但他們在修建地鐵的同時，著重開發(fā)主要車站及其鄰近的公眾聚集場所，這些場所能促進地下商業(yè)中心的建設，而且與地下車站連成一片，使地鐵這一公益性基礎設施獲得了新的活力，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。1927年12月東京第一條也是亞洲第一條地鐵通車。目前，東京地鐵已擁有13條地鐵線路，線路總長度約312.6 km，共設置車站230座，車輛保有總數(shù)約2450輛，年客運總量已突破25億人次，是當今世界上地鐵客運量最大的城市之一，發(fā)達程度居世界前五名。1932年莫斯科的第一條地鐵開始動工，線路全長約11.6 km，共設置車站13座，到1935年5月建成通車運營。其建設速度之快，在當時是空前的。以后莫斯科的地鐵建設就一直沒有中斷過，即使在第二次世界大戰(zhàn)期間也沒有停頓。發(fā)展至今，莫斯科已擁有地鐵線路12條，線路總長度約277.9 km，地鐵車站總數(shù)為171座。地鐵它一直被公認為世界上最漂亮的地鐵，地鐵站的建筑造型各異、華麗典雅。每個車站都由國內著名建筑師設計，各有其獨特風格，建筑格局也各不相同，多用五顏六色的大理石，花崗巖，陶瓷和五彩玻璃鑲嵌除各種浮雕，雕刻和壁畫裝飾，藝術水平較高，照明燈具十分別致，使旅行者有身臨富麗堂皇的宮殿之感。享有“地下的藝術殿堂”之美稱。而所有地鐵終點站都與公共汽車、無軌電車和輕軌系統(tǒng)相銜接，有幾個車站還與鐵路火車站相連接，為旅客提供了方便的換乘條件。目前，莫斯科地鐵 系統(tǒng)保有車輛總數(shù)約4000輛，年客運量已突破26億人次。 20世紀下半葉，伴隨著世界各大城市的發(fā)展和對快速、大容量城市公共交通的需求，城市軌道交通建設規(guī)模加大、速度加快。第二次世界大戰(zhàn)以后，1950年至1974年的24年間，世界上地鐵建設蓬勃發(fā)展。在此期間，有加拿大的多倫多、蒙特利爾，意大利的羅馬、米蘭，美國的費城、舊金山，前蘇聯(lián)的列寧格勒、基輔，日本的名古屋、橫濱，韓國的首爾以及中國的北京等約30座城市相繼建成了地鐵。具有代表性的地鐵項目有: 日本的名古屋，第二條地鐵線路于1957年建成通車，現(xiàn)有5條地鐵線路，線路總長度約76.5 km，共設61座車站，車輛保有總量約730輛，年客運量已突破6億人次。加拿大的蒙特利爾，第一條地鐵線路于1966年建成通車，現(xiàn)在已有4條線路，線路總長度約66.25km，共設車站68座，車輛保有量總數(shù)約760輛，年客運總量約3.5億人次。蒙特利爾的地鐵主要采用橡膠輪胎走行系統(tǒng)，以法國的VAL技術為基礎，列車在表面光滑的混凝土軌道上行駛，客運效率和乘座舒適度都很高。線路布局充分考慮了與周圍環(huán)境的協(xié)調，乘客換乘其他交通工具極為方便。新建地鐵車站的建筑風格各不相同，建筑雄偉、輝煌而明快，為城市開辟了良好的地下活動空間。每座車站都與周圍環(huán)境融為一體。在公園中，車站與樹林綠茵配合成協(xié)調優(yōu)美的景觀；在商業(yè)繁華區(qū)，站臺的高度往往與林蔭人行道的高度相同，而且可直接相通；有的車站還可直接通向辦公大樓或大飯店的廳廊。這些精心設計，給人們的出行和換乘創(chuàng)造了極為方便的條件。1994年4月，在新加坡召開的國際市長會議上提出，城市軌道交通是現(xiàn)代化城市的標志，優(yōu)先發(fā)展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統(tǒng)，是解決城市交通問題的根本途徑。自此，世界各大城市競相建設城市軌道交通，逐漸形成網(wǎng)絡化運營，更加注重乘客服務質量。2.我國城市軌道交通的發(fā)展和建設1906年，天津第一條有軌電車線路運營，成為我國第一個擁有有軌電車的城市。1908年3月 5日，上海第一條有軌電車路線正式通車營業(yè)，線路長6km，上海成為國內第二個擁有有軌電車的城市。同年，大連第一條有軌電車線路竣工運營。1924年12 月17日，從北京前門至西直門的有軌電車線路開通，北京是繼天津、上海、大連之后，我國第四座修建有軌電車的城市。隨后，沈陽、哈爾濱、長春和香港等城市也相繼修建了有軌電車線路。到1959年，上海的有軌電車多達360輛，線路總長度為72.4km。到1911年，上海共開通8條有軌電車線路，總里程為41.1km，電車總計65輛。 自1906年在天津開通第一條有軌電車，至2008年8月8日北京奧運會開幕，北京、上海的城市軌道交通運營里程分別達到了200km和234km，我國的城市軌道交通建設經(jīng)歷了曲折的過程，目前正處在大發(fā)展、大建設時期。我國城市軌道交通百年回眸，主要經(jīng)歷了三個階段。 （1）19061949年有軌電車時代 從1906年至20世紀50年代，是我國城市軌道交通的有軌電車時代。在這期間，北京、上海、天津、沈陽、大連、鞍山、長春、哈爾濱、武漢等城市，先后建成了多條有軌電車線路。這一期間，我國城市軌道交通不僅數(shù)量少，而且技術標準低，質量低，布局也不合理。 （2）1949年至20世紀80年代末緩慢發(fā)展期 從1949年新中國成立到1978年的30年間，有軌電車漸行漸遠，紛紛退出歷史舞臺，地鐵建設處于起步階段，我國的城市軌道交通處于時斷時續(xù)的緩慢發(fā)展期。 北京在20世紀60年代開始興建具有交通和人防雙重功能的中國第一條地鐵線路，并于1969年1月投入運營，從而開創(chuàng)了我國地鐵建設的先河。但這一階段地鐵建設基本處于起步階段，形式比較單一，貫徹以戰(zhàn)備為主、兼顧交通的指導思想，建設以人防設施為主的地鐵。進入20世紀80年代，北京建設了第二條地鐵線，運營里程達到54km，天津建設了地鐵1號線7.4km，于1980年8月投入運營，在一定程度上緩解了城市道路交通的擁堵，但尚未形成城市軌道交通網(wǎng)絡。（3）20世紀80年代末至今快速發(fā)展期 改革開放以來，我國國民經(jīng)濟保持持續(xù)快速增長，城市化進程明顯加快，對城市運輸?shù)男枨笕找嬖黾印＿M入20世紀90年代，隨著改革開放的逐步深入，社會和經(jīng)濟迅速發(fā)展，城市居民收人水平不斷提高，居民出行次數(shù)逐年增加，我國城市交通需求劇增，導致道路交通供給能力嚴重不足，交通擁堵已成為城市社會經(jīng)濟發(fā)展的一個制約因素。為適應城市發(fā)展的需要、緩解城市交通的緊張狀況，從20世紀90年代開始，我國政府加了對城市交通基礎設施的投入，強調軌道交通對解決城市交通問題和引導城市發(fā)展的作用，城市軌道交通開始進入能力擴張與質量提高并進的發(fā)展階段。加快建設以大容量軌道交通為骨干的公共交通系統(tǒng)，成為這一階段城市發(fā)展的主要特點。在20世紀90年代末，輕軌交通也開始得到了發(fā)展。 由于地下鐵道造價昂貴，很多城市的經(jīng)濟實力還難以承受；而輕軌交通具有“造價低、用得起、見效快”的優(yōu)點，對于經(jīng)濟實力不很雄厚的大、中城市而言，發(fā)展輕軌交通是非常適當?shù)?。因此，在百萬人口以上的大城市中，發(fā)展輕軌交通具有廣闊的市場前景。改革開放以來的快速發(fā)展期，我國城市軌道交通發(fā)展大致經(jīng)歷了3個階段：（1）第一階段為開始建設階段，從20世紀80年代末至20世紀90年代中期。以上海地鐵1號線(21km)、北京地鐵復八線（13.6km)、北京地鐵1號線改造、廣州地鐵1號線（18.5km)建設為標志，我國真正以交通為目的的地鐵項目開始建設，隨著上海、廣州地鐵項目的建設，包括沈陽、天津、南京、重慶、武漢、深圳、成都、青島等在內的大批城市開始上報建設軌道交通項目，紛紛要求國家進行審批。 （2） 第二階段為調整整頓階段，從1995年至1998年。 我國的城市軌道交通在20世紀60年代起步后，由于種種原因，中間停頓了很長一段時 間，因此我國城市軌道交通的有關技術發(fā)展緩慢，離世界先進水平有相當距離，特別在車輛、信號以及自動售檢票等專業(yè)領域尤其明顯。因此，20世紀90年代前期，上海、廣州等地開始修建地鐵時，技術裝備基本依賴進口，產(chǎn)生了造價高(初期估算地鐵每公里造價達8億元，工程實際核算為6.7億元/km)、建設周期長，維護費用高等負面影響。 另一方面，由于地鐵建設發(fā)展迅猛，許多地方不考慮經(jīng)濟的承受能力和社會發(fā)展的實際需要，城市軌道交通建設帶有很大盲目性。針對工程造價高、軌道交通車輛全部引進、大部分設備大量引進等問題，1995年12月國務院辦公廳發(fā)出60號文件，通知除北京、上海和廣州的在建地鐵外，所有地鐵項目一律暫停審批，并要求做好軌道網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)劃和高新技術裝備的國產(chǎn)化工作。在這一期間的近3年時間內，國家暫停了對城市軌道交通項目的審批。 (3) 第三階段為蓬勃發(fā)展階段，從1999年至今。1997年年底，國家發(fā)展和改革委研究了城市軌道設備國產(chǎn)化實施方案，提出深圳地鐵1號、4號線一期工程(19.5km)，上海明珠線(即現(xiàn)在的3號線24.5km)，廣州地鐵2號線 (23km) ，南京地鐵1號線（17km)一期工程作為國產(chǎn)化的依托工程，于1998年批復上述4個項目立項，軌道交通項目重新開始啟動。 在這一階段，隨著國家積極財政政策的實施，國家從資金上給予城市軌道交通建設以有力支持；同時通過技術引進，國際先進制造企業(yè)與國內企業(yè)合作，實現(xiàn)了城市軌道交通車輛與設備的本土化、國產(chǎn)化，使城市軌道交通工程的造價大為降低。目前，國內城市軌道交通每公里的平均建設成本達5億元。國內城市軌道交通交通發(fā)展是勢在必行，從全國情況看，基本分為兩類。 啟動階段的城市屬于在建、初通和申報立項的城市，除北京、上海、廣州外，大部分是第一條線工程。截至2010年底，北京、上海、廣州、天津、深圳、武漢、南京、蘇州、杭州、成都、重慶、沈陽、大連、長春、西安、寧波、昆明、福州、鄭州、南昌、大連、青島、長沙、東莞等城市先后建成并開通運營了48條城市軌道交通線，運營里程1395公里。當前國內共有36個城市向國家主管部門上報了城市軌道交通建設發(fā)展規(guī)劃，其中28個城市得到批準。專家預計到2015年，全國將規(guī)劃建設96條軌道交通線路，建設線路總長2500多公里，總投資超過1萬億元。表1-1給出了國內各城市軌道交通近期建設規(guī)劃。 發(fā)展階段的城市在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)加快發(fā)展，進入“城市軌道交通網(wǎng)絡化”的發(fā)展，同時已從“城市網(wǎng)”發(fā)展到“城際網(wǎng)”，即：正在規(guī)劃和蘊釀城際軌道交通建設。主要有廣州及珠三角區(qū)域、上海及長三角區(qū)域、北京及京津塘渤海灣區(qū)域等。三、主要研究或設計內容，需要解決的關鍵問題和思路：需要解決的關鍵問題：1.車站的平面布置：地鐵作為城市重要的公共交通系統(tǒng)，車站的平面布置、出入口布置等是決定車站建成后運營效果的關鍵因素，因此車站的平面布置是第一個要解決的關鍵問題。車站的平面布置前應進行詳細的勘察，主要包括：站址現(xiàn)狀建設條件客觀、詳細的對站址現(xiàn)狀周邊既有環(huán)境調查是保證設計質量的關鍵一步，是站位方案設計的首要輸入條件，主要調查內容包括：站址環(huán)境；現(xiàn)狀道路交通狀況；地下管線情況。站址周邊地塊規(guī)劃情況周邊地塊規(guī)劃是進行客流預測的重要考慮因素，對車站規(guī)模確定有決定作用，影響站位的布置。車站與地面公交換乘情況地鐵需與其他交通方式統(tǒng)籌規(guī)劃考慮，實現(xiàn)有效銜接，以保證城市整體交通規(guī)劃和地鐵客流需要。而地面公交作為城市公共交通系統(tǒng)中的重要組成，地鐵出入口的布置必須考慮與其的銜接。這是衡量出入口布置合理性的最重要考量因素之一。車站配套工程及環(huán)境綜合開發(fā)為實現(xiàn)社會的可持續(xù)性發(fā)展，對土地的綜合開發(fā)利用勢在必行。地鐵車站作為城市重要的地下建筑，理應加強與周邊環(huán)境的協(xié)調和綜合開發(fā)。這也是地鐵建設實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的一種重要方式。外部邊界條件及協(xié)調情況與外部條件的協(xié)調情況決定了總平面設計能否實施。在設計過程中，應積極與周邊相關單位就設計方案進行溝通協(xié)調，以取得支持。根據(jù)溝通情況，應適時修改完善設計方案。主要內容有：車站.配線設置（如有）.相鄰區(qū)間的施工場地協(xié)調；出入口.風亭和冷卻塔的設置及與周環(huán)境邊協(xié)調；車站施工影響范圍內管線遷改協(xié)調。地鐵車站總平面設計的成果集中體現(xiàn)在車站站位及附屬設施的布置方案上。通過本文的分析，總平面設計方案本質上是地鐵本身與周邊環(huán)境相互協(xié)調.相互融合的結果。地鐵作為后建項目，既要考慮地鐵本身的建設運營需要，也要尊重客觀環(huán)境，以上述設計原則為指導，統(tǒng)籌考慮各設計控制因素，這樣才能提高設計質量，保證方案的可實施性。地鐵車站圍護結構是構成建筑空間，抵御環(huán)境不利影響的構件。外圍護結構應具有保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮、耐火、耐久等性能。圍護結構在長期使用和正常維修條件下，仍能保持所要求的使用質量的性能。地鐵采用的圍護結構形式很多，其施工方法、工藝和所用的施工機械各異，如何選擇適合本地質條件的圍護結構，并進行圍護結構的穩(wěn)定性驗算是設計的第二個要解決的關鍵為題。本文中主要是根據(jù)工程地質條件，水文地質條件和周圍環(huán)境等因素，對車站施工方案進行設計。圍護結構采取連續(xù)墻作法。通過簡化計算模型，對圍護結構進行計算、對基坑的穩(wěn)定性進行計算。3.地鐵的車站的主體結構是車站的承重結構，地鐵主體結構是基于地基基礎之上，接受、承擔和傳遞上部所有上部荷載，維持上部結構整體性、穩(wěn)定性和安全性的有機聯(lián)系的系統(tǒng)體系，它和地基基礎一起共同構成的地鐵建設工程完整的結構系統(tǒng)，是建設工程安全使用的基礎，是工程結構安全、穩(wěn)定、可靠的載體和重要組成部分。如何準確的計算主體結構的內力，并正確的配筋，是地鐵車站設計的第三個關鍵為題。本文根據(jù)根據(jù)地鐵設計規(guī)范計算各種荷載。在縱向選取1m長來計算荷載作用。選擇正常使用階段的標準組合荷載結構模型，運用彈性地基梁的理論，使用結構有限元分析軟件ANSYS對車站結構在正常使用階段工況下進行內力計算。ANSYS建模過程中采用梁單元來模擬主體結構，利用彈簧單元模擬地基。根據(jù)計算出來的控制內力，繪制內力圖并確定危險截面。按照混凝土結構設計規(guī)范，采取偏心受壓構件模式對主體結構進行配筋計算。 四、完成畢