一种地铁车站与高架桥合建结构的制作方法

本实用新型涉及市政工程技术领域，具体涉及到一种地铁车站与高架桥合建结构。

背景技术：

随着城市建设快速的发展，发达地区城市中心区很多地面空间早已利用饱和，近年来城市地下空间也逐渐大幅度的开发利用起来，特别是城市轨道交通工程﹑综合管廊工程等，导致城市规划交通路由选择性有限或者交叉设计施工合建工程，出现了越来越多的合建工程的设计施工问题。

由于城市空间限制，通常地铁车站与高架桥并行规划﹑先桥后站，车站采用盖挖法施工﹑高架桥墩通过正交桥墩转换梁坐落于地铁顶板上，桥墩不与车站内柱子连接，由不同的建设公司负责实施，要求实施时间也不尽相同，如不考虑同步设计施工，会给后续设计施工的工程带来很大的技术性难题，导致建设工期延期，甚至无法实施，导致重新改线路和建设投资更大。

因此，需要对地铁车站与高架桥合建设计施工进行新的探索研究的必要性，解决城市轨道交通地下地铁站与高架桥合建工程设计施工问题，更好的解决局部用地局限性，节约土地资源，增强城市交通功能的合理化，减少建设工程的投资，提高设计施工一体化综合水平，同时使施工难度降低，加快施工工期，提高施工质量及安全系数。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种地铁车站与高架桥合建结构，解决了现土地资源缺少情况下的地铁车站与城市主干道高架桥并行规划，综合造价高，设计施工难的问题，有效保证了合建工程的施工质量和安全，优化了交通一体化设计方案，更好的服务人们。

本实用新型为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

提供了一种地铁车站与高架桥合建结构，包括车站结构和合建支撑结构，所述车站结构包括车站底板、负二层侧墙、车站中板、负一层侧墙和车站顶板，所述负二层侧墙分别安装在车站底板的左右两侧，所述车站中板通过左右两侧的负二层侧墙安装在车站底板上方，所述负一层侧墙分别安装在车站中板的左右两侧，所述车站顶板通过左右两侧的负一层侧墙安装在车站中板的上方；所述合建支撑结构包括合建桩、合建承台和合建钢管柱，所述合建桩安装在合建承台的底部，所述合建承台安装在车站底板中，所述合建钢管柱的柱内浇筑有混凝土，所述合建钢管柱穿设并连接于车站中板和车站顶板，所述合建钢管柱的底端安装在合建承台上，所述合建钢管柱的顶端穿出车站顶板作为用于与桥墩连接的桥墩接口。

作为本实用新型的进一步改进，所述合建支撑结构设有一组或者两组，每组合建支撑结构中，所述合建桩设有一根或者两根；当所述合建支撑结构为一组时，所述合建支撑结构设置在车站结构的中部；当所述合建支撑结构为两组时，两组合建支撑结构分别设置在车站结构中部的左右两侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述合建钢管柱设置有永久防腐层和防火层；所述合建钢管柱由两节连接而成，两节合建钢管柱的连接点位于车站中板以上至少1m的位置；所述合建钢管柱的直径至少为1.5m，壁厚至少30mm，柱内浇筑的为混凝土c60；所述合建钢管柱的柱脚采用端承式柱脚；所述合建钢管柱与车站中板梁节点采用剪力钉和牛腿圈梁进行连接；所述合建钢管柱与车站顶板梁节点采用牛腿圈梁进行连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述合建桩采用直径至少1.8m的钻孔灌注桩，长度至少为15m；所述合建桩嵌入连续完整的微风化层中，嵌入微风化层深度不小于1m。

作为本实用新型的进一步改进，所述合建承台位于车站底板之中，所述合建承台的底面低于车站底板的底面，所述合建承台的顶面与车站底板的顶面相平齐。

作为本实用新型的进一步改进，所述合建钢管柱位于车站顶板以上的桥墩接口段设置有砌砖保护和水泥砂浆包裹式保护。

本实用新型的有益效果为：本实用新型中，地铁车站和高架桥共用合建支撑结构，占用土地资源小，解决了城市局部用地局限性的问题，节约土地资源，增强城市交通功能的合理化，减少建设工程的投资，且一体化程度高，施工效率高，施工时协调难度和干扰低，保证了施工质量及安全。

附图说明

图1为实施例一结构示意图；

图2为实施例二结构示意图；

标记说明：1-车站结构、11-车站底板、12-负二层侧墙、13-车站中板、14-负一层侧墙、15-车站顶板、2-合建支撑结构、21-合建桩、22-合建承台、23-合建钢管柱、231-上节合建钢管柱、232-下节合建钢管柱、233-桥墩接口、3-高架桥、31-桥墩。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

广州市某轨道交通和城市主干路高架桥合建项目实施采用了本实用新型所述的结构。

某地铁车站为双柱三跨(公共区单柱双跨)2层站(地下两层)，标准段基坑宽度40.88m，标准段基坑深约19.4m,基坑总长为647.6m；某城市主干路为主线连续，路线全长约9.5km，红线宽60～70m，主线双向6车道桥梁跨越某既有高速，辅道绕行从某高速桥底下穿，与某地铁线路地铁车站并行规划，走向基本一致，并行长度约732米。

某地铁站与某城市主干路并行段高架桥下部结构合建实施，高架桥墩通过地铁车站柱子传递到底部合建桩，结构如下：

如图1所示，一种地铁车站与高架桥合建结构，包括车站结构1和合建支撑结构2，车站结构1包括车站底板11、负二层侧墙12、车站中板13、负一层侧墙14和车站顶板15，负二层侧墙12分别安装在车站底板11的左右两侧，车站中板13通过左右两侧的负二层侧墙12安装在车站底板11上方，负一层侧墙14分别安装在车站中板13的左右两侧，车站顶板通过左右两侧的负一层侧墙14安装在车站中板13的上方；合建支撑结构2包括合建桩21、合建承台22和合建钢管柱23，合建桩21安装在合建承台22的底部，合建承台22安装在车站底板11中，合建钢管柱23的柱内浇筑有混凝土，合建钢管柱23穿设并连接于车站中板13和车站顶板，合建钢管柱23的底端安装在合建承台22上，合建钢管柱23的顶端穿出车站顶板作为用于与桥墩31连接的桥墩接口233，高架桥3的桥墩31与合建钢管柱23的桥墩接口233相连接。

合建支撑结构2设有一组，设置在车站结构1的中部，每组合建支撑结构2中，合建桩21设有一根。

合建钢管柱23为圆柱状，合建钢管柱23设置有永久防腐层和防火层。合建钢管柱23由上下两节合建钢管柱231、232连接而成，上下两节合建钢管柱231、232的连接点位于车站中板13以上1m的位置。合建钢管柱23的直径为1.5m，壁厚为30mm，柱内浇筑的为混凝土c60。合建钢管柱23的柱脚采用端承式柱脚。合建钢管柱23与车站中板13梁节点采用剪力钉和牛腿圈梁进行连接。合建钢管柱23与车站顶板梁节点采用牛腿圈梁进行连接。

合建桩21采用直径1.8m的钻孔灌注桩，长度为15m～51.5m，成孔深度为34～72.5m；合建桩21嵌入连续完整的微风化层中，嵌入微风化层深度不小于1m。

合建承台22位于车站底板11之中，合建承台22的底面低于车站底板11的底面，合建承台22的顶面与车站底板11的顶面相平齐。

合建钢管柱23位于车站顶板以上的桥墩31接口段设置有砌砖保护和水泥砂浆包裹式保护。

上述的地铁车站与高架桥合建结构采用以下步骤进行施工：

合建钢管柱23在专业钢结构工厂场外加工制作及永久防腐处理后再运输至施工现场，在车站主体结构完成后再进行合建钢管柱23防火层施工。根据车站主体结构的施工工序及吊装设备选型，将合建钢管柱23分上下节合建钢管柱232、232采用汽车起重机吊装施工。

步骤1)合建桩21施工：合建桩21成孔在50m以上的桩采用冲孔钻机施工，50m以内的采用旋挖钻机施工；合建桩21长度在25m以上采用分两节进行焊接连接进行拼装下笼；

步骤2)车站基坑开挖：根据地质条件，采用长臂挖掘机和短臂挖掘机相配合直接进行开挖，如果遇硬度偏大岩层，则采用钩挖掘机进行破除，再进行挖运；在开挖过程中，遵循竖向分层、纵向分区分段、横向先中间后两侧、先撑后挖、快速封底的原则处理好开挖和支撑的关系，确保基坑变形量始终控制在合格指标之内；

步骤3)车站底板11及合建承台22混凝土浇筑：车站底板11及合建承台22进行钢筋绑扎，绑扎完成后，车站底板11的腋角模板采用钢模板安装，预埋合建钢管柱23与合建承台22节点钢筋笼，锚栓及定位预埋垫钢板，然后浇筑车站底板11及合建承台22混凝土；

步骤4)吊装及安装下节合建钢管柱232：吊装利用下节合建钢管柱232上端的吊耳进行起吊，起吊时，下节合建钢管柱232的根部要垫实，根部不离地，通过吊钩起升与变幅及吊臂回转，逐步将下节合建钢管柱232扶直，待下节合建钢管柱232基本停止晃动后再继续提升，将下节合建钢管柱232吊装到位，不允许吊钩斜着直接起吊下节合建钢管柱232；吊装到位后，将下节合建钢管柱232的四面中心线与基础放线中心线对齐吻合，四面兼顾，中心线对准或已使偏差控制在规范许可的范围以内即为完成下节合建钢管柱232的就位工作，此外，还要进行垂直度校正，用两台经纬仪从下节合建钢管柱232的两个纵横轴向同时观测，依靠千斤顶进行调整，无误后固定柱脚，拴好揽风绳；吊装完成后，及时对柱脚进行二次灌浆；

步骤5)浇筑负二层侧墙12及车站中板13混凝土：采用扣件式钢管满堂支撑架支模一次性浇筑负二层侧墙12及车站中板13混凝土，减少纵向施工缝数量，减少结构渗漏水点，加快施工进度；待车站负二层侧墙12及车站中板13施工完成后，及时浇筑下节合建钢管柱232混凝土，柱内混凝土施工缝设在下节合建钢管柱232端口以下500mm～600mm处；

步骤6)吊装及安装上节合建钢管柱231：吊装前，清理上节合建钢管柱231和下节合建钢管柱232的对接面，保证上下两节合建钢管柱231、232的对接面接触顶紧；吊装时，上节合建钢管柱231上部设置有临时连接耳板，利用临时连接耳板作为上节合建钢管柱231的吊点进行起吊；上节合建钢管柱231吊装到位后，上节合建钢管柱231的中心线应与下节合建钢管柱232的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节合建钢管柱232对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板，并及时拧紧螺栓进行稳固，上下两节合建钢管柱231、232螺栓连接完成后，即进行焊接接缝；

步骤7)浇筑负一层侧墙14及车站顶板15混凝土：采用扣件式钢管满堂支撑架支模一次性浇筑负一层侧墙14及车站顶板15混凝土，减少纵向施工缝数量，减少结构渗漏水点，加快施工进度；待车站负一层侧墙14及车站顶板15施工完成后，及时浇筑上节合建钢管柱231混凝土，柱内混凝土施工缝设在上节合建钢管柱231端口以下500mm～600mm处，并将车站顶板15以上合建钢管柱23的桥墩接口段进行砌砖保护和采用水泥砂浆包裹式保护。

上述结构具备以下优点：

1、在保证合建承台的承载能力前提下，通过增加合建桩直径至1.8m以达到优化桩基数量的目的，优化后采用单合建桩方案，避免合建桩间距太近，容易造成成孔过程中出现窜孔、塌孔的问题，且能够降低劳动力强度，加快了桩基施工的工期，减少了建设投资。

2、在保证承载能力前提下，将合建钢管柱的直径设置为1.5m，有利于站厅层建筑空间效果，合建钢管柱采用圆形钢管柱方案，梁柱结构体系受力体系更好，可以承担较大的荷载，缩小了车站规模，节约了工程投资。

3、大直径合建钢管柱如果采用常规的埋入式柱脚会大范围截断柱下梁或板钢筋；同时本站为明挖结构，若采用埋入式柱脚，底板浇筑混凝土期间容易扰动预埋柱脚使其定位出现偏差。本实用新型采用端承式柱脚，柱底与底板或底梁接口位置埋设竖向钢筋以提高钢管柱与底板或底梁连接整体性。

4、根据不同的桩长和地层选择合适的桩机，有效解决了个别桩过长，对旋挖机要求高，成本高的问题，采用适中的旋挖机解决大多数桩，选择冲孔钻机施工个别较长的桩，合理安排，保证了施工进度及质量，节约施工成本。

5、解决城市轨道交通地下地铁站与高架桥合建工程设计，更好的解决局部用地局限性，节约土地资源，增强城市交通功能的合理化，减少建设工程的投资，提高设计施工一体化综合水平，同时减少协调难度，减少施工干扰，保证了施工质量及安全。

6、合建钢管柱制作选择在加工厂制作，不仅加工环境及条件比现场制作好，且整体提高了制作成品的质量；合建钢管柱安装施工通过增设下节钢管柱定位垫板预埋件及临时连接耳板固定上下两节合建钢管柱精准对接的措施，减少了合建钢管柱吊装安装施工误差，使各项安装指标符合设计要求。

实施例二：

如图2所示，实施例二与实施例一不同在于：合建支撑结构2设有两组，两组合建支撑结构2分别设置在车站结构1中部的左右两侧，每组合建支撑结构2中，合建桩21设有两根。除此之外，其余特征均与实施例一相同。

以上所举实施例仅用来方便举例说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

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