地铁车站换乘节点结构预留方案探讨
【摘要】地铁车站换乘节点通常是一次施工，完成两线重叠部分的全部结构。这种做法初期投入大，不能适应今后路网变化的情况。本文探讨方案提出只做二期工程的局部围护结构和一期工程的支撑桩柱，井对一期工程的纵横向配筋作检算和加强，已达到适当预留，最少投入，方便后期施工的目的。
【关键词】地铁 换乘 节点
1 前言
进入21世纪以来，我国城市地铁正如火如荼地在各大城市兴建。但是，无论是周密规划也好，朝令夕建也好，都有一个突出的问题，即在建地铁与路网中相关换乘节点的结构需要做必要的预留，以便为后建的地铁线创造衔接的便利条件。要做到这—点又必需明确两点：首先是采用什么换乘方式，“十”字形换乘、“L”字形换乘还是平行换乘?明确了换乘方式以后，要解决的是如何预留，如何减少预留工程量，既减少—期工程的投入，又要考虑便于二期工程的施工，还要考虑万一以后路网调整换乘点改变时，工程损失最小。本文以“十”字形换乘节点为例，探讨既节省又可行的换乘节点结构预留方案。
2 通常的节点预留方案
通常在解决换乘节点的结构工程预留问题时，最简单的办法是在一号线前期施工时将整个换乘节点(含二号线节点部分)一次施工完成。在岛式站换侧式站时，二号线在地下三层，则一号线施工时，换乘节点处地下三层需同时施工。在岛式站换岛式站时，节点一般亦为地下三层，若加转换层时二号线在地下四层，换乘节点处需同时施工地下四层。在工程量方面，岛式换侧式节点处增加地下三层约500平方米的建筑面积，岛式换岛式节点处增加地下三层(至四层)约500～1000平方米的建筑面积。如果换算成工程造价相当于300-800万元。有的甚至达千万元以上。这笔巨大的投入在二号线建设前是不能发挥作用的，如果二号线规划发生什么变化，预留工程很可能报废；设计方案上若有变化，如原来是岛式换岛式，要改为岛式换侧式，预留工程除可能部分报废以外，还将造成工程改建的困难。由于节点预留工程投入巨大，并且有一定的风险，有时就干脆不预留，把矛盾留给第二线。到第二线建设时，又可能考虑工程难度，巨额资金投入和一号线运营安全等问题，最后只有改变换乘方式，以致可能降低服务水平。
3 探讨的节点预留方案
正确合理的预留原则应谎是：恰当预留、最少投入、方便后期施工。根据这一原则探讨提出的预留方案为：
(1)一号线施工时，同时施工节点范围内二号线必需的围护结构；
(2)施筑一号线底板以下的临时支柱，最好能与二号线的永久结构柱结合；
(3)按两跨连续箱梁检算二号线施工时一号线底板下被掏空状态的结构内力，据此加强一号线节点范围的纵横向配筋；
(4)对不良地层(如软土、含水砂层)，可以在—号线施工同时进行二号线的局部加固，也可以在
二号线施工时预先加固。
由于预先采取了节点围护、一号线底板临时支柱，和—号线结构按纵横向箱梁加强配筋，因此在二号线节点部分施工时可以毫无风险地采取暗挖施工。即使底板下的临时立柱需要破除改成永久结构柱，也可采取“先立后破”的办法子稳转换。
4 探讨方案节点受力粗析
本文以一号线为岛式车站，二号线为侧式车站为例，计算分析在二号线施工时，一号线节点部分的受力情况。
4．1 一号线结构轮廓尺寸
站台宽(岛式) 12.0m
主体结构宽20.7m
主体结构高12.2m
4．2二号线结构轮廓尺寸
站台宽(侧式)2*7.5m
主体结构宽>=16.0m
主体结构高6.8m
4．3计算图式
(1)纵向梁计算图式(图1)
二号线施工时，节点处一号线底板下被掏空由临时(永久)柱支承一号线结构，简化为2跨连续梁进行计算。
(2)横向框架计算图式(图2)
二号线施工时，节点处—号线底板下被掏空,纵向梁跨中截面简化为边墙及纵梁下支承的平面框架进行计算。
4．4 计算结果分析
4．4．1 纵向梁计算
计算结果见图3。由图3可知纵向粱跨中弯矩为12462kN·m，支座处负弯矩为21 740HN·m，
当地铁车站纵向筋采用Φ22@200时，基本上可满足按上述弯矩配筋的需要，边墙底部宜作加强配筋。
①虽然地面荷载没有变化，但因侧墙土体约束消失，所以顶板角点弯矩有所增大。
②由于二期工程开挖，两侧土(水)压力消失，使侧墙和墙底角点弯矩减少。
③—期工程底板下被掏空后，水压力和地基反力消失，取而代之的是侧墙和底纵梁下的支座力。
同时列车荷载起主导作用，底板弯矩发生了较大的变化，有的正弯矩变成了负弯矩。
由于横向计算时荷载总量减少，除顶板角点外，按通常的结构配筋水平，一般毋须再作太大的加强。
5 结束语
地铁车站换乘节点仅作—期工程的支撑桩柱和二期工程的局部围护，以减少初期投资的预留方案是基本可行的。虽然本文计算图式不尽合理，纵向按连续梁计算可能过于简单，横向框架按4点支承未必妥当，计算分析也十分粗略，但在一定程度上反映了结构的基本受力情况，仅供探讨比较参考。在工程设计时建议根据工程的具体情况，做必要的三维整体计算分析，以便得到较精确的设计依据。
