铁道建筑论文十篇

铁道建筑论文篇1

关键字：地铁车站 建筑设计 防火分区 防烟分区 安全疏散

地铁车站是人员密集度最高的地区之一，加强地铁车站防火设计势在必行。在地铁车站防火设计中，应综合考虑，突出重点：风亭、地面亭、风道、出入口、地下车站主体各处耐火等级设定为一级；车站地面用房间、及其四周规建或已建建筑间、构筑物间防火间距应与国家出台的防火规范相符（但必须让出防火车道）。

一、地铁车站建筑设计防火分区、防火墙设置

（一）地铁车站建筑设计防火分区

地铁车站建筑设计防火分区依据是：车站面积、车站使用功能。常规地铁车站分区为：地下两层站：地下一层——站厅层；地下二层——站台层，站厅层与站台层人流疏散公共区——防火分区。

1.常规站厅层一端设备用房有人区——防火分区，其占地面积不大于1500平方米，该端设置直接到达地面的封闭楼梯（安全疏散楼梯）；另一端设备用房——两个防火区：两个防火区间用防火墙隔断，其占地面积小于200平方米，停留人数不超过三人，并设通向邻近防火分区的甲级防火门。

2.站台层设备用房为若干小于200平方米，且常有不超过三人停留的防火分区，防火分区间用防火墙隔断，各防火分区分别设有甲级防火门通向站台。

3.防火门、防火墙设置

防火墙——防止火灾蔓延；穿墙管道与防火墙间的缝隙必须及时填塞密实，填塞材料为非燃材料；楼板——竖向防火分区隔断物，且穿楼管道与楼板间缝隙应该填塞密实，填塞材料为非燃材料；防火分区——采用防火墙隔断；防火墙（隔断防火分区）——为砌块墙，其耐火极限大于四小时；防火墙上防火门——甲级平开门，且开启方向为疏散方向；防火墙设甲级防火观测窗；公共区间非付费区与付费区栏杆处有必要设置疏散门；站厅层设备管理区配电室、变电所、消防泵房、空调及通风机房、信号及通信机房、车站控制室等设备房间隔墙——耐火极限应高于三小时；楼板——耐火极限高于两小时；房间门窗、墙体（砌筑至结构板底）应为甲级防火门窗；站台层变电所防火隔墙耐火极限高于四小时；地铁车站连通门、设备运输门应为甲级防火门或特级防火卷门。

参考《地铁设计规范》19.1.21条规定：地下出入通道长度应该被控制在100米以内，若超过这一范围，必须采取相关符合一定人员疏散的消防要求；19.1.34条规定：若地下出入通道及地下通道连续长度大于60米，应该设置机械排烟。

（三）装修材料

地铁车站内所涉及到的装修材料应为非燃材料，例如：地铁车站封闭楼梯间、疏散通道、出入口楼梯、站厅、站台等人流集散地，管理用房、设备及其顶面、地、墙装修建材，售票亭、检票亭、电话亭、座椅、广告灯箱等建材。需要注意的是，地铁车站内装修严禁使用塑料类、玻璃纤维制品、石棉等遇热产生毒气的材料。

二、地铁车站建筑防烟分区

地铁车站为封闭空间，其特点是：通风条件及对流条件差。如果地铁车站出现火灾，散热、排烟难度系数大，地铁因浓烟造成能见度下降，从而引起人员恐慌，且疏散难度大。据相关案例和数据显示，地铁车站火灾事故伤亡人数中，中毒、缺氧窒息、烟熏等为主要原因；其次，浓烟造成灭火难度增大。综上可以得出一结论是：有效减轻地铁火灾伤亡事故的措施为：科学合理设置排烟系统，且地铁建筑防火设计尤为重要。

地铁车站各防烟区面积应小于750平方米；地铁车站公共区内通常设定两个防烟区，其面积均应控制在750平方米以下；防烟区域防火区不得交叉，通常情况下，防烟区为防火区的二分之一。地铁站台层公共区与出入口间、站台层公共区扶梯口及楼梯口四周均应设置垂壁、挡烟垂帘。挡烟垂壁下缘到楼梯踏步面垂直距离应大于2.3米。各防烟区隔断层应为钢筋砼或挡烟垂壁，防烟垂壁高度应比吊顶面下高出500毫米；挡烟垂壁材料应为耐火极限大于0.5小时，且属A级燃烧性能。

如果公共区吊顶材料透空率在30%以上，则防烟垂壁应与结构板底保持一致性，地铁车站设备房及管理房处防烟分区面积应该控制在750平方米以下；如果地铁车站安全门为全高安全门，则站台层中心线上设置的挡烟垂壁有必要进行延伸处理，延伸长度至轨行区；轨行区上部挡烟垂壁设置规范为自结构底板往下垂直至建筑边界线；由于建筑构件通常会出现不同程度的变形，安全门四周应该预留50毫米宽的变形缝。

地铁车站由于处于地下全封闭的空间，所以，科学设置事故通风、排烟、防烟系统十分必要。如果排烟及防烟系统、正常通风及事故通风、空调系统三者间综合使用时，空调及通风系统应该选取可靠性、安全性、科学性更高的防火措施。此外，地铁车站防烟、排烟系统的设置应该严格按照国家相关防烟、排烟系统规范进行，并且，防烟、排烟系统应该具备一定的事故工况快速转换功能。

四、安全疏散

参考地铁规范：在地铁车站发生时，要实现在6分钟范围内将全部乘客人数、站台候车所有乘客、站台上内所有工作人员疏散至安全疏散，就普通车站而言，客流密度较小、车站高度不大。在6分钟范围内，地铁站台内乘客基本能够顺利被疏散到连接地面出入口或者达到地面，而就大型地铁车站而言，特别是埋设深度较大的地铁车站，应该中分考虑到最不利点到达出入口距离及车站深度的影响。

针对地铁车站的特殊性质，加强防火设计及安全疏散设计是保障地铁车站安全的重要途径。常规地铁车站站台层及站厅层均设置了 两组的扶梯、楼梯，而且其设置规格是依据车站远期高峰一小时上下车人流及车站超高峰系数而确定的；或依据车站具体地址，并借助列车通过某一车站高峰小时断面人流量进行核算。与此同时，车站扶梯、楼梯数目及规格应该满足一定的要求，即车站在火灾发生后，能在六分钟内将整列车乘客及站台处人员全部安全撤回安全地点。参考《建筑设计防火规范》，地铁车站站台处自动扶梯及人行楼梯的设置均应沿着车站纵向，并满足车站站台有效长度内任何位置与通道口及楼梯口距离能够被控制在40米以下。乘客专用单向通行人行楼梯规格应该控制在大于1.8米；双向通行被控制在2.4米以上。如果人行楼梯宽度超过了3.6米，其中间有必要设置扶手，且楼梯应该与建筑模数相符合。地铁管理房及设备房安全出口、楼梯宽度应被设定为1.2米；房间疏散通道单面布置宽度应该达1.2米；双面布置宽度应为1.5米。站台有效长度外两侧与轨道面间应设置一定规格的楼梯通直区间，以此方便火灾发生后，该区间内的人员疏散。

参考文献：

[1]张雄.地铁车站防排烟设计中若干问题的探讨和建议[A].2008铁路暖通空调学术年会论文集[C].2008.

[2]余斌，徐正良，宁佐利.上海轨道交通7号线花木路车站大中庭设计[A].2010城市轨道交通关键技术论坛暨第二十届地铁学术交流会论文集[C].2010.

铁道建筑论文篇2

【关键词】隧道；地铁工程；地面沉降

中图分类号：P642.26文献标识码： A 文章编号：

引言

在信息高速发展的时代，速度决定一切。我们能够在地表运动的范围也越来越小，大型甚至超大型城市的出现表明，人类能都利用的土地资源正在减少，我们必须选择一个更好的舒缓地表压力的办法。因此，向地下发展成为一个折中的办法，并且正在逐步实现。发展地下空间，刻不容缓。甚至有人语预言， 21 世纪必定是一个向下开发的世纪，不久，人们将在地下世界开发出新的城市脉络。

一、地铁的利弊

1、地铁有着许多的优点，这一点毋庸置疑，它已经在很多城市扮演了不可缺失的角色。地铁安全、可靠、准时、方便、舒适、速度快，并且不破坏地上的景观，因为它永远隐藏在地下。地铁还缓解了地上的交通阻力，将大部分的人转移到地下，非常有效的缓解了城市的交通拥堵问题。在战争时期，人们还可以利用地铁的隧道做防空洞使用，十分隐蔽和安全。

2、地铁施工也带来许多的问题。例如，施工期间给地面环境造成干扰，是路面拥堵。还会产生许多施工垃圾，如不及时处理，影响环境；施工挖掘隧道，容易引起地表的沉降。是在该范围内的建筑或者一些共建设施、绿化等扭曲、变形、倾斜，严重的甚至有倒塌的危险，所以我们要不断的加固周围的建筑；施工地铁所经过的隧道需要占用地面下很大的面积，在该面积内不能有不相关的设施，因此，原来这里地下的管道、电线等等就需要改线，这是一件很费力的事情。

隧道挖掘过程中有着对地表的扰动，使隧道周围的应力场发生很大的变化，水位也会因为这些变化而变化，这回导致上层土壤层的塌陷和固结。然后不断的传递，扩展到周围的建筑物的地基下面，再由地基传递给建筑物基础，然后不断上升，传给结构，引发不同层次的结构的内力的变化和变形，然后倾斜、倒塌。在实际的施工当中，地质的因素也是不可忽略的。实际上，不同个图层固定的度有所不同，通过对土质的研究，我们能够进一步研究沉降的程度和原因，从而加快缓解隧道施工给环境带来的伤害，并且节约相对成本，符合可持续的战略思想。

由于地铁工程是一项非常复杂和危险的建设工程，因此，了解隧道的施工规则必不可少，应该有预防又经验的开始施工工程，避免事故的发生。当下我国的地铁工程建设规模庞大、发展迅速，但是我国的地铁隧道施工技术还不成熟，还处于发展阶段。目前我们的状况是遇见困难解决困难，而不能够有效的预见困难。这样做的后果不仅仅是资源、经济的极大浪费，更有关于国家的发展前途。我们应该在未来的建设工程中不断的挖掘新的方式方法，决绝问题，并且赶超国外，尽量避免无知给沉降等问题带来的困扰。

在地铁建设完成后，运行的时候就会产生很多声音，虽然有厚厚的土地掩盖这些声音，但是还是会干扰到地面一些居民的起居。噪音还包括来往行人的声音，地铁出入口处必定是密集的人群，这会给周围居民带来一定的困扰。还有一点就是，地铁运行时会产生震动，轰隆声，这些都会让居民有所困扰。

二、地表沉降分析

首先，地表沉降是地铁隧道施工给周围环境带来的最大的问题。他可能导致的后果很多，轻则变形重则倒塌，供热管道等主要管线的破裂，使得污水或其他水上溢；另外，这些管道在又地铁施工的工程中往往改变其通道或者做加固等特殊处理。

此外，在有桥梁等设施的地方施工的时候，挖掘隧道容易是桥梁基础活动，发生沉降，抑或者对柱体产生摩擦甚至岌岌可危。当他倒塌时人们也许措手不及，造成严重的意外，后果不堪设想。

第三、沉降对房屋来说也是非常危险的。他对房屋的结构来说是种挑战。总的来说，沉降对于建筑构成的危害主要有以下几种：

1. 对房屋基础的影响。地铁施工引发的沉降，这种力不仅仅是纵向的力，也有横向的拉力，就好像是水平应变再将基础撕碎。而建筑的基础主要是承受压力的构件，因此对基础来说拉应变是最致命的破坏，他在破坏基础的时候占有主导地位。

2. 地基的承载能力减弱。土地基础具有相当大的承载能力，在地下施工作业中，不断地震动会使土地变得松散，失去承载荷载的能力。所以在施工过程中，减少震动松土是首要重点。

3. 对房屋上部结构的伤害与影响。地下施工会对建筑产生一定的力的作用，然而这种力的作用是不规则的，他会在建筑内部一次不间断的传递，建筑因此可能产生不规则的变形，从而失去重心，慢慢又倒塌的危害。

城市地铁的隧道施工所引起的建筑物倒塌事故屡见不鲜，已经更引起了有关部门和社会的高度重视。国内外最近几年，就地表沉降问题已经有过多次的理论讨论和实践论证，并且取得了不俗的成绩，获得相当成熟的理论和成果。但是在我国，相关完整的建筑保护标准还没有准确的划分标准。我国所做的沉降数据的研究，只为我们提供一个在施工中允许沉降的最大值，并以此来加固建筑或道路，或者控制施工。

这种方法是不得已而为之的，他并不准确也不算很科学，因为这种方法尚缺少足够的理论依据。根据这种方法所做的加固工程或者防护措施往往是十分苛刻的，因为怕意外的发生。但是，一些建筑物本身其实对沉降并不敏感。这样做的结果就是经济尚的损失，就是投资的增加，不符合市场经济的可发展战略。因此，找到一条属于中国的地下隧道挖掘道路迫在眉睫。我们要根据以往的经验和实际施工的情况，以及一些影响规律相结合起来，为将来的节约成本和巩固隧道挖掘技术做出贡献。

三、结语

城市隧道地铁工程在我国蓬勃发展的同时，也会涌现出大量的岩土工程技术问题。因此，完善地铁建设工程施工的规章制度，整理与之相关的理论、经验，设计跟多的施工方法，更安全、更有效的施工，这些都需要我们及时的学习和寻找，虚心在这项事业里不断提升自己的能力，不断地学习。

参考文献

[1]. 刘波，叶圣国，城市地铁施工引起的地表沉降及变形 [M], 中国铁道出报社，2009

铁道建筑论文篇3

【关键词】地铁施工；地面沉降；预测方法

在地铁施工中，由于施工引起的地层损失、土体松动及水土流失造成土体固结，从而导致地面沉降，对周围环境造成极大的影响，若处理不当，还容易造成更为严重的后果。因此，在地铁隧道建设中，无论采取哪种施工方法，都会不可避免地造成地表出现一定的沉降，若地面沉降的程度过大，就会对地面建筑物及地下管线造成影响。再加上地铁线路通常都是建在人口较多，地面建筑较多的繁华地带，使地面沉降问题受到的关注度不断升高。因此，在地铁隧道施工过程中，如何选用一种科学、可行的地面沉降预测方法非常关键。

1.土体沉降模型

在地铁施工过程中出现的地面沉降现象也叫沉降槽。在沉降槽的计算中，多数地铁施工单位都会选择Peck公式进行，认为隧道沉降槽与概率论中的正态分布曲线相似，且和地层损失呈正比。其公式为：

其中，δ（χ）为距离沉降槽中心χ处的沉降量；δmax为距隧道中心线最大的沉降量；Vs为沉降槽体积，也就是单位长度地层损失量；χ为距隧道轴线的距离；i为沉降槽宽度系数；而Vs与i则是由以下公式来确定：

其中，z为隧道埋深；φ为土壤内摩擦角。

对于地面沉降沿隧道纵向的分布，通常采用累积概率曲线公式进行计算，其表达式为：

其中，δ（y）为沿隧道掘进方向坐标为y处地表点的沉降；y为地表面点沿隧道掘进方向的坐标；yi为隧道开挖面推进起始点；yf为当前隧道开挖面的位置。

通过概率表，可得出G（0），G（0）=0.5，G（∞）=1.0。通过上式可求出，隧道开挖面上方地表处的地面沉降等于开挖面后方最大地面沉降的1-2倍。

2.实例分析

以某市某地铁工程为例，该地铁工程的盾构掘进现场根据勘探、原位测试与室内土工试验成果，根据地层的沉积年代与成因类型等情况进行分析，经该工程场地中的土层归类为四大类，即：人工堆积层（Qm1）、新近沉积层（Q43+ 2al）、第四纪全新世冲洪积层（ Q41al+ pl）和晚更新世冲洪积层（Q3al+ pl）。并根据地层岩性与地层物理力学性质，将其再次分为8个大层与多个亚层。

选取某地面作为建筑地点的沉降分析。对土体沉降进行预测采用PECK 经验公式进行，其公式为：

公式中的i由下式所决定：

其中，式中的φ值取盾构机穿越地层的加权平均值，求出i值后，该工程段为9.09。其中Vs是由公式π×r2×S2×ι给出的。其中S取盾构理论地层损伤量的17%，ι则是由盾构机主体长与经验影响范围之间的值所确定。在该工程的预测中，值为20.125m，而r值为6.14m，对编程的全部计算则是由MATLAB进行自动计算，该工程所预测出来的土体沉降量曲线，如图1所示。

通过土体沉降量预测曲线图可以看出，该工程土地面上土体沉降量最大的为18毫米。根据现行的《建筑地基基础设计规范》与对建筑现状进行全面的评估得知，建筑地面允许存在的差异沉降值在15毫米左右。因此，在该工程施工的过程中，若不及时采取有效的防护措施，18毫米的沉降量极易导致建筑物出现损坏情况。

因此，在该工程中，施工单位根据建筑地面沉降的结果，在建筑施工的工程中选用特殊的注浆材料，并采用注浆与二次注浆的施工工艺，使建筑施工得以安全、顺利进行。通过分析建筑施工过程中的检测数据，建筑地面最后出现的沉降量减少不少，对地面建筑的正常使用不造成任何的影响，从而起到保护建筑安全的重要作用。

图1 土体沉降量预测曲线

3.结束语

综上所述，沉降预测的模型种类比较多，因此，根据建筑地面沉降情况而选择科学、可行的沉降预测模型。这就要求不仅要和充分结合实际的建筑地质情况，还要与盾构机械进行有效结合。因此，在地铁隧道施工过程中，沉降预测对正确选择后续的施工工艺有着非常重要的指导性作用。通常采取有效的预测方法，以准确预算出建筑地面的沉降面积，再根据预测出来的结果采用相应有效的措施，以加强沉降控制与保证区域地层的稳定性，从而有效预防建筑对周围环境的影响与破坏，对提高建筑的安全性及保证施工单位与业主的经济效益具有重要的意义。以上实例表明，采用Peck法与随机介质法进行计算时，按照实际测量的数值对相关参数进行预测，能有效对地铁施工地面沉降、地面变形等现象进行预测，并根据预测结果采取有效的控制措施，对地铁施工建设具有重要的意义。

参考文献：

[1]林佑安.地铁施工中地面沉降的预测方法与实例分析[J].黑龙江科技信息，2013，28（5）：273.

[2]刘庆伟地铁施工中地面沉降的预测方法与实例分析[J]山西建筑，2012，33（23）：236-237.

[3]李铀，李小强，彭意.地铁施工中的地表沉陷控制方法与工程实例[J].岩石力学与工程学报，2009，28（2）：5111-5117.

铁道建筑论文篇4

出席本次会议的领导嘉宾有国家工信部原材料司副司长骆铁军、调研员谢彬、国家住建部建筑节能与科技司处长何任飞、江苏省工信委副主任高晴、中国钢铁工业协会常务副会长朱继民，中国建筑金属结构协会会长郝际平，以及来自各地协会、企业、大学、科研院所的代表共300人参加大会，会议由中国钢铁工业协会副会长迟京东和中国建筑金属结构协会钢结构专家委员会主任王明贵分别主持。

中国钢铁工业协会常务副会长朱继民，在会上对上半年钢铁行业运行情况进行介绍，自2014年以来，国内市场钢材价格一路下跌，进入2015年，下跌趋势不但没有减缓，反而更加剧烈，钢材综合价格指数从去年底的83.09点跌到6月末的66.09点，降幅19.7，已超过去年全年的降幅。朱继民指出，当前经济发展呈现速度变化、结构优化、动力转换三大特点，适应新常态、把握新常态、引领新常态是当前和今后一个时期我国经济的发展趋势，下一步中钢协的工作重点，是深入推进钢结构建筑应用等重点领域的合作、联盟，通过上下游产业链企业的协同，提高钢材产品的应用效率，这势必给钢结构企业和钢铁企业带来新的发展机会。

中国建筑金属结构协会会长郝际平在论坛上讲话，着重强调了推广钢结构建筑对化解钢铁产能过剩的重要性、必要性以及推广高强钢应用的积极意义。他说，推广高强结构钢的应用，是钢结构企业转型升级的需要，也是资源循环利用的需要，符合国家政策导向，应以住宅钢结构，桥梁钢结构为突破口，提高钢结构高强钢应用比重。并希望两大协会能够充分发挥各自优势，创新协会服务职能，推动供需双方深度结合，实现产需对接，行业联动，为行业健康有序发展探索新思路。本届论坛是国内两大行业协会首次跨界联动的一次盛会，希望通过上下游面对面交流，了解产品需求，优化建筑用钢结构。郝际平会长希望，“十三五”期间，借助国家“一带一路”战略实施，钢铁业与钢结构行业能够在经济新常态下齐头并进、稳步发展。

中国工程院院士、同济大学教授沈祖炎应邀做主题报告，从钢结构和钢材性能的研究，对发达国家的高强钢应用经验和趋势、对国内建筑高强钢应用领域和取得的成果、存在的问题进行了系统总结，提出了自己的一些思考和见解， 希望钢铁企业改进冶炼技术，针对多用途建筑用钢品种开发新材料、新产品；应该从更新钢结构建筑设计理念入手，提高钢结构建筑的高效应用单元；要从标准规范中填补高强钢应用的技术标准；希望行业协会多举办一些产学研的技术交流活动，开展各类新材料的承载性能和可靠性能的研究，为建筑主体结构应用高强钢创造条件。

本次论坛围绕“新常态下的宏观形势和政策环境，新技术、新趋势、新要求，钢铁与钢结构产业链建设，建筑领域高强度钢材供需交流、市场和供需前景探讨”的主题展开。冶金工业信息标准研究院的王丽敏副院长以及中国建筑金属结构协会建筑钢结构分会胡育科副会长分别从建筑钢结构用钢标准现状、建筑钢结构产业政策与市场环境分别进行政策解读，通过政策完善、机制创新和产业配套，扩大钢结构应用领域，优化钢材生产品种和结构，实现钢铁行业与建筑业的转型发展。中国钢结构协会冷弯型钢分会理事长韩静涛、清华大学土木水利学院教授韩林海、香港金属结构协会副会长李开源、宝钢建筑系统集成有限公司副总经理孙绪东、中天钢铁集团总经理助理万文华、中冶京诚工程技术有限公司教授级高工王立军、卓达新材研发推广建设集团总工张宇、杭萧钢构总工谢优胜等从事钢结构领域设计、研发与应用研究工作的行业知名专家、钢结构领军企业的代表，从解决钢结构建筑及高强钢应用实际问题着手，针对设计规范、产品研发、市场分析、技术标准、应用技术等内容进行深入研讨，促进产业链供需对接与创新合作，有效推进钢结构及高强钢推广应用。

论坛最后一项议程围绕“互联网+”与钢铁业的关联、与钢结构行业的关联，举行圆桌讨论，直面问题、探讨机遇，借助大数据、云平台等，如何拓展钢铁企业和钢结构企业的采购销售渠道，运用现代信息技术手段延伸企业的服务功能、贴近市场、贴近用户进行了探讨，反应热烈，原本40分钟的活动延长了一个半小时。

本次论坛由中天钢铁集团有限公司、中国联合钢铁网等单位承办，中天钢铁集团董事局副主席、副总裁高一平表示，“前沿技术”对接“企业市场”，上下游面对面的交流，共同探讨产业动态，对于钢铁行业的健康发展有着重要意义。

铁道建筑论文篇5

关键词：地铁穿越高速公路；路面沉降；数值模拟

地铁隧道穿越构筑物时，改变了原有地层应力状态，从而引起地层产生位移，造成构筑物的沉降、隆起变形。目前，针对单一工法穿越既有构筑物的研究较多，而多种工法施工对构筑物的影响研究较少。文章结合长沙市某在建地铁区间盾构隧道及车站出入口顶管下穿京港澳高速公路，对下穿施工时高速公路的隆沉变形规律进行研究。

1 工程与地质概况

1.1 工程概况

某在建地铁线路呈东西走向，与南北走向的京港澳高速公路平面交叉，区间隧道及车站2号出入口穿越高速公路。隧道下穿高速公路段为四孔钢筋混凝土框架箱涵，孔径为1-8.0m+2-12.0m+1-8.0m，高度4.8m；2号出入口穿越高速公路段为路基段；高速公路路面宽度为30m。隧道距离框架涵底部约8.6m，出入口距离路基段路面约12.4m。

1.2 地质与水文

本工程地层主要为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系上更新统冲积层（Q3al）、白垩系基岩（K）组成。地铁穿越高速公路段地层主要为人工填土、粉质粘土、圆砾、强风化及中风化泥质粉砂岩层。

场地地下水类型分为松散土层孔隙水类型（上层滞水、孔隙承压水）及基岩裂隙水。基岩裂隙多呈闭合状～微张开状，总体一般透水性差，富水性贫乏。

2 数值模拟计算分析

2.1 数值模型建立

采用三维数值模拟手段，结合高速公路的设计特点，针对地铁隧道及出入口施工的动态过程展开三维数值模拟分析，系统研究区间盾构及出入口顶管先后下穿高速公路对其造成的不利影响，重点分析箱涵及路基的位移变化情况，评价高速公路在下穿施工过程中的安全状态，并且为施工提供一定的指导。

3 数值模拟结果及分析

隧道及顶管施工造成地应力场受扰动而状态发生改变，导致地层应力损失造成高速公路及路基边坡发生变形。盾构隧道下穿框架涵的过程中，其总体呈现沉降趋势，且最大沉降量发生位置跟随盾构掘进段移动。出入口顶管下穿路基段的施工过程中，其总体呈现隆起趋势。下穿高速公路的施工过程中，框架涵最大竖向沉降量为4.5mm，路基边坡最大隆起量为6.4mm。

4 结论及建议

（1）隧道施工引起的地层损失会对地表产生沉降及位移，沉降变形规律基本符合peck理论。

（2）顶管施工时对路基段造成隆起变形，同时对盾构段上方土体带来二次变形影响。

（3）下穿施工时，应加大监测频率，实时掌控框架涵和路基段的变形情况，根据变形发展趋势，及时跟踪注浆加固，保证公路的正常运营。

参考文献

[1] 毛远凤，沈宇鹏，马建南，刘晓楠.地铁盾构下穿高速公路的路面变形特征分析[J].铁道标准设计，2013（08）：84-88.

[2] 闫鑫，叶阳升，张梅，马伟斌.地铁隧道下穿既有铁路桥施工影响分析[J].铁道建筑，2012（06）：84-85.

铁道建筑论文篇6

从“军魂”，到“路魂”镌刻建设丰碑

从1948年第一支铁道部队在炮火纷飞的东北战场诞生，1950年9月在北京圆恩寺火神庙创建铁道兵学校，到现在的石家庄铁路职业技术学院，整整57年的办学历史。

第一代铁道兵发出“大军打到哪里，铁路就修到哪里”的铿锵誓言；抗美援朝时期，朝鲜人民和祖国人民赞誉铁道兵为“打不烂，炸不垮的钢铁运输线”；和平建设时期，“汗水溶化千层岩，风枪打通万重山”，是铁道兵战士在不同恶劣的环境中锤炼出来的豪言壮语。一代伟人元帅在庆祝铁道兵成立三十周年时题词：“逢山凿路，遇水架桥，铁道兵前无险阻；风餐露宿，沐雨栉风，铁道兵前无困难”，对铁道兵给予崇高赞誉。1984年，铁道兵告别军旗，脱下军装，并入铁道部，改为中国铁道建筑总公司。在改革开放时期，不断发展壮大，适应国家经济建设需要，成为国家直属的国有特大型建筑企业，名列中国企业500强，并入选全球225家最大承包商，进入世界企业500强。石家庄铁路职业技术学院也伴随着这支队伍，改革创新，发展壮大。

从1954到1983年，在先后修建的黎湛、鹰厦、包兰、贵昆、成昆、襄渝等52条铁路干线中，战斗在铁路建设一线的技术人才有三分之二来自于铁道兵学校的“军校学员”。在社会主义建设时期，承建和修建了沈大、济青、太旧、宣大、成渝、京珠、京沪、京福、京深、京承、赣粤等上百条高速公路和高等级公路工程，累计18000公里；参加建设的机场26个，水利电力工程132项，地下铁路和轨道交通50项；房屋建筑面积3541万平方米。在火热的施工工地活跃着石家庄铁路职业技术学院毕业的莘莘学子，被中国铁建工程局称为“新时代筑路先锋”。

34年的铁道兵军旅生涯，16年的铁路行业办学，注解着“军魂”塑造的刚毅挺拔，传承着“路魂”堆砌的“中国铁军”作风，延续着铁道兵“逢山凿路，遇水架桥；风餐露宿，沐雨栉风”的战斗精神和“艰苦奋斗、志在四方”的优良传统。3次迁址、6次更名、4次改制，2000年改制为石家庄铁路职业技术学院。紧随着改革开放的春风，学院开拓创新，勇于进取，得到长足发展，“自强不息、追求卓越”的办学精神，一路诠释着从铁道兵到铁路职工，从“军校教育”到高等职业教育这种独特的文化符号。

削“军工”，增“土建”建设需求学科

1999年以前，石家庄铁路职业技术学院只有铁道工程、工业与民用建筑、财务会计、物资管理四个专业。应该说，这些专业适应了由“兵”到“工”的转换，也适应了当时的经济体制，其办学规模、培养模式、教学手段等也适应了当时的经济环境。

但是，随着社会主义市场经济的建立，随着由行业经济到区域经济的服务面向转换，这些专业远远不能满足区域经济发展对人才的需要，也不能满足人民群众日益增长的对教育消费的需要。经过调查研究和论证，从2000年开始逐步增加了一些市场急需的专业，比如根据经济发展需要，增加了楼宇智能化技术、隧道与地下工程技术、道路与桥梁工程技术，增加了机电一体化技术、数控技术，还增加了企业现代物流、企业施工会计、旅游酒店管理等专业。

在整体专业设计上，学院按照专业口径扁平化和专业群建设的思路，根据交通土建大类的专业优势，将每个工科专业都要讲授的测量课，单独划出并整合成“工程测量”专业，且根据企业的实际需求大量招生，重点建设。到目前为止，学院形成了以测绘工程类为龙头、以交通土建类为主干、以机电信息类为两翼、以人文财经类为支撑的专业格局。

在每个大类下，学院对专业又进行细分，形成专业群。比如土建大类以建筑工程技术为龙头，建设工程测量技术、铁道工程技术、楼宇智能化工程技术、隧道与地下工程技术、道路桥梁工程技术、城市轨道交通技术、工程造价、建筑装饰工程技术、建筑设备工程技术等10个专业，形成了土建专业群。又如以电气自动化技术专业为龙头，整合楼宇智能化工程技术、交通安全与智能控制技术、计算机通信技术、数控技术、计算机应用技术等，形成电子电工自动化专业群。还比如现代物流专业，整合物流管理、商业自动化、市场营销等专业形成现代物流管理专业群。

戒“赵括”，效“廉颇”打造善道师资

以服务求支持，以贡献求发展。现代工科“教书先生”，只满足于“书斋论道”是不行的，必须“贴近一线”，到火热的施工现场去，把先进的科学技术转化为现实的生产力。

按照这种思路，石家庄铁路职业技术学院采取“送出去、请进来”的方式，致力打造一支“三技复合、三级火箭”的应用型师资队伍。“三技复合”就是要求教师，在掌握教育教学技术基础上，可以进行科学研究，同时还能够进行社会服务。走上讲台是教师，拿起课题做学问，来到工地又能“开山凿路”，集教师、科技工作者、现场技术服务于一身。在这个基础上，不断冲刺技术服务、科技研究的更高等级，“长江后浪推前浪，为师善道传后人”，形成了一支符合职业技术教育特点的教学、科研、技术服务人才团队。

石家庄铁路职业技术学院利用道路与桥梁、地下工程、机电工程、环境工程、管理科学与计算机软件等研究所的优势，通过技术咨询、技术服务、技术培训等形式，瞄准企业所急，直接服务企业，服务地方经济，与企业合作解决技术难题。在打造既有学术理论造诣、又有工程技术专长的应用型师资专业队伍的同时，为施工一线服务，形成了技术咨询、技术服务和技术培训的“三维一体、服务基层”的科技服务特色。在渝怀、青藏、京沪、洛三等铁路施工现场，在高速铁路、高等级公路、高层建筑等施工项目技术服务中，运用了“大跨度钢筋混凝土箱型拱桥支架技术”、“大跨度隧道支护技术”、“连续梁桥快速施工技术”、“隧道快速掘进技术”、“空间预应力索桥建造技术”、“悬索桥架设与安装技术”、“预应力锚索桩板墙锚固技术”等，加快了施工进度，提高了施工质量，有力地推动了企业的技术进步，取得了良好的社会效益和经济效益。

在科技服务中，教师下基层、跑工地，与施工技术人员服务在一线，吃住在工地，研究在现场，经常挑灯夜战，加班加点。回到学院后，整理施工资料，充实教材内容，改进教学方法，赶写论文报告。在现有的300名专任教师中，领军人物有全国詹天佑人才奖2人，教育部教学专业指导委员会成员5人，全国交通土木工程委员会成员1人，铁道部中青年专家1人，河北省自动化协会成员1人，河北省高职高专评估委员会人员3人，河北省教学指导委员会成员1人，河北省优秀青年骨干教师1人；院长胡振文教授，在教学上从教师到教授，在管理上从处长到院长、党委书记，学术上从“灾变理论”到“智能园区建设”，一直到“智能交通控制理论”，为智能化专业建设做出了突出贡献；土木系主任隋修志教授以工程教学擅长，以“大跨度”的桥梁支架、隧道支护为关键技术，成为铁道工程、道路与桥梁、地下工程的学科带头人。学院现有技术服务级教师136名，全部有在研课题，在科研全时率不到40％的情况下，经常牺牲节假日、星期天跑现场、做实验，开展现场技术指导和技术服务，为企业积极解决施工生产中的技术难题。至今，学院有50多人经常活跃在火热的施工工地，把先进的工艺、工法传播到施工现场，也把现场新鲜的技术和管理经验带回教室，充实教材，丰富课堂。

扶“儒生”，驭“战车”培养实用人才

进入21世纪以来，面临高等教育由“精英化”向“大众化”的跨越发展，社会要求大力发展职业教育，培养数以亿计的生产、建设、服务和管理一线的高技能专门人才。学院紧紧抓住这一历史机遇，以睿智的眼光审时度势，及时更新办学理念，明确发展重点，调整工作思路，坚持“高等职业教育不动摇，高技能人才培养不松懈”，坚持学历教育与职业培训并举，致力建设区域引领、国内知名、特色鲜明的示范性高等职业学院，力争成为高等职业教育教研中心、新技艺促进中心、职工教育培训中心和高技能人才培养中心。由于定位准确，教学措施得力，人才培养成绩显著，现在石家庄铁路职业技术学院的毕业生已成为中国铁建、河北路桥集团等大型建筑企业的生力军，河北测绘大队、石家庄市政公司等大中型施工企业以及交通、房地产、电机、电器等企业的骨干技术人员大多是石家庄铁路职业技术学院的毕业生。

在前不久毕业生跟踪调查中，部分铁路施工企业对石家庄铁路职业技术学院毕业生的评价为“能征善战”，这是对石家庄铁路职业技术学院多年来办学历程、培养高技能人才的肯定。近几年来，石家庄铁路职业技术学院为各条战线输送了6000多名毕业生，其中90奔赴铁路施工第一线。他们把知识才华和艰苦创业的作风带到了工地，成为青藏铁路、高速铁路、公路等国家重点工程骨干，做出了贡献，赢得了荣誉，有的被评为国家、省、部劳动模范，“共和国青年建设功臣”。

毕业生能够在铁路施工第一线安家落户，建功立业，主要得益于“军魂”“路魂”的传统教育，得益于对学生工程实践能力的培养。学院在教学管理中注重和坚持了课堂教育与生产实践紧密结合，所学专业与国家铁路需要紧密结合，科学灌输与自我教学紧密结合，把艰苦创业、志在四方教育、热爱铁路建设事业教育，贯穿于学生的学习、社会实践、日常生活的全过程，使其在大学阶段牢固树立为祖国铁路建设刻苦学习，立志成材的思想。学院还建立了以铁路各工程局为主体的社会实践基地，结合课程进展、毕业设计、毕业实习，适时地组织学生到火热到铁路建设工地同工人、工程技术人员一道钻隧道、架桥梁。社会实践活动的开展，不但使大学生感情发生变化，并且提高了分析和解决实际问题的能力。

铁道建筑论文篇7

【关键词】地铁；车站；建筑；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

一、前言

随着我国地铁建设步伐的加快，地铁车站地面建筑物也日益增多，地铁车站地面建筑物的设计必须要从地铁运行的特点和需要出发，符合设计的基本原则，提出设计的合理方法。

二、城市地铁车站建筑的设计原则

城市地铁车站是城市地铁的交通枢纽，起到地上和地下客流的相互转换、快捷运输乘客的作用。一般是在市区内以1km间距设置一个车站为宜。在进行城市地铁车站建筑设计时，不仅需要结合地面人流量聚集的情况，设置于商业中心、广场、道路交叉口等处以充分吸纳客流和发展轨道交通的功效。因此，在进行城市地铁车站建筑设计时，必须要注意以下的设计原则：

1、城市地铁车站建筑设计应具有适应性

城市地铁车站是人流量较为集中的公共交通建筑，在设计中首先要满足地铁车站的使用功能，能够有序的组织客流的进站和出站路线；满足客流高峰小时所需要的各种面积规定及楼梯、通道等的宽度要求；上下楼梯的布局位置能够均匀的接纳客流。另外要有足够的设备用房和管理用房以满足技术设备的布置及运行管理的功能要求，车站布局还需要考虑与其他公共交通方式的换乘条件，保证城市地铁车站建筑具有的合理的、完善的、流畅的使用功能。

2、城市地铁车站建筑设计应具有安全性

城市地铁车站是建于地下的公共交通建筑，除了结构应具有安全可靠性外，作为车站建筑的设计还应该考虑到所有的安全因素，例如楼梯和自动扶梯的数量、位置以及宽度的考虑，还要必须满足在火灾情况下的紧急疏散要求；要有足够明亮的照明设施以降低人在地下的恐惧心理；有清晰、详尽的导向标牌指示安全出口通道；有完善的消防设施以及足够的新风和排风排烟设施。

3、城市地铁车站建筑应具有明显的识别性

城市地铁是一种定时的快速的公共交通，站间的运行速度很快，到站与发车的间隙时间比较短，因此车辆以及路线都必须有明显的标志；站台上也必须有鲜明的标牌，显示站名以及列车运行方向、前方到达站等。另外清晰的详尽的指示导向标牌可引导旅客准备、快捷的进站和出站换乘等。

4、城市地铁车站建筑设计应具有舒适性

以人为本的设计原则已经成为现今的设计的主流，尤其是地铁车站处于地下的环境中，更应该重视这一设计原则。作为大量客流量集散的地铁车站，在经济条件下也应尽量从以人为本的角度出发里考虑设计标准。例如，中央空调的设计、上下行自动扶梯的设置，车站内应有完善的各种服务设施、候车椅、公共电话、公厕、残疾人电梯、盲道等等，另外也要考虑车站内部的视觉环境，视觉引起的心理的舒适才会带来生理上的舒适感。

5、城市地铁车站建筑设计应尽量满足其经济适用性

城市地铁的建设投资是相当巨大的，其中土建部分的造价约占总投资的13%，因此车站建筑设计在满足功能的前提，应尽量压缩车站的长度以及车站的埋深，已达到控制成本的目的。

三、地铁车站地面建筑设计

地铁车站的建设除了要将地铁轨道作为建设重点之外，还需要结合车站功能来考虑车站的地面建筑设计，在坚持简单规整的设计原则下，尽量打造一个便于管理和运行的地铁车站环境。笔者认为，地铁车站地面建筑设计的重点主要在于以下几个方而:

1.车站出入口设计

地铁车站出入口的主要功能是疏通和引导人流，它的功能决定了其数量多、设置分散的特点。就目前来看，我国现有的地铁车站出入口设置形式多采用合建式出入口，这种设置形式采取地铁出入口和商业建筑出入口合建、连接的方法，实现了乘客和顾客两个角色之间的瞬间转换，且对城市土地资源的占用量较少，比起早期的独立设置的出入口更具实用功能。

一般来说，地铁车站出入口均以能够快速疏散人流为主要设计原则，再结合车站实际情况，将站口位置设置在较为醒目的，能够吸引客流，与地而交通换乘方便的地方。具体设置时还应该遵循以下几项原则:

（一）不宜设置在存放易燃、易爆、有害物质等建筑物的附近，比如垃圾场，石油厂等等；

（二）车站出入口的朝向应尽量迎风而设，保持车站内部的通风；

（三）不宜设置在有密集建筑群的空间附近，车站出入口还应该适当的留出疏散场地，方便火灾等意外发生后的紧急救援和疏散。

（四）地铁车站内通往室外出入口的数量，应按照车站远期超高峰小时预测客流量计算确定，一般不宜少于四个，当车站客流量较小或设置条件困难的情况下，可酌情减少，一般不应少于三个，若仅有两个出入口，则必须在车站内为对角设置方式。

2.风亭设计

（一）风亭的整体规划和定位要求

风亭应尽量设于道路红线以外，外界环境污染不超标、不影响交通、对附近居民不造成直接污染，开阔、空气流通的地方；风亭通风口不得正对邻近建筑物的门窗，风亭进、排风口距邻近建筑物门窗直线距离应不小于5m；风亭与车站周边建筑物尽量合建，并应考虑该建筑物重新开发时不影响其功能.

（二）功能要求

风亭(道)、进出风口的设计，应满足环控专业所提出的土建和工艺技术要求。一般来说，地铁车站高风亭与低风亭的设置前提为:综合考虑规划、景观、交通等因素，必要时设计为低矮风亭时，风道设计应作相应考虑；风亭设于路边时，风口底边距地面不小于2m；当风亭开口底部距地面高度小于2m时，应在风亭周围设置绿化，同时，其高度应满足防淹及安全的要求；低矮风亭布置在绿地内时高度不宜人于lm。在风亭底部有机电设备时，风口不宜直接向上，并应有良好的排水条件。

四、地铁车站建筑设计的创新

地铁车站是一项为人们服务的工程，对此，在车站建设中，应结合人的相关特点，尽量满足人们的行为及心理需要，以确保地铁车站设计的创新。

1、结合人的行为及需要设计车站的各项功能

地铁车站中人员的流动性较大，而人的行为主要有经过与停留等两方面。其中“经过”是主要行为，而“停留”则是人的短暂行为。对此，人们经过的路段，必须是通常快捷，以减少“经过与停留”之间的影响。如，人们自进站到上车的过程，必须经过出入口、买票、通道、进闸机、电梯以及站台等地方。研究人们的这一行为过程，便知人们会在买票的过程中停留及聚集，而聚集将对人的经过产生影响，对此，应在地铁的售票处设置较大的空间。若售票机或者售票亭设置在站厅的入口处，则其对人们的影响将会增大。由此可见，在设计地铁车站时，应综合考虑这一因素。如，将售票机嵌入墙内。深入了解人的行为，便于更好规划及组织出入站的客流路线，促使地铁车站的设计创新。

2、结合人的心理感受设计车站的空间环境

在地铁车站的设计上，应当本着以人为本的原则，应当站在乘客的角度去考虑设计。人们对每个地铁站的印象也是至关重要的，地铁站的环境直接或间接的影响了人们的心情。这些外在的因素对于设计者在设计当中都应当考虑进去，无论是在闹市或相对僻静的地方，加进人文的因素，对地铁站的长期发展也有着一定的促进作用。地铁站不同于火车站，虽然在人流方面没那么多，但是相对其他交通环境来说也是不小的数字。所以在地铁站的内部设计上，设计师必须要选择一个相对较好的空间环境，能适应大量的人流，并且在照明、广播或其他一些广告上应该给予相应的重视。环境对于乘客的心理有着很大的影响。能否设计出让人满意的环境也是对设计师的基本要求。不同的环境可以带给人们不同的心理变化，比如地铁站的空气流通、颜色布局、灯光的舒适度，在这些方面很多城市做的都不够好。拿北京地铁站来说，使用的是一个直线式的空间设计，人们只能来来往往，乘客稍微多点就非常的拥挤不堪，在乘客眼中只能算是一个大走廊。这样就与人性化的设计背道而驰了。而对于前面说的，展示地铁的文化性和特殊性的方面基本上是没有的。火车站在这些方面做的比地铁要人性化、自然化。

五、结束语

总而言之，地铁车站地面建筑物的设计必须要秉承科学设计、合理设计的原则。在综合地铁周边建筑物建设的情况下，按照地铁建设和运行的需要，科学的进行地面建筑物的设计。

【参考文献】

[1]地铁设计规范（GB50157-2003）[S].中国计划出版社,2012.

铁道建筑论文篇8

摘要：地铁；主体结构；变形监测；分析

一、地铁的主体结构监测的必要性

1、地铁结构随地层的隆沉引起变化

地铁建设过程中主体结构的变化主要随地层隆沉而变化。比如南京市地处沿海地区，局部有软土层和地震液化层，整体沉降量较大。南京地铁1号线工程地下段采用明挖或盾构法施工，存在围护结构施工、因降水引起地下水位变化及基坑开挖过程会产生基底土卸载，造成坑底隆沉；主体构筑、覆土回填会重新给基底土施加荷载，造成地基的隆沉；而主体结构竣工后地下水位的变化会对结构产生浮力，减少结构沉降的趋势，浮力过大时会造成结构上浮。地铁工程结构本身由于地基的变形及内部应力、外部荷载的变化而产生结构变形和沉降。如结构变形和沉降超过允许值，将会对地铁的运营造成影响，甚至会造成运营中断。对结构进行监测，了解变形情况，分析变形原因并采取有效措施，对于预防事故、保证地铁的正常运营是非常重要的。

施工期间除在基坑开挖、主体结构构筑过程中需对地面进行监测外，还要对周边建筑物、地下水位变化进行监测，实践证明这些监测项目都在发生不均匀的沉降变化。如南京市从1950年开始，随着地下水的开发，地面沉降一直在发展，初期年沉降仅几个毫米。解放后随着工农业的发展，地下水开采量逐渐增加，地面沉降越来越严重，1959--2000年最大累计沉降值已达2.85 m。南京地铁沿线累计沉降量2.0―2.5m的面积已达37 km2。综上所述，地铁在施工及运营期间对主体结构进行监测是十分必要的。

2、不同的线路敷设形式存在结构变形差异

地铁工程呈线状分布，分布范围较长，整个工程范围内由于线路敷设形式不同有可能存在着不均匀沉降的问题。一条地铁线一般包含地下线、高架线和地面线等不同的线路敷没形式，如图1所示。地下结构有采用盾构施工的圆形隧道、明挖施工的矩形结构及暗挖施工的马蹄形结构，高架部分有连续梁、简支梁、钢混结合梁等不同的结构形式，地面线路基部分有填土、挖方等情况，不同结构形式变形复杂，各分体结构存在差异变形，需要及时了解全线各部位特别是衔接处的变形情况。

3、既有线与新建工程存在结构变形差异

个别地铁项目存在既有线改造的情况，随着城市规模和经济水平的快速发展，早期建设的地铁已经不能满足现代生活的需要，需要从规模和标准上进行改造。改建工程要充分利用了既有段区间结构，只对车站进行拆除、改建，每个改建站两端均与新结构体衔接，衔接处均存在着新旧结构间的差异沉降问题。差异沉降量势必影响到结构的稳定，甚至会影响到地铁线路的正常运营。因此，需在运营期间对地铁结构、轨道结构等进行变形监测，及时准确地了解结构变化

趋势，针对变形情况采取必要的补救措施，以保证地铁正常运营。在建的新规划地铁利用一段既有人防工程，在建设中也应再视变形监测。

4、地铁运营会诱发结构变形

地铁运营时反复的振动和曲线上未平衡的离心力等的作用都可能诱发区间隧道洞体的形变和隧道周围土体性质的变化，因此也是地铁运营监测的重要原因。

5、地铁周边环境的改变也会造成结构变形

地铁所经过的沿线多是城市繁华地带，一些高层商务楼宇正在或即将施工建设，这些距地铁较近的建筑物在施工期间极易引起地铁结构的变形。为此，在周围工程开工前，对地铁制定适宜的监测方案，伴随周边工程的建设，对地铁进行变形全程监测也是十分必要的。

二、地铁主体结构监测工作重点

1、通过监测随时掌握地铁结构变形全貌

通过监测可动态收集地铁结构变形信息，掌握结构变形情况，保障运营安全，确保工程的可靠度。地下结构和高架桥结构形式不同引起的变形也不尽相同，通过监测可验证沉降变形理论的正确性和可靠性，了解结构实际受力状态，判断结构的安全承载能力和使用条件。通过监测系统收集各种技术数据，建立数据库，以便更好地随时掌握结构变形全貌。可及时发现变形现状及发展趋势，并采取处理措施预案。

2、重视积累监测资料，提供病害治理可靠依据

随着城市的不断发展，地铁等轨道交通建设规模必然不断扩大，并将成为城市公共交通的重要支柱。城轨交通的安全运营已成为城市窗口形象，通过对地铁主体结构监测，收集监测数据、记录整治方案，系统地整理、积累资料，及时掌握现有建成地铁工程运营变形情况。通过对主体结构进行监测，及时准确掌握现有建成地铁工程的运营变形情况，不断总结相关经验教训，为病害治理提供可靠依据，也可供今后相关工程设计、施工、运营维护时借鉴。

3、重点监测位置

根据理论分析和以往的经验，一般对地铁的以下主体部分进行重点监测，掌握重点位置的结构变形情况：

(1)车站与区间衔接处的差异沉降；

(2)地铁穿越河流、不良地质地段的隧道区段的特殊沉降；

(3)既有隧道与新建隧道衔接处的差异沉降；

(4)区间联络通道附近衔接处的差异沉降；

(5)地铁沿线有高大建筑或工程正在施工的地段对隧道的影响；

(6)本线与后建设的地铁线路交叉点附近地段对本线隧道的影响；

(7)高架桥地段的墩台沉降、梁体的挠曲变形；

(8)隧道、高架桥与路基的过渡段的差异沉降；

(9)地铁穿越国家既有铁路对隧道的影响。

4、地层沉降理论的支持和分析

对于地铁建设时和运营后主体结构的地层沉降，一般采用现在通用的理论，如派克法、有限元法和派克修正公式对地表沉降量进行估算。派克(Peck)法是假定地层损失在隧道长度上均匀分布，地面沉降在垂直隧道方向上正态分布。对隧道上方地表沉降槽横向分布的地面沉降量提出估算公式。计算结果应根据工程的具体地质情况和土质特征，一般要对估算公式进行修正，并通过监测得到验证。

5、对重要建筑物的地基变形计算依托的理论依据

对于地铁附属的重要建筑物和周围紧邻的高大建筑物的建设对地铁主体结构的影响，首先要掌握建筑物荷载在地基土层中引起的应力变化，其次必须掌握地基土层的分布情况及其应力一应变关系特征，由此可预先计算出将发生的变形值。对建筑物而言，在一般情况下最主要的是地基的竖向压缩变形，表现为建筑物基础的沉降。因此，地基变形计算通常即指基础沉降计算。自地铁开始施工之日起，对地铁保护区范围内的新建建筑物，就要进行监测，直至评定其已经稳定，或变形值和变形速率在正常值范围内。一方面要对建筑物基坑围护结构的变形进行监测，同时对临近建筑物地段的地铁结构重点加强监测。根据工程情况和变形情况，采取适当的监测方案，必要时采取现场设置探头和传感器，用光缆传输数据，远程适时监测。

三、结论

建议地铁及其它城轨等工程项目，在施工期间及竣工运营后，把对主体结构的沉降、水平位移、收敛等变形监测工作提到议事日程，重视资料的整理和积累。给出主体结构的变形情况，以及主体结构变形今后的发展趋势，并提出整治方案。逐渐修正理论依据，完善监测方法，使地铁监测成为保障地铁运营安全、维护城市窗口形象的主要工作项目。

参考文献：

[1]夏才初，潘国荣，等．土木工程监测技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001．

[2]陈希哲．土力学地基基础[M]．北京：清华大学出版社，2007．

[3]马振海．城市轨道交通线路的敷设形式[J]．城市轨道交通研究，2005(3)：27―30．

铁道建筑论文篇9

关键词　轨道交通系统　环境　振动影响分类号

1 　国内外研究工作概况

      随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大,振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的普遍注意. 国际上已把振动列为七大环境公害之一,并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等. 据有关国家统计,除工厂、企业和建筑工程外,交通系统引起的环境振动(主要是引起建筑物的振动) 是公众反映中最为强烈的[ 1 ]. 随着城市的发展,在交通系统设计规划中,对环境影响的考虑越来越多. 这主要因为过去城市建筑群相对稀疏,而现在,随着城市建设的迅猛发展, 多层高架道路、地下铁道、轻轨交通正日益形成一个立体空间交通体系,从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民点、商业中心和工业区. 如日本东京市内的交通道路很多已达到5 ～7 层,离建筑物的最短距离小到只有几米,加上交通密度的不断增加,使得振动的影响日益增大. 交通车辆引起的结构振动通过周围地层向外传播,进一步诱发建筑物的二次振动,对建筑物特别是古旧建筑物的结构安全以及其中居民的工作和日常生活产生了很大的影响. 例如在捷克,繁忙的公路和轨道交通线附近,一些砖石结构的古建筑因车辆通过时引起的振动而产生了裂缝,其中布拉格、哈斯特帕斯和霍索夫等地区发生了由于裂缝不断扩大导致古教堂倒塌的恶性事件. 在北京西直门附近,距铁路线约150 m 处一座五层楼内的居民反映,当列车通过时可感到室内有较强的振动,且受振动影响一段时间后,室内家具也发生了错位. 另外,由于人们对生活质量的要求越来越高,对于同样水平的振动,过去可能不被认为是什么问题,而现在却越来越多地引起公众的强烈反应. 这些都对交通系统引起的结构振动及其对周围环境影响的研究提出了新的要求,也引起了各国研究人员的高度重视[ 2～21 ].

      日本是振动环境污染最为严重的国家之一,在其“公害对策基本法”中,明确振动为七个典型公害之一的同时,还规定了必须采取有效措施来限制振动. 在“ 限制振动法”中,特别对交通振动规定了措施要求,以保护生活环境和人民的健康. t. fujikake 、青木一郎和k. hayakawa 等[ 9 ,17 ,21 ] 分别就交通车辆引起的结构振动发生机理、振动波在地下和地面的传播规律及其对周围居民的影响进行了研究,提出了周围环境振动水平的预测方法.

      面对公众的强烈反映,英国铁路管理局研究发展部技术中心对车辆引起的地面振动进行了测试,主要就行车速度、激振频率和轨道参数的相关关系以及共振现象进行了实验研究. 瑞士联邦铁路和国际铁路联盟(u ic) 实验研究所(ore) 共同执行了一项计划,以a. zach 和g. rutishauser 为首的研究小组研究了地铁列车和隧道结构的振动频率和加速度特征,从改善线路结构的角度提出了降低地铁列车振动对附近地下及地面结构振动影响的途径. 美国g. p. wilson 等针对铁路车辆引起的噪声和振动,提出了通过改善道床结构形式(采用浮板式道床) 和改革车辆转向架构造以减少轮轨接触力的方法,降低地铁车辆引起的噪声和振动的议.

      交通车辆引起的结构和地面振动是城市交通规划中的一个重要问题,由其进一步引发的周边建筑物振动以及相应的振动控制和减振措施,在规划和设计的最初阶段就应加以考虑. 为此,德国的j . melke 等提出了一种基于脉冲激励和测试分析的诊断测试方法,来预测市区铁路线附近建筑物地面振动水平,并通过不同测点数据的传递函数分析研究了振动波的传播规律. f. e. richart 和r. d. woods 等则针对隔振沟和板桩墙等隔振措施进行了实验研究.

      此外,西班牙、捷克等国在这些方面也做了大量的测试、调查和研究工作,通过对几种不同场地土的测试结果统计,分析了列车引起的地面振动波的传播和衰减特性,并从降低行车速度、减轻荷载重量、提高路面平整度等方面提出了减少振害的措施.

      在国内,虽然城市建设起步得较晚,但随着现代化的进程,交通系统大规模发展的趋势是极为迅速的. 由于轨道交通系统具有运量大、速度快、安全可靠、对环境污染小、不占用地面道路等优点,成为缓解城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段. 目前,我国已经拥有或正在建设地下铁道的城市越来越多,不少城市还在筹建高架轻轨交通系统. 近年来在城市交通系统建设中,对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预测,如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对附近的文化和科研机构产生振动影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑产生振动影响、拟建的京沪高速铁路沪宁段高速列车对苏州虎丘塔可能产生振动影响等. 为此,国内不少单位已开始结合北京、上海、沈阳等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动问题进行研究,发表了初步的研究成果[ 22～43 ].

2 　振动的产生、传播规律及其对环境的影响

      对我国几个典型城市的调查结果表明,交通车辆引起的环境振动水平较高. 根据铁路部门的实测,距线路中心线30 m 附近的振动可达80 db. 地铁列车通过时,在地面建筑物上引起振动的持续时间大约为10 s. 在一条线路上,高峰时,两个方向1 h 内可通过30 对列车或更多, 振动作用的持续时间可达到总工作时间的15 %～20 %. 最近在我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试,结果表明,当地铁列车以15～20 km/ h 的速度通过时,地铁正上方居民住宅的振动高达85 db , 如果列车速度达到正常运行的70 km/ h 时,其振级可能还要大得多. 可见由列车运行引起的环境振动已不同程度地影响了居民的日常生活.

      在轨道交通系统中,由运行列车对轨道的冲击作用产生振动,并通过结构(隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础) 传递到周围的地层,进而通过土壤向四周传播,诱发了附近地下结构以及建筑物(包括其结构和室内家具) 的二次振动和噪声. 对于地下铁道,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用了隔振措施等,此外列车与轨道的动力相互作用也会加大振动作用.

      有调查表明,地铁列车在隧道内高速运行时,距轨道水平距离1. 5 m 处,振级平均值为81 db ;24 m 处,振级平均值为71. 6 db. 这说明随着距轨道水平距离的增加,振级将不断衰减. 此外,地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深. 速度越高,振动干扰越强,影响范围越大(列车速度每提高一倍,隧道和地面的振动增加4～6 db) ;埋深越大,影响范围越小. 文献[25 ] 采用计算机模拟的方法得到地铁列车引起的地面振动随距离的分布:在距隧道中心线40 m 左右的地面为加速度的局部放大区;对于1～3 hz 的低频振动加速度,尽管幅值大小不同,都在0 、36 、60 m 附近出现了放大区;对于5～6 hz 的中频加速度,只有0 m 和30 m 二个放大区,距离再大时就迅速衰减;对> 8 hz 的高频加速度则随距离的增加而逐渐衰减. 北京曾就地铁列车对环境的振动影响进行过实测,得到了与上述分布规律相同的结果.

      对于高架轻轨系统,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、桥梁结构类型和基础类型、桥梁跨度、刚度、挠度等,列车与桥梁的动力相互作用也会加大振动作用. 目前国内尚无建成的高架轻轨系统,无法进行现场测试. 但文献[22 ,23 ] 通过力学计算、文献[29 ] 通过对铁路高架桥和路基线路的实测分析,求得高架轻轨系统在列车运行时所引起的周围地层的振动特性,得出了以下结论:

(1) 轻轨列车振动所引起的地面振动,在某一距离范围内,随距线路距离的增加而衰减,在达一定距离后会出现反弹增大(约在40～60 m 间),但总趋势是随距离的增大而逐渐衰减.

(2) 轻轨系统桥梁的基础类型对地面振动的影响非常大. 采用桩基时,地面振动的位移、速度、加速度值均比采用平基时的小许多,且桩基时,地面振动随距线路距离的增加而衰减的速度也较平基时大. 甚至由于采用了不同的桥梁基础,沿线建筑不同楼层的振动响应也有所不同. 采用浅平基础时,上面楼层的响应比下面楼层的强烈,采用桩基时各楼层的差别就小得多. (3) 高架桥线路与路基线路相比,环境振动将大幅度降低. 距线路中心线30 m 处的振动强度可降低5～10 db.

(4) 高架轻轨的桥梁结构设计应注意避免车桥产生共振,以减小对系统振动的影响.

列车运行对大地产生的振动主要以三种波的形式传播,即横波、纵波和表面波. 日本erichi taniguehi 等的研究表明:位于地下2 m 深处振动加速度值为地表的20 %～50 % ;4 m 深处为10 %～30 %. 可见在车辆运行产生的环境振动中,表面波占主要地位.

      由于能量的扩散和土壤对振动能量的吸收,振动波在传播过程中将有所衰减. 不同类型的振源,不同的振动方向,不同的传播方向以及不同的土介质,对振动的衰减也是有区别的.

      据文献[ 2 ,29 ,30 ,34 ] 的实测结果知,振动强度的分布具有以下特点:从振源的频率分布上看,以人体反应比较敏感的低频为主,其中50～60 hz 的振动强度较大;从列车速度的影响上看,随行车速度的提高,振动有增大的趋势;就地面振动随距离的衰减而言,距轨道中心线越近,同一列车引起的地面振动就越大,反之则越小. 很多文献认为列车运行所产生的地面振动随距线路距离增加而有较大的衰减是一般规律,见图1 (a) . 但是也有文献得出了不同的结果: 文献[38 ] 和[ 42 ] 曾分别在桥梁(京沈线滦河桥,跨度32 m 上承式钢板梁桥,桥墩高8～10 m , 车速50～80 km/ h) 和线路附近(京广线,车速25～110 km/ h) 测试了列车通过时地面振动加速度随距离的变化规律,结果分别见图1(b) 和(c) . 图1 中g 为振级;ε为各测点加速度与路基处加速度的比值. 可以发现地面振动分别在距桥墩60 m 左右处和距线路40 m 左右处出现了加速度反弹增大的现象. 这一测试结果是与理论计算的结果相吻合的[43 ]. (a) 位置分布(b) 桥梁附近(c) 线路附近

      随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑. 由于列车引起的地面水平方向振动,在传导过程中的衰减要快于垂直方向的振动,因而沿线建筑物内垂直方向的振动将大于水平方向的振动. 实测结果表明:建筑物的水平振动一般约小于垂直振动10 db[41 ] ,因此在评价建筑物受铁路环境振动的影响时,可以垂直方向的振动为主. 就不同楼层而言,一般来说,中低层建筑,特别是4 层以下的,随着楼层的增加,振动的强度有增大的趋势. 文献[41 ] 对7 座3～5 层楼房的测试结果和文献[ 43 ] 的理论分析结果都表明:在距列车不同的距离上,3～5 层的振动强度均比1 层高出约3～5db.

      随列车速度的提高,附近建筑物内的振动有增大的趋势(尤其是楼房) [ 41 ,43 ]. 而由列车引起的沿线地面建筑物振动,其振级的大小与建筑物的结构形式、基础类型以及距地铁的距离有密切的联系. 对于基础良好、质量较大的高层钢筋混凝土建筑,由于其固有频率低,不易被激起较大的振动,因而其振级较之自土壤传来的振级可衰减10～20 db. 在距地铁隧道水平距离32 m 处,高层建筑地下室内实测振级不大于60 db ,1 层以上则测不出地铁行驶时引起的振级;基础一般的砖混结构住宅楼可衰减5～10 db ; 而基础较差的建筑,如轻质结构或浅基础建筑,则衰减量很小,其振级与土壤振级接近,甚至还会出现室内振动大于室外地面振动的情况.

3 　减振隔振控制措施

      如前所述,城市轨道交通系统产生的振动可以通过结构和周围地层传播到振动影响到的区域或个人. 为降低振动或控制振动的不利影响,可从降低振源的激振强度、切断振动的传播 途径或在传播途径上削弱振动、合理规划设计使建筑物避开振动影响区等几个方面着手. 根据有关资料,减少振源振动可采取以下几种措施[ 13 , 34 ]:

(1) 采用60 kg/m 以上的重轨,并应尽量采用无缝线路. 重轨具有寿命长,稳定性能和抗振性能良好的特点,无缝线路则可消除车轮对轨道接头的撞击.

(2) 减轻车辆的簧下质量,避免车辆与轨道产生共振,这样可降低振动强度10～15 db.

(3) 对于地铁而言,适当增加埋深,使振动振幅随距离(深度) 增加而加大衰减;采用较重的隧道结构也可降低振动幅度.

(4) 对于在地面上运行的轻轨系统,应首先考虑采用高架桥梁. 与普通路基相比较,高架系统不但产生的振动要小,而且占地面积也小,特别适合市区.

(5) 高架轻轨系统的桥梁应优先采用混凝土梁以及整体性好、振动较小的结构形式;合理设计跨度和自振特性,以避免高速运行的列车与结构产生共振. 另外,墩台采用桩基础,可获得较浅平基础好的减振效果.

(6) 采用合适的道床和轨道结构型式,增加轨道的弹性. 瑞士联邦铁路和比利时布鲁塞尔自由大学等都在研究新型的弹性轨枕和复合轨枕以减小动力冲击力,并将有效地降低车辆、轨道和附近环境的振动.

      对地铁而言,为减少维修工作量,一般都采用整体道床,其中包套式短枕整体道床、塑料短枕整体道床、浮置板式整体道床等几种道床型式都可起到减振作用. 对高架轻轨而言,道床结构形式主要有两种:一是有碴式道床结构型式,二是无碴道床结构型式. 从国外情况看,美国、加拿大多采用无碴式整体道床,德国、新加坡多采用有碴道床,香港地铁高架部分均采用无碴道床,日本轻轨采用有碴道床和混凝土板式道床.

      从减振效果来说碎石道床优于整体道床,但碎石道床具有稳定性较差、养护工作量大、自重较大、轨道建筑高度较大且道床易污染等缺点,所以宜采用整体道床,其弹性不足的问题可以利用减振效果好的弹性扣件或其它减振措施弥补. 整体道床包括无枕式整体道床,短枕式整体道床,长枕式整体道床和纵向浮置板式整体道床. 其中纵向浮置板式整体道床减振效果显著,尤其是低频域减振效果更好. 无论是有碴道床还是整体道床,都可在道碴或凝土板下面设置橡胶减振垫,减振效果可达10～15 db[ 2 ,4 ,14 ,34 ] . 采用适当的弹性扣件,可以增加整体道床的弹性. 例如,在北京地铁使用的d ti 型和d tv 型扣件中,d tv 型扣件经过室内试验比d ti 型扣件可减少振动5～8 db.

      弹性垫层是增加扣件弹性的重要组成部分. 要改善整体道床的缺点,可采用高弹性垫层, 以提供轨道所需用的弹性,缓冲列车的动力作用. 北京地铁一二期工程采用轨下10 mm 橡胶垫板、铁垫板下一层塑料垫板作为弹性垫层,但发现弹性不足. 北京新建的地铁和上海地铁采用轨下一层、铁垫板下两层圆柱型橡胶垫板,均能满足一般地段需要. 需要指出的是,道床型式、扣件型式及弹性垫层之间都要有合理的匹配关系. 为阻止表面波的传播,可采取切断振动传播途径或在传播途径上削弱振动的措施. 在地表层采取挖沟、筑墙等措施有一定效果. 有三种隔离模式:弹性基础、明沟和充填式沟渠. 弹性基础对较高频率的隔振效果较好,但由于弹性基础的存在,轨道上的最大低频加速度会被放大, 所以无论是对运行列车的平稳性还是对于周围环境的隔振来说,弹性基础并不是很理想的方法;对于明沟和充填式沟渠,一般来说,减振沟越深,其有效隔振频率的下限就越低,减振效果越好,它们可以完全切断振动波的传播,只要沟的深度足够,就可以获得理想的隔振效果.

      减振墙也常用来作隔振使用,其效能与减振沟类似. 有试验表明,减振墙的板质、厚度和深度对减振效果均有影响. 向地层下打入柱桩,形成柱列或柱阵可以获得显著的减振效果,国外已成功地采用这种措施防止地铁和其它振动对建筑物的干扰. 对于点振源,在其周围设置由具有一定质量的隔振材料形成的阻波区( wave impeding block) ,可以很好地隔绝振动波的扩散. 阻波区隔振的基本原理是利用隔振材料的振动来吸收振源传出的振动能量,其减振效果与隔振材料的质量和埋置深度、阻波区的宽度有关. 台湾某高架桥系统,在桥墩的周围设置环状的阻波区后,环外地层的振动强度下降了5～15 db[ 45 ].

4 　减轻轨道交通系统对周边建筑物振动影响的规划设计原则

根据国内外的研究成果,为减轻轨道交通系统对周边建筑物的振动影响,规划设计中应遵循以下原则:

(1) 规定地面建筑物到地铁隧道或高架轻轨线路的水平距离,必须在古建筑附近修建地铁时,还应规定地铁隧道的埋深,以利用振动能量的传播衰减来降低振动水平.

(2) 对新规划的建筑物,应使其位置避开振动波传播的放大区;对既有的古旧建筑物或其它对振动敏感的建筑物,在规划轨道交通线时,应使振动放大区离开它们的位置.

(3) 在地铁及高架轻轨沿线的建筑物应以基础结构牢固的楼房为主,避免建造轻质结构或基础较浅的房屋. 建筑物的振动特性应合理设计,以防止其振动频率与列车产生的振动一致而形成共振.

(4) 在轨道交通规划布局中,应充分老虑利用振动波的天然屏障,如河流、高大建筑物等, 来隔绝振动的影响.

参考文献

1 　守田荣. 振动篇— 公害防止管理者国家实验讲座. 东京:日本工业新闻出版社,1981

2 　volberg g. propagation of ground vibrations near railway tracks. j . of sound and vibration , 1983 , 87(2) :371～376

3 　ore. question d151. vibrations transmitted through the ground : [ technical report ] .office for reiur , nl , 1989.

4 　ore. question dt217. measures against structure borne noise & vibrations : [ technical report ] . office for reiur , nl , 1991

5 　dawn t m. ground vibration from passing trains. j . of sound and vibration , 1979 , 66(3) : 355～362

6 　dinning m g. ground vibration from railway operations : [ rapporteur′s report ] . j . of sound and vibration , 1983 , 87 (2) : 387～389

7 　dawn t m. ground vibration from heavy freight trains. j . of sound and vibration , 1983 , 87(2) : 351～356

8 　verhas h p. prediction of the propagation of train2induced ground vibration. j . of sound and vibration , 1979 , 66(3) : 371 ～376

9 　fujikake t. a prediction method for the propagation of ground vibration from railway trains1 j . of sound and vibration , 1986 , 111(2) : 289～297

10 　bata m. effects on buildings of vibrations caused by traffic.building science , 1985 , 99(1):1～12

11 　rucker w. dynamic behavior of rigid foundations of arbitrary shape on a half2space. earthquake engineering and struc2 tural dynamics , 1982 , 66(5): 674～690

12 　tassily e. interaction dynamique voie/ rouie : modeles existants et perspectives de recherche. revue generale des chemine de fer , 1988 , (107): 23～30

13 　watts g r. case studies of the effects of traffic induced vibrations on heritage buildings : [ technical report ] . berkshire : transport and road research laboratory , 19871

14 　wilson g p. control of ground2borne noise and vibration. j . of sound and vibration , 1983 , 87(2) : 339～350

15 　kurzweil l g. ground2borne noise and vibration from underground rail systems. j . of sound and vibration , 1979 , 66 (3) : 363～370

16 　bata miloslav. effects on buildings of vibrations caused by traffic. j . of buildings and science , 1977 , (6) :221～246

17 　hayakawa k. reduction effects of ballast mats and eps blocks on ground vibration caused by train and its evaluation. proc. inter2noise′92 , 1992. 233～240

18 　kurzweil l . ground2borne noise and vibration from underground system. j . of sound and vibration , 1979 , 66(3) :363～ 370

19 　degrande g. a special and finite element method for wave propagation in dry and saturated poroelastic media : [ ph. d the2 sis] . belgium : k. u. leuven , 1992.

20 　richart f e , woods r d. vibration of soils and foundations. new jersey : prentice2hall , inc , englewood cliffs , 19871

21 　青木一郎. 铁道交通による振动とその周边居民に对する影响1 东京:东京都环境科学研究所年报,1994 ,(18) :24～30

22 　夏禾,冯爱军,张弥. 高架轻轨系统列车振动效应研究. 地铁与轻轨,1992 ,(2) :27～33

23 　夏禾,冯爱军,张弥. 轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析. 北方交通大学学报,1994 ,18(1) :1～8

24 　夏禾,陈英俊. 车—桥—墩体系动力相互作用分析. 土木工程学报,1992 ,25(2) :1～10

25 　xia he. a study of vibration effects of underground trains upon surrounding environments. advances in structural engi2 neering. beijing : railway publishing house , 19951116～122

26 　王毅. 浅淡地铁振动与噪声. 地铁与轻轨,1993 ,(2) :19～20

27 　王毅. 北京地下铁道振动对环境影响的调查与研究. 地铁与轻轨,1993 ,(2) :21～25

28 　潘昌实,谢正光. 地铁区间隧道列车振动测试与分析. 土木工程学报,1990 ,23(2) :21～28

29 　潘昌实,刘维宁. 隧道列车振动试验与动态分析. 兰州铁道学院学报,1985 ,4(2) :1～21

30 　孙家麒. 振动公害浅谈. 环境保护,1979 ,(5) :25～27

31 　孙家麒. 振动公害的治理. 环境保护,1979 ,(6) :34～37

32 　盛碧华1 城市轨道交通高架桥上道床结构型式探讨. 地铁与轻轨,1993 ,(2) :26～31

33 　傅光新编译. 地铁轨道基础参数对隧道衬砌振动的影响. 地铁与轻轨,1993 ,(2) :40～43

34 　周才宝. 地下铁道整体轨下基础. 地铁与轻轨,1994 ,(2) :29～31

35 　铁道部科学研究院铁道建筑研究所1 广深线准高速铁路行车噪声、振动环境影响和治理措施的研究与试验: [ 研究报告] . 北京:铁道部科学研究院,1995.

36 　铁道部科学研究院环境评价与工程中心. 北京西至黄村联络线环境影响报告书:[ 研究报告] . 北京:铁道部科学研究院, 1995.

37 　茅玉泉. 交通运输车辆引起的地面振动特性和衰减. 建筑结构学报,1987 ,(1) :12～19

38 　杨光辉. 列车运行引起的地面振动衰减规律研究: [ 学位论文]1 北京:北方交通大学,1998.

39 　潘昌实,谢正光. 北京地铁列车振动对环境影响的探讨. 隧道及地下工程学会第七届年会论文集,北京:1992. 424～431

40 　姚正伦. 重庆地下轻轨列车运行地面振动效应的预测与评价. 隧道及地下工程学会第七届年会论文集,北京:1992. 372 ～379

41 　马筠. 我国铁路环境振动现状及传播规律. 中国环境科学,1987 ,7(5) :4～7

42 　陈实. 高速铁路列车对周围环境的振动影响研究: [ 学位论文] . 北京:北方交通大学,1997.

43 　于大明. 轻轨列车作用下高架桥梁系统振动及其对周边环境的影响. 桥梁及结构工程学会第12 届年会论文集,北京: 1996. 632～640

铁道建筑论文篇10

关键词：铁路；中小型客站；建筑设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

目前，对中小型客站设计已显露出小站大作、建筑造型类同赶过场、地域文化表面化等现象。这种固守陈规的思维模式已不能适应新时期客站建设的要求，所以，探索和研究中小型客站建筑设计的新思路，是客站建设关注的热点和重点。

一、新时期中小型客站建设的特点

1、建设规模大

根据《国家铁路“十二五”发展规划》，到2015年，铁路营业里程将由2010年底的9.1万公里，增加到12万公里；从投产里程看，“十二五”期间仍是铁路持续、快速发展的阶段。为实现点线能力配套，“十二五”期间共有五百九十余座新客站开展设计与建设，其中中小型客站在新一轮铁路建设高潮中将占主导，数量上占绝对优势。

2、建筑规模小

目前，新建或改建的省级、副省级铁路客站基本上已完成方案设计，并确定了最终方案。省级、副省级铁路客站一般属于大型或特大型客站，这类客站建筑规模大，采用大跨度结构，结构造型趋向多元化，交通流线更为复杂。地、县级铁路客站多属于中小型客站，这类客站的特点是功能单一、站间距离短、客流量不大。根据铁道部对铁路客站建筑规模的规定，一般县级铁路客站的建筑规模控制在3000-5000m2，地级铁路客站的建筑规模控制在6000-8000m2，这类铁路客站的建筑规模，既满足客流需求，又略有超前。故从规模体量上给设计者提供的创新空间有限。

3、交通流线简单

地级和县级城市体系处于发育期，客流量相对较小，交通工具简单、种类少，交通模式布局相对固定，再加上中小型客站站房受建筑体量的制约，站房建筑功能平面相对比较简单，站房与车场、外部交通的衔接简单明了，旅客进出站流线也简洁明确。

二、建筑设计需处理好的几种关系

1、客站与地方规划的衔接关系

一般来说，铁路客站位于城市的一个节点，这与地方规划的基本出发点一致，对促进城市建设和带动服务产业的发展至关重要。但在实际的建设和发展中，客站建设与地方规划步伐往往不一致，相关设施不配套，这已成为制约铁路客站建设的一个重要方面。为了促进城市的发展和客站建设的带动效应，客站站位大多规划在远离市区的地方，而这些区域往往是地方规划的“空白”部分，即地方规划滞后于铁路客站建设。另外，不少地方还要等客站建设方案确定之后，再来制定和完善地方规划。铁路客站建设不仅仅是站房设计，还涉及到与城市道路的衔接，与周边其他交通方式的换乘，以及旅客集散功能分区的划分等问题。也就是说城市区域的功能划分及城市道路引入客站的条件是客站方案设计的前提，有了地方规划方案，才能系统考虑客站建设与周边道路、市政、景观、建筑风格的衔接与协调，但客站方案设计时对地方规划方案并非全部“照单全收”。另一方面，地方制定规划时铁路客站在规划图上往往是一个概念，对各流线组织和功能分区缺乏深入的分析，因为客观原因的存在和条件限制，也无法进行各流线组织和功能分区的深入分析。只能在铁路客站方案设计时进行分析和统筹考虑，反过来对地方规划的某区域加以适当修正，使之与客站方案设计能协调一致。

2、车站广场、站房、站场三者的关系

铁路客站一般由车站广场、站房和站场客运设施3部分组成。车站广场是铁路与城市的的联系节点，是铁路与城市公共交通体系换乘的主要场所；站房是旅客办理乘车业务、候车、进出站的核心设施，站场客运设施包括站台、站台雨棚、天桥、地道等。车站广场、站房、站场3部分互相关联、互相影响。在客站设计中，要根据交通流线、站位的场地高程差异，深入分析三者之间的平面和竖向关系，经多方案比选后择优确定合适站型。经多方案比选和积累的经验，线侧平站型和线侧下站型是中小型客站采用的主要站型。高架桥站位，可节约土地资源，利用桥下空间。但有时站房场坪与车站站台间存在较大的高差，从经济性和交通流线组织上考虑应采用线侧下站型。不过地方(政府)为了追求站房造型和气势，要求把站房的正负零层抬高，设计者为了迎合这种“需求”，站房设计成线侧平式站型，这样以来站房高度人为地拔高了，增加了气势，但造成旅客进出站的流线不顺畅，也不便捷，以形象牺牲了功能，这与以人为本、以流为主的理念是相悖的，也是不提倡的。

3、站房与雨棚间的关系

随着客运专线、城市轨道交通的发展，流线模式从“等候式”逐步向“通过式”过渡，随之使在候车室的候车后移到车站站台候车，那么车站站台和站台雨棚的功能日益凸显。但在突出其功能的同时，要体现其经济性。所以，在具体设计中，除贯彻执行大的设计原则外，还应着重考虑一些细节问题。中小型客站采用有站台柱雨棚设计，柱顶高度控制在5m左右。对线侧下站型客站，旅客遮雨和旅客流线的便捷是考虑的重点，同时站房高度和雨棚高度要协调，站房和站台间要保持一定的距离，此外还应处理好建筑美观与投资控制的关系。

4、站房与周边自然环境的关系

客站设计中，要合理利用土地资源，顺应自然环境的地形地貌，保持协调关系。对中小型客站，应因地制宜，灵活把握，选择合适的建筑形式，并合理利用站位周边自然景观(山体、水系、林木等)，体现低碳、节约、环境友好的客观要求。另外，应优化建筑体形系数，使建筑平面形式及总体布局适应当地气候条件，提高围护结构保温隔热性能，减少采暖和空调的使用。在充分考虑自然通风、采光设计的同时，调整窗墙比及建筑外窗的气密性，充分显示客站的价值和表现力。

5、建筑创新与投资的关系

中小型客站在建筑设计上普遍创新不足。2003年起，铁道部开放设计市场，通过方案征集搭建项目平台，吸引了一批国内外知名设计单位参与铁路客站设计，大幅度提高了客站设计水平，一大批优秀的客站设计方案脱颖而出，如拉萨站、北京南站、上海虹桥站、广州南站等。这批特大型站房在解决客站综合交通枢纽的定位、创新客站结构技术、树立全新的设计理念方面，起到了引领作用。但是特大型、大型客站已基本完成了方案设计，相当一部分已投产。目前，中小型客站方案设计占主导地位，应在总结大型客站创新设计经验的基础上，创新设计中小型客站方案，以最优性价比来确定设计方案，而不是以投资为代价换取创新。

三、结束语

随着铁路客运专线、城际铁路的建设发展，到2012年底大型铁路客站方案设计已基本完成，一部分已建成投入使用。“十二五”规划的后3年客站建设大多属于中小型客站，其建筑结构和造型成为业界关注的热点和重点。为打造精品，提升建筑品质，本文在阐述新时期中小型客站建设特点的基础上，重点论述了中小型客站建筑设计需考虑的几个方面的问题，望能为今后的中小型客站设计提供借鉴。

参考文献