一种单柱双纵梁地铁结构技术领域
本发明属于地铁工程技术领域，尤其涉及一种单柱双纵梁地铁结构。
背景技术
目前，城市地铁车站建于地下，顶板覆土厚度一般3.0m-4.5m，结构顶板和底板要承受覆土压力、水压力、地面车辆荷载和结构自重，顶板、底板计算荷载一般为100kPa～130 kPa，计算荷载比民用结构楼板荷载大许多，而车站中板计算荷载为4 kPa，中板荷载较小。顶板和底板受荷载较大，顶板和底板跨度宜取较小值；而中板受荷载较小，中板跨度可以取较大值。目前地铁车站常采用的单柱双跨结构和双柱三跨结构并没有体现地铁结构顶板和底板作用荷载较大、中板作用荷载较小的特点。
车站站台宽度根据客流量计算确定，一般地铁车站岛式站台宽度10m-15m。当站台宽度小于12m时，常采用单柱双跨结构；当站台宽度大于12m时，常采用双柱三跨结构。例如：南浦路站12m宽单柱岛式站台车站标准断面(见图1)，顶板覆土厚度3.4m，顶板厚0.8m，底板厚0.9m，侧墙0.70m，中板0.4m，底纵梁1.2m×2.2m，中纵梁1.0m×1.0m，顶纵梁1.0m×2.0m，柱距9.0m，顶板底面至中板顶面7.0m，底板顶面至中板底面6.1m，站台边缘离柱边缘的距离5.8m；东环路站13m宽双柱岛式站台车站标准断面(见图2)，顶板覆土厚度3.7m，地铁结构的主要尺寸为：顶板厚0.8m，底板厚1.0m，侧墙0.6m，中板0.4m，中柱0.8m×1.0m，底纵梁1.2m×2.0m，柱距9.75m，顶板底面至中板顶面5.85m，底板顶面至中板底面6.1m。柱截面宽度一般为0.8m，装修后柱宽度为1.0m。双柱三跨结构，对于13m宽双柱岛式站台，柱占站台宽度的15.4%。
对于中间设置岛式站台、两侧设置侧式站台的地铁车站，例如，彩虹桥站设宽11m中间岛式站台、两侧设侧式站台(见图3)，车站两侧墙内边缘的距离32.2m，采用单柱双跨结构，顶板覆土厚度3.6m，顶板厚1.0m，底板厚1.3m，侧墙1.0m，中板0.5m，底纵梁1.2m×2.8m，中纵梁1.0m×1.0m，顶纵梁1.2m×2.4m，柱距9.3m，中间岛式站台边缘离柱边缘的距离5.1m，顶板、中板、底板和侧墙的厚度比一般地铁结构的大许多，结构截面配筋也较多。如果采用双柱三跨结构，柱占用站台空间较多，站台层和站厅层空间使用不好。
发明内容
本发明提供一种单柱双纵梁地铁结构，以解决下列技术问题：(1)双柱三跨地铁结构，柱占用站台空间较多，站台层和站厅层空间使用不好；(2) 对于中间设置岛式站台、两侧设置侧式站台的地铁车站，采用单柱双跨结构，结构截面尺寸较大和截面配筋较多。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供一种单柱双纵梁地铁结构，其特征在于：包括顶板、侧墙、底板，所述侧墙之间设有中板，所述中板之间设有中纵梁，所述顶板位于侧墙的顶部，所述底板位于侧墙的底部，所述顶板沿地铁线路方向设有两根顶纵梁，所述两根顶纵梁之间设有顶横梁，所述顶纵梁与顶横梁垂直，所述底板沿地铁线路方向设有两根底纵梁，所述两根底纵梁之间设有底横梁，所述底纵梁与底横梁垂直，所述顶横梁、底横梁之间设有柱。
所述顶纵梁设置于所述顶板的上方或下方，所述底纵梁设置于所述底板的上方或下方，所述顶横梁设置于所述顶板的上方或顶板下方，所述底横梁设置于底板的上方或底板下方。
所述顶板与顶纵梁的侧面浇筑在一起，底板与底纵梁的侧面浇筑在一起，中板与中纵梁侧面浇筑在一起。
所述中板沿地铁线路方向设有单根中纵梁，所述柱中间与中纵梁相连。
所述中板沿地铁线路方向设有两根中纵梁，在顶横梁垂直下方设置中横梁，柱中间与中横梁相连。
顶纵梁、中纵梁和底纵梁可以为矩形梁、T形梁、倒T形梁或板梁。
所述顶板、底板、侧墙、中板、顶纵梁、中纵梁、底纵梁、顶横梁、中横梁和底横梁为现浇钢筋混凝土结构，柱为钢筋混凝土、钢管混凝土或劲性混凝土结构。
本发明的有益效果为：(1)当岛式站台宽度12m～14m时采用单柱双纵梁结构，柱占站台空间较少，站台层和站厅层空间使用较好，结构受力合理，节约材料；(2)中间设置岛式站台、两侧设置侧式站台的地铁车站，采用单柱双纵梁地铁结构，结构受力合理，减少顶板、底板和侧墙的厚度，减少结构截面配筋。
附图说明
图1为目前常采用的单柱双跨地铁结构示意图；
图2为目前常采用的双柱三跨地铁结构示意图；
图3为目前常采用的中间设岛式站台、两侧设侧式站台的单柱双跨地铁结构示意图；
图4为本发明单柱双纵梁地铁结构实施例一通过柱中心的横剖视示意图；
图5为本发明单柱双纵梁地铁结构实施例一通过纵梁跨中的横剖视示意图；
图6为本发明单柱双纵梁地铁结构实施例一通过柱中心的纵剖视示意图；
图7为本发明单柱双纵梁地铁结构实施例一顶板平面示意图；
图8为本发明单柱双纵梁地铁结构实施例二通过柱中心的横剖视示意图；
图9为本发明单柱双纵梁地铁结构实施例三通过柱中心的横剖视示意图。
图中，1-顶板，2-侧墙，3-底板，4-中板，5-柱，6-顶纵梁，7-中纵梁，8-底纵梁，9-顶横梁，10-底横梁，11-站台板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
一种单柱双纵梁地铁结构，包括顶板1、侧墙2、底板3、中板4、若干柱5、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、若干顶横梁9、若干底横梁10，所述顶板1设置于所述侧墙2顶部，所述底板3设置于所述侧墙2底部；所述顶板1沿地铁线路方向设有二根顶纵梁6，所述顶纵梁6设置于所述顶板1的上方或下方；所述底板3沿地铁线路方向设有二根底纵梁8，所述底纵梁8设置于所述底板3的上方或下方；所述顶纵梁6、底纵梁8间隔一定距离分别设有顶横梁9和底横梁10，顶纵梁6与顶横梁9垂直，底纵梁9与底横梁10垂直，所述顶横梁9设置于所述顶板1的上方或顶板下方，所述底横梁10设置于底板3的上方或下方；所述顶横梁9底部设有柱5，所述柱5中间与所述中纵梁7相连，所述柱5底部设于所述底横梁10的顶部。
顶板1与顶纵梁6的侧面浇筑在一起，底板3与底纵梁8的侧面浇筑在一起，中板4与中纵梁7侧面浇筑在一起。
顶纵梁6、中纵梁7和底纵梁8可以为矩形梁、T形梁、倒T形梁、板梁或其他截面的梁；
顶板1、底板3、侧墙2、中板4、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、顶横梁9和底横梁10为现浇钢筋混凝土结构，柱5为现浇钢筋混凝土、钢管混凝土或劲性混凝土结构。
实施例一
如图4～图7所示，某城市地铁站为地下2层车站，13m宽岛式站台，覆土厚度约3.7m，采用单柱双纵梁地铁结构，包括顶板1、侧墙2、底板3、中板4、若干柱5、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、若干顶横梁9、若干底横梁10，所述顶板1设置于所述侧墙2顶部，所述底板3设置于所述侧墙2底部；所述顶板1沿地铁线路方向设有二根顶纵梁6，所述顶纵梁6设置于所述顶板1的上方、顶纵梁6底面与顶板1底面相齐；所述底板3沿地铁线路方向设有二根底纵梁8，所述底纵梁8设置于所述底板3的下方，底纵梁8顶面与底板3顶面相齐；所述顶纵梁6、底纵梁8间隔9.75m分别设有顶横梁9和底横梁10，顶纵梁6与顶横梁9垂直，底纵梁9与底横梁10垂直，所述顶横梁9设置于所述顶板1的上方、顶横梁顶面比顶纵梁顶面高0.4m，所述底横梁10设置于底板3的下方、底横梁底面比底纵梁底面低0.4m；所述顶横梁9底部设有柱5，所述柱5中间与所述中纵梁7相连，所述柱5底部与所述底横梁10的顶部相连。结构的主要尺寸为：顶板1厚0.8m、底板3厚1.0m、侧墙2厚0.6m、中板4厚0.45m、柱5截面尺寸1.1m×1.5m、顶纵梁6截面尺寸1.0m×1.8m、中纵梁7截面尺寸1.2m×1.4、底纵梁8截面尺寸1.0m×2.0m、顶横梁9截面尺寸2.4m(宽)×2.2m(高)、底横梁10的截面尺寸2.4m(宽)×2.4m(高)，顶纵梁6中心水平间距6.2m，顶纵梁6中心至侧墙2中心距离7.35m，底纵梁6中心水平间距6.2m，柱距、顶横梁间距和底横梁间距均为9.75m，顶板底面至中板顶面5.85m，底板顶面至中板底面6.1m。
顶板1与顶纵梁6的侧面浇筑在一起，底板3与底纵梁8的侧面浇筑在一起，中板4与中纵梁7侧面浇筑在一起。顶纵梁6、中纵梁7和底纵梁8为矩形梁。 顶板1、底板3、侧墙2、中板4、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、顶横梁9和底横梁10为现浇钢筋混凝土结构，柱5为现浇钢筋混凝土结构。
双顶纵梁+中间跨顶板+顶横梁组合成一根异形顶纵梁，双底纵梁+中间跨底板+底横梁组合成一根异形底纵梁，所以，本发明提供的单柱双纵梁地铁结构也可以看成是一种特殊的单柱双跨地铁结构，该异形顶纵梁的宽度为7.2m，异形顶纵梁边缘至侧墙2内边缘的距离6.55m。如果采用一般的单柱双跨地铁结构，纵梁宽度1.2m，纵梁的高度2.4m，纵梁边缘至侧墙内边缘的距离约9.55m。根据力学原理可知道：本发明的单柱双纵梁地铁结构的弯矩比目前常采用的单柱双跨地铁结构的弯矩明显减少。
实施例二
如图2所示，某城市地铁站为地下2层车站，13m宽岛式站台，覆土厚度约3.7m，原设计采用双柱三跨地铁结构，断面主要尺寸为：顶板1厚0.8m、底板3厚1.0m、侧墙2厚0.6m、中板4厚0.4m、柱5截面尺寸0.8m×1.0m、顶纵梁6截面尺寸1.2m×2.0m、中纵梁7截面尺寸0.9m×1.0m、底纵梁8截面尺寸1.2m×2.0m，顶纵梁6中心至侧墙2中心距离7.35m，顶纵梁6中心水平间距6.2m，底纵梁6中心水平间距6.2m，柱距9.75m，顶板底面至中板顶面5.85m，底板顶面至中板底面6.1m。
如图8所示，该地铁站，采用单柱双纵梁地铁结构，包括顶板1、侧墙2、底板3、中板4、若干柱5、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、若干顶横梁9、若干底横梁10，所述顶板1设置于所述侧墙2顶部，所述底板3设置于所述侧墙2底部；所述顶板1沿地铁线路方向设有二根顶纵梁6，所述顶纵梁6设置于所述顶板1的下方、顶纵梁6顶面与顶板1顶面相齐；所述底板3沿地铁线路方向设有二根底纵梁8，所述底纵梁8设置于所述底板3的上方，底纵梁8底面与底板3底面相齐；所述顶纵梁6、底纵梁8间隔9.75m分别设有顶横梁9和底横梁10，顶纵梁6与顶横梁9垂直，底纵梁9与底横梁10垂直，所述顶横梁9设置于所述顶板1的下方、顶横梁9顶面与顶板1的顶面相齐、顶横梁9底面比顶纵梁6的底面低0.4m，所述底横梁10设置于底板3的上方、底横梁底面与底板3底面相齐、底横梁顶面与站台板11底面相齐；所述顶横梁9底部设有柱5，所述柱5中间与所述中纵梁7相连，所述柱5底部与所述底横梁10的顶部相连。结构的主要尺寸为：顶板1厚0.8m、底板3厚1.0m、侧墙2厚0.6m、中板4厚0.45m、柱5截面尺寸1.1m×1.5m、顶纵梁6截面尺寸1.0m×1.8m、中纵梁7截面尺寸1.2m×1.4、底纵梁8截面尺寸1.2m×2.0m、顶横梁9截面尺寸2.3m(宽)×2.2m(高)、底横梁10的截面尺寸2.3m(宽)×2.3m(高)，顶纵梁6水平间距6.2m，底纵梁6水平间距6.2m，柱距、顶横梁间距和底横梁间距均为9.75m，顶板底面至中板顶面5.85m，底板顶面至中板底面6.1m。
顶板1与顶纵梁6的侧面浇筑在一起，底板3与底纵梁8的侧面浇筑在一起，中板4与中纵梁7侧面浇筑在一起。顶纵梁6、中纵梁7和底纵梁8为矩形梁。顶板1、底板3、侧墙2、中板4、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、顶横梁9和底横梁10为现浇钢筋混凝土结构，柱5为现浇钢筋混凝土结构。
实施例三
如图9所示，该地铁站，采用单柱双纵梁地铁结构，包括顶板1、侧墙2、底板3、中板4、若干柱5、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、若干顶横梁9、若干底横梁10，所述顶板1设置于所述侧墙2顶部，所述底板3设置于所述侧墙2底部；所述顶板1沿地铁线路方向设有二根顶纵梁6，所述顶纵梁6顶面比所述顶板1顶面高0.2m、顶纵梁6底面比顶板1底面低0.6m；所述底板3沿地铁线路方向设有二根底纵梁8，所述底纵梁8设置于所述底板3的上方、底纵梁8底面比底板3底面高0.15m、底纵梁8顶面比底板3顶面高1.15m；所述顶纵梁6、底纵梁8间隔9.75m分别设有顶横梁9和底横梁10，顶纵梁6与顶横梁9垂直，底纵梁9与底横梁10垂直，所述顶横梁9顶面比所述顶纵梁6顶面高0.2m、顶横梁9底面比所述顶纵梁6底面低0.2m，所述底横梁10设置于底板3的上方、底横梁10底面与底板底面相齐、底横梁10顶面与站台板11底面相齐；所述顶横梁9底部设有柱5，所述柱5中间与所述中纵梁7相连，所述柱5底部与所述底横梁10的顶部相连。结构的主要尺寸为：顶板1厚0.8m、底板3厚1.0m、侧墙2厚0.6m、中板4厚0.45m、柱5截面尺寸1.1m×1.5m、顶纵梁6截面尺寸1.0m×1.8m、中纵梁7截面尺寸1.2m×1.4、底纵梁8截面尺寸1.2m×2.0m、顶横梁9截面尺寸2.2m(宽)×2.2m(高)、底横梁10的截面尺寸2.3m(宽)×2.3m(高)，顶纵梁6水平间距6.2m，底纵梁6水平间距6.2m，柱距、顶横梁间距和底横梁间距均为9.75m，顶板底面至中板顶面5.85m，底板顶面至中板底面6.1m。
顶板1与顶纵梁6的侧面浇筑在一起，底板3与底纵梁8的侧面浇筑在一起，中板4与中纵梁7侧面浇筑在一起。顶纵梁6、中纵梁7和底纵梁8为矩形梁。顶板1、底板3、侧墙2、中板4、顶纵梁6、中纵梁7、底纵梁8、顶横梁9和底横梁10为现浇钢筋混凝土结构，柱5为现浇钢筋混凝土结构。
以上对本发明的3个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。