地铁车站开题报告.docx
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地铁车站开题报告
附件1：
贵州理工学院本科生毕业设计（论文）开题报告表
论文（设计）名称
贵阳地铁二号线马王庙车站结构设计
设计（论文）来源
生产（社会）实际
设计（论文）类型
工程设计
指导教师
徐桂弘
学生XX
陈书杰
学号
2013092527
班级
道桥134
一、研究或设计的目的和意义：
地铁是城市快速轨道交通的一部分，因其运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点，常被称为“绿色交通”。
发达国家的应验表明，地铁是解决大中城市公共交通运输的根本途径，对于21世纪实现城市持续发展有非常重要的意义，已成为城市交通现代化的重要标志之一。
通过本次毕业设计，加深在学校学习的理论知识，把书面上的知识结合实际应用起来，对地铁车站的施工方法等有更好的认识。
毕业设计是土木工程教学中的重要的实践性教学环节，是对四年来所学知识的总结和实践，是提升专业学术水平、实践能力和学以致用的重要手段，是培养应用型人才目标的具体体现。
我们通过毕业设计不仅独立完成了设计成果，而且掌握了设计理论、方法和相关技术，同时培养了我们分析、解决问题的能力，为以后的走上工作岗位，从事有关设计、施工等具体实践工作奠定基础。
二、研究或设计的国内外现状和发展趋势：
1.国外城市轨道交通的发展历史与现状
1843年英国人C·皮尔逊提出在英国修建地下铁道的建议，1860年英国伦敦开始修建世界上第一条地铁，采用明挖法施工，为单拱砖砌结构，1863年1月10日建成通车，线路长6.4km，用蒸汽机车牵引。
世界第一条地下铁道的诞生，为人口密集的大都市如何发展公共交通取得了宝贵的经验,特别是到1879年电力驱动机车的研究成功，使地下客运环境和服务条件得到了空前的改善，地铁建设显示出强大的生命力。
从此以后，世界上一些著名的大都市相继建造地下铁道。
自1863年至1899年，有英国的伦敦和格拉斯哥、美国的纽约和波士顿、匈牙利的布达佩斯、奥地利的维也纳以与法国的巴黎共5个国家的7座城市率先建成了地下铁道。
伦敦自1863年创建世界上第一条地下铁道以来，历经近150多年的发展，通过不断提高技术水平，伦敦地铁系统已成为当今世界上的先进技术范例之一，尤其是地铁实现了电气化后，伦敦的地铁几乎每年都有新进展。
目前，伦敦地铁已有12条线路，总长度约410km（地下隧道171km），共设置车站275座，地铁车辆保有量总数约419辆，年客运总量已突破8.5亿人次。
受伦敦成功建设地下铁道的影响，美国纽约也于1867年建成了第一条地铁。
随着纽约城市规模的扩大，城市人口不断增加，到1900年市区人口已有185万人，同时地铁建设也在不间断地发展。
现在纽约已发展成为世界上地铁线路最多、里程最长的一座城市。
目前，纽约地铁线路共31条，总长度约443.2km，其中地下隧道258km，共设置车站504座，居世界首位。
地铁车辆保有总数约6561辆，年客运总量已突破10亿人次。
法国巴黎也是最早修建地铁的城市之一，但比英国要晚37年。
为举办“凡尔赛展览会”而修建的巴黎第一条地下铁道从巴士底通往马约门，全长约10km，它为巴黎地铁网络的不断发展和完善打下了基础。
时至今日，巴黎市区已拥有地铁线路14条主线和2条支线，其中2条为环线，有4条地铁采用橡胶轮体系的VAL车辆。
地铁线路总长度约221.6km，地下隧道约占175km，共设置车站380座，车辆保有总数约347辆，年客运量总数也已突破12亿人次。
巴黎的地区快速地铁（RER）非常发达，运营线路共有363km，其中14km与地铁共线，249km为城市快速铁路SNCF。
RER的年客运量约4亿人次。
在进人20世纪的最初24年里（1900年至1924年），在欧洲和美洲又有9座大城市相继修建了地下铁道，如德国的柏林、汉堡，美国的费城以与西班牙的马德里等。
1925年至1949年，其间经历了第二次世界大战，各国都着眼于自身的安危，地铁建设处于低潮，但仍有日本的东京、大阪，前苏联的莫斯科等少数城市在此期间修建了地铁。
日本东京的第一条地铁线路于1927年建成通车。
虽然日本的地铁也是效法欧洲技术建设而成，但他们在修建地铁的同时，着重开发主要车站与其邻近的公众聚集场所，这些场所能促进地下商业中心的建设，而且与地下车站连成一片，使地铁这一公益性基础设施获得了新的活力，取得了较好的经济效益和社会效益。
1927年12月东京第一条也是亚洲第一条地铁通车。
目前，东京地铁已拥有13条地铁线路，线路总长度约312.6km，共设置车站230座，车辆保有总数约2450辆，年客运总量已突破25亿人次，是当今世界上地铁客运量最大的城市之一，发达程度居世界前五名。
1932年莫斯科的第一条地铁开始动工，线路全长约11.6km，共设置车站13座，到1935年5月建成通车运营。
其建设速度之快，在当时是空前的。
以后莫斯科的地铁建设就一直没有中断过，即使在第二次世界大战期间也没有停顿。
发展至今，莫斯科已拥有地铁线路12条，线路总长度约277.9km，地铁车站总数为171座。
地铁它一直被公认为世界上最漂亮的地铁，地铁站的建筑造型各异、华丽典雅。
每个车站都由国内著名建筑师设计，各有其独特风格，建筑格局也各不相同，多用五颜六色的大理石，花岗岩，陶瓷和五彩玻璃镶嵌除各种浮雕，雕刻和壁画装饰，艺术水平较高，照明灯具十分别致，使旅行者有身临富丽堂皇的宫殿之感。
享有“地下的艺术殿堂”之美称。
而所有地铁终点站都与公共汽车、无轨电车和轻轨系统相衔接，有几个车站还与铁路火车站相连接，为旅客提供了方便的换乘条件。
目前，莫斯科地铁系统保有车辆总数约4000辆，年客运量已突破26亿人次。
20世纪下半叶，伴随着世界各大城市的发展和对快速、大容量城市公共交通的需求，城市轨道交通建设规模加大、速度加快。
第二次世界大战以后，1950年至1974年的24年间，世界上地铁建设蓬勃发展。
在此期间，有加拿大的多伦多、蒙特利尔，意大利的罗马、米兰，美国的费城、旧金山，前苏联的列宁格勒、基辅，日本的名古屋、横滨，韩国的首尔以与中国的等约30座城市相继建成了地铁。
具有代表性的地铁项目有:
日本的名古屋，第二条地铁线路于1957年建成通车，现有5条地铁线路，线路总长度约76.5km，共设61座车站，车辆保有总量约730辆，年客运量已突破6亿人次。
加拿大的蒙特利尔，第一条地铁线路于1966年建成通车，现在已有4条线路，线路总长度约66.25km，共设车站68座，车辆保有量总数约760辆，年客运总量约3.5亿人次。
蒙特利尔的地铁主要采用橡胶轮胎走行系统，以法国的VAL技术为基础，列车在表面光滑的混凝土轨道上行驶，客运效率和乘座舒适度都很高。
线路布局充分考虑了与周围环境的协调，乘客换乘其他交通工具极为方便。
新建地铁车站的建筑风格各不相同，建筑雄伟、辉煌而明快，为城市开辟了良好的地下活动空间。
每座车站都与周围环境融为一体。
在公园中，车站与树林绿茵配合成协调优美的景观；在商业繁华区，站台的高度往往与林荫人行道的高度相同，而且可直接相通；有的车站还可直接通向办公大楼或大饭店的厅廊。
这些精心设计，给人们的出行和换乘创造了极为方便的条件。
1994年4月，在新加坡召开的国际市长会议上提出，城市轨道交通是现代化城市的标志，优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统，是解决城市交通问题的根本途径。
自此，世界各大城市竞相建设城市轨道交通，逐渐形成网络化运营，更加注重乘客服务质量。
2.我国城市轨道交通的发展和建设
1906年，XX第一条有轨电车线路运营，成为我国第一个拥有有轨电车的城市。
1908年3月5日，XX第一条有轨电车路线正式通车营业，线路长6km，XX成为国内第二个拥有有轨电车的城市。
同年，大连第一条有轨电车线路竣工运营。
1924年12月17日，从前门至西直门的有轨电车线路开通，是继XX、XX、大连之后，我国第四座修建有轨电车的城市。
随后，沈阳、哈尔滨、长春和XX等城市也相继修建了有轨电车线路。
到1959年，XX的有轨电车多达360辆，线路总长度为72.4km。
到1911年，XX共开通8条有轨电车线路，总里程为41.1km，电车总计65辆。
自1906年在XX开通第一条有轨电车，至20XX8月8日奥运会开幕，、XX的城市轨道交通运营里程分别达到了200km和234km，我国的城市轨道交通建设经历了曲折的过程，目前正处在大发展、大建设时期。
我国城市轨道交通百年回眸，主要经历了三个阶段。
（1）1906~1949年——有轨电车时代从1906年至20世纪50年代，是我国城市轨道交通的有轨电车时代。
在这期间，、XX、XX、沈阳、大连、鞍山、长春、哈尔滨、武汉等城市，先后建成了多条有轨电车线路。
这一期间，我国城市轨道交通不仅数量少，而且技术标准低，质量低，布局也不合理。
（2）1949年至20世纪80年代末——缓慢发展期从1949年新中国成立到1978年的30年间，有轨电车渐行渐远，纷纷退出历史舞台，地铁建设处于起步阶段，我国的城市轨道交通处于时断时续的缓慢发展期。
在20世纪60年代开始兴建具有交通和人防双重功能的中国第一条地铁线路，并于1969年1月投入运营，从而开创了我国地铁建设的先河。
但这一阶段地铁建设基本处于起步阶段，形式比较单一，贯彻以战备为主、兼顾交通的指导思想，建设以人防设施为主的地铁。
进入20世纪80年代，建设了第二条地铁线，运营里程达到54km，XX建设了地铁1号线7.4km，于1980年8月投入运营，在一定程度上缓解了城市道路交通的拥堵，但尚未形成城市轨道交通网络。
（3）20世纪80年代末至今——快速发展期改革开放以来，我国国民经济保持持续快速增长，城市化进程明显加快，对城市运输的需求日益增加。
进入20世纪90年代，随着改革开放的逐步深入，社会和经济迅速发展，城市居民收人水平不断提高，居民出行次数逐年增加，我国城市交通需求剧增，导致道路交通供给能力严重不足，交通拥堵已成为城市社会经济发展的一个制约因素。
为适应城市发展的需要、缓解城市交通的紧张状况，从20世纪90年代开始，我国政府加了对城市交通基础设施的投入，强调轨道交通对解决城市交通问题和引导城市发展的作用，城市轨道交通开始进入能力扩张与质量提高并进的发展阶段。
加快建设以大容量轨道交通为骨干的公共交通系统，成为这一阶段城市发展的主要特点。
在20世纪90年代末，轻轨交通也开始得到了发展。
由于地下铁道造价昂贵，很多城市的经济实力还难以承受；而轻轨交通具有“造价低、用得起、见效快”的优点，对于经济实力不很雄厚的大、中城市而言，发展轻轨交通是非常适当的。
因此，在百万人口以上的大城市中，发展轻轨交通具有广阔的市场前景。
改革开放以来的快速发展期，我国城市轨道交通发展大致经历了3个阶段：
（1）第一阶段为开始建设阶段，从20世纪80年代末至20世纪90年代中期。
以XX地铁1号线（21km）、地铁复八线（13.6km）、地铁1号线改造、广州地铁1号线（18.5km）建设为标志，我国真正以交通为目的的地铁项目开始建设，随着XX、广州地铁项目的建设，包括沈阳、XX、南京、重庆、武汉、XX、成都、青岛等在内的大批城市开始上报建设轨道交通项目，纷纷要求国家进行审批。
（2）第二阶段为调整整顿阶段，从1995年至1998年。
我国的城市轨道交通在20世纪60年代起步后，由于种种原因，中间停顿了很长一段时间，因此我国城市轨道交通的有关技术发展缓慢，离世界先进水平有相当距离，特别在车辆、信号以与自动售检票等专业领域尤其明显。
因此，20世纪90年代前期，XX、广州等地开始修建地铁时，技术装备基本依赖进口，产生了造价高（初期估算地铁每公里造价达8亿元，工程实际核算为6.7亿元/km）、建设周期长，维护费用高等负面影响。
另一方面，由于地铁建设发展迅猛，许多地方不考虑经济的承受能力和社会发展的实际需要，城市轨道交通建设带有很大盲目性。
针对工程造价高、轨道交通车辆全部引进、大部分设备大量引进等问题，1995年12月国务院办公厅发出60号文件，通知除、XX和广州的在建地铁外，所有地铁项目一律暂停审批，并要求做好轨道网络发展规划和高新技术装备的国产化工作。
在这一期间的近3年时间内，国家暂停了对城市轨道交通项目的审批。
（3）第三阶段为蓬勃发展阶段，从1999年至今。
1997年年底，国家发展和改革委研究了城市轨道设备国产化实施方案，提出XX地铁1号、4号线一期工程（19.5km），XX明珠线（即现在的3号线24.5km），广州地铁2号线（23km），南京地铁1号线（17km）一期工程作为国产化的依托工程，于1998年批复上述4个项目立项，轨道交通项目重新开始启动。
在这一阶段，随着国家积极财政政策的实施，国家从资金上给予城市轨道交通建设以有力支持；同时通过技术引进，国际先进制造企业与国内企业合作，实现了城市轨道交通车辆与设备的本土化、国产化，使城市轨道交通工程的造价大为降低。
目前，国内城市轨道交通每公里的平均建设成本达5亿元。
国内城市轨道交通交通发展是势在必行，从全国情况看，基本分为两类。
启动阶段的城市——属于在建、初通和申报立项的城市，除、XX、广州外，大部分是第一条线工程。
截至20XX底，、XX、广州、XX、XX、武汉、南京、苏州、杭州、成都、重庆、沈阳、大连、长春、西安、宁波、昆明、福州、郑州、XX、大连、青岛、长沙、东莞等城市先后建成并开通运营了48条城市轨道交通线，运营里程1395公里。
当前国内共有36个城市向国家主管部门上报了城市轨道交通建设发展规划，其中28个城市得到批准。
专家预计到2015年，全国将规划建设96条轨道交通线路，建设线路总长2500多公里，总投资超过1万亿元。
表1-1给出了国内各城市轨道交通近期建设规划。
发展阶段的城市——在经济发达地区加快发展，进入“城市轨道交通网络化”的发展，同时已从“城市网”发展到“城际网”，即：
正在规划和蕴酿城际轨道交通建设。
主要有广州与珠三角区域、XX与长三角区域、与京津塘渤海湾区域等。
三、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路：
需要解决的关键问题：
1.车站的平面布置：
地铁作为城市重要的公共交通系统，车站的平面布置、出入口布置等是决定车站建成后运营效果的关键因素，因此车站的平面布置是第一个要解决的关键问题。
车站的平面布置前应进行详细的勘察，主要包括：
站址现状建设条件
客观、详细的对站址现状周边既有环境调查是保证设计质量的关键一步，是站位方案设计的首要输入条件，主要调查内容包括：
①站址环境；
②现状道路交通状况；
③地下管线情况。
站址周边地块规划情况
周边地块规划是进行客流预测的重要考虑因素，对车站规模确定有决定作用，影响站位的布置。
车站与地面公交换乘情况
地铁需与其他交通方式统筹规划考虑，实现有效衔接，以保证城市整体交通规划和地铁客流需要。
而地面公交作为城市公共交通系统中的重要组成，地铁出入口的布置必须考虑与其的衔接。
这是衡量出入口布置合理性的最重要考量因素之一。
车站配套工程与环境综合开发
为实现社会的可持续性发展，对土地的综合开发利用势在必行。
地铁车站作为城市重要的地下建筑，理应加强与周边环境的协调和综合开发。
这也是地铁建设实现可持续性发展的一种重要方式。
外部边界条件与协调情况
与外部条件的协调情况决定了总平面设计能否实施。
在设计过程中，应积极与周边相关单位就设计方案进行沟通协调，以取得支持。
根据沟通情况，应适时修改完善设计方案。
主要内容有：
①车站.配线设置（如有）.相邻区间的施工场地协调；
②出入口.风亭和冷却塔的设置与与周环境边协调；
③车站施工影响范围内管线迁改协调。
地铁车站总平面设计的成果集中体现在车站站位与附属设施的布置方案上。
通过本文的分析，总平面设计方案本质上是地铁本身与周边环境相互协调.相互融合的结果。
地铁作为后建项目，既要考虑地铁本身的建设运营需要，也要尊重客观环境，以上述设计原则为指导，统筹考虑各设计控制因素，这样才能提高设计质量，保证方案的可实施性。
地铁车站围护结构是构成建筑空间，抵御环境不利影响的构件。
外围护结构应具有保温、隔热、隔声、防水、防潮、耐火、耐久等性能。
围护结构在长期使用和正常维修条件下，仍能保持所要求的使用质量的性能。
地铁采用的围护结构形式很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械各异，如何选择适合本地质条件的围护结构，并进行围护结构的稳定性验算是设计的第二个要解决的关键为题。
本文中主要是根据工程地质条件，水文地质条件和周围环境等因素，对车站施工方案进行设计。
围护结构采取连续墙作法。
通过简化计算模型，对围护结构进行计算、对基坑的稳定性进行计算。
3.地铁的车站的主体结构是车站的承重结构，地铁主体结构是基于地基基础之上，接受、承担和传递上部所有上部荷载，维持上部结构整体性、稳定性和安全性的有机联系的系统体系，它和地基基础一起共同构成的地铁建设工程完整的结构系统，是建设工程安全使用的基础，是工程结构安全、稳定、可靠的载体和重要组成部分。
如何准确的计算主体结构的内力，并正确的配筋，是地铁车站设计的第三个关键为题。
本文根据根据地铁设计规范计算各种荷载。
在纵向选取1m长来计算荷载作用。
选择正常使用阶段的标准组合荷载结构模型，运用弹性地基梁的理论，使用结构有限元分析软件ANSYS对车站结构在正常使用阶段工况下进行内力计算。
ANSYS建模过程中采用梁单元来模拟主体结构，利用弹簧单元模拟地基。
根据计算出来的控制内力，绘制内力图并确定危险截面。
按照混凝土结构设计规范，采取偏心受压构件模式对主体结构进行配筋计算。
四、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件与解决的办法：
必须所需工作条件：
（1）计算机；
（2）MicrosoftOffice办公软件；
（3）Auto-CAD绘图软件；
（4）ANSYS有限元软件；
（5）国家规范与行业标准。
关于设计中使用相关的硬、软件的解决办法：
主要是通过在学校图书馆查阅相关的专业书籍，技术书籍，专业论文、文摘，有关期刊、或者已发表的刊物上了解设计的必要信息。
通过互联网查询有关的技术也将是一个重要途径。
五、工作的主要阶段、进度与时间安排：
第1-3周：
毕业实习，收集资料
第4周：
提交开题报告
第5-7周：
熟悉资料掌握图纸
第7-9周：
车站主体部分结构计算与配筋
第9-11周：
车站防水结构设计
第12-13周：
车站主体工程施工方法与施工组织
第14-15周：
计算车站主体工程量
第15-17周：
整理资料
第18周：
答辩
六、阅读的主要参考文献与资料名称：
（1）杨其新、王明年.地下工程施工与管理.西南交通大学，2005.10
（2）张庆贺、朱合华、庄荣.地铁与轻轨.第二版.人民交通，2006.8
（3）钟新樵、赵菊梅.地下工程概论.西南交通大学峨眉校区
（4）贺少辉.地下铁道.清华大学
（5）地下铁道设计规范（GB50157-2003）.中国计划，2003
（6）刘钊、余才高、周振强.地铁工程设计与施工.人民交通，2004
（7）李权.ANSYS在土木工程中的应用.：
人民邮电，2005
（8）赵志缙、应惠清.建筑施工.同济大学，2004
（9）地铁工程设计指南.中国铁道，2002.6
（10）房屋建筑学.，2005
七、指导教师意见和建议：
指导教师（签字）：
年月日
说明：
1、设计（论文）类型：
A—理论研究；B—应用研究；C—设计等；
2、设计（论文）来源：
指来源于科研项目、生产/社会实际、教师选题或其他（学生自拟）等；
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