纪万金
【摘 要】介绍了轨道交通中的高架站的主要结构形式.从结构设计角度分析了每种结构形式的优缺点.总结了高架站结构形式的发展方向. 【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》 【年(卷),期】2016(034)003 【总页数】3页(P405-407)
【关键词】轨道交通;高架站;结构形式;建桥合一 【作 者】纪万金
【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300251 【正文语种】中 文 【中图分类】U392.3
高架站作为轨道交通的重要节点,具有复杂与多元化的特点:表现为建筑结构与桥梁结构相结合;钢结构、混凝土结构相结合;刚性结构与柔性结构相结合,同时还具有结构体量大、构件式样多且尺度大、节点构造复杂等特点。
城际和城市轨道交通建设中高架线路的敷设方式,实现了“造型美观、节约用地”的目的,将区间桥梁结构和高架车站框架结构有机结构起来,共形成四种结构形式:建桥分离、建桥组合-桥式、建桥组合-建式、建桥合一。这四种结构形式从建筑功能、抗震性能、结构体系和传力路径、振动和噪音、施工难度、车站接口设计等多个方面各有优缺点。
建桥分离高架车站,如图1所示,从外表来看为一个整体,实际上是桥梁结构和车站框架结构通过变形缝分开、局部基础合建的两种结构体系。这种形式的高架站设计难度较低,桥梁结构只需要按现行铁路桥涵设计规范进行设计,车站框架结构只需要按照现行的混凝土框架结构设计规范进行设计,不需要同时考虑两种设计和计算方法。但是,这种高架站的缺点是桥梁墩柱和框架结构柱大小不一,轴网不同,柱子布置凌乱,影响建筑功能和造型,同时对于在公路上方的高架车站也不适用。国内采用建桥分离结构的高架车站有京沪高速铁路天津南站、大连轻轨3 号线十里岗车站及上海“明珠线”部分高架车站。
建桥组合-桥式高架车站,如图2所示,以桥梁墩柱、悬挑梁、冒梁为主要构件的桥梁结构体系。这种桥式高架车站,虽然轨道梁做成槽型梁可以节省一部分竖向空间, 但是站厅层和站台层的梁生根于悬挑梁和冒梁上,因此悬挑梁和冒梁的截面比较大,竖向空间浪费比较大。桥式高架车站地面墩柱比较少,也可以做大柱网,例如35m左右,所以桥式高架站比较适用于路中站(墩柱立于公路中间绿化带)和地面限制条件较多的场地(例如站房选址需要跨越河道等)。桥式高架车站整体结构需要按照现行建筑结构设计规范进行设计;墩柱、悬挑梁、冒梁、槽型梁轨道梁、基础除按现行建筑结构设计规范进行设计,也要按照现行的桥梁相关规范进行检算。从目前国内城市轨道交通建设趋势来看,“建桥组合”车站基本上成了当前建桥合建的较多采用的主流站型。
建桥组合-建式高架车站,如图3所示,主要有混凝土框架结构和轨道梁组成。站房共分为三层:站台层、轨道层、站厅层,箱型轨道梁通过钢支座简支于框架结构上。这种结构能充分满足建筑功能的需要,路中站和路侧站都使用,缺点是箱型轨道梁占用竖向空间比较大,另外当列车以一定速度通过车站时,车站也将产生振动,因此振动控制成为“建桥合一”车结构分析和设计的关键问题之一。这种结构体系也需要同时按照现行的建筑结构规范和桥梁规范同时设计计算。建式站房在珠三角
区域应用较多。
建桥合一高架车站,如图4所示,这种结构突破了列车荷载由桥梁结构承担的传统理念,完全由建筑构件(混凝土框架梁或次梁)来承担列车荷载,从而真正实现了建筑结构和桥梁结构完全有机的融合在一起,虽然该类车站结构设计复杂,此类结构体系设计复杂,需要同时按照现行的建筑结构规范和桥梁规范同时设计计算。但是能够统筹建筑总体布置、降低结构高度、优化车站功能、提高结构整体性的明显优势,越来越多的区域采用这种结构形式,尤其是城市轨道交通工程中的高架站房,例如长三角地区的大部分高架站。
三种高架站结构的优缺点如表1所示。
目前,站桥分离的高架车站很少采用;桥式高级车站仅应用于场地复杂,需要做大跨度的地方;建式高架车站应用比较广泛,因为其受力清晰,整体性能较好;建桥合一高架车站应用最多,这种结构形式能够统筹建筑整体布局,结构整体性和稳定性突出,抗震性能好等特点,是将来高架站的发展方向。
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