铁路高架站结构设计研究

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铁路高架站结构设计研究舒晓玲（中南建筑设计院股份有限公司，湖北󰀃武汉󰀃430071）󰀃

摘 要：该铁路高架站为站桥合一铁路站房，为大跨度超长型框架结构。站台雨棚为单层排架结构，采用钢管柱与倒三角形空间管桁架结构型式，提高了出站层的建筑净空，实现了结构与建筑的完美结合，结构也具有较好的抗震性能，且易于施工。南北站房候车层采用“钢管柱+大跨度钢桁架”结构、框架混凝土结构，桥下候车厅采用钢筋混凝土结构与钢桁架结构，并在桥墩上设置双向和单向滑动支座，有效降低了站房结构温度作用对铁路站线桥墩的影响，有效提高了结构的抗震性能。结构设计与分析表明，站房结构体系传力简单直接、抗震性好，且具有良好的经济性和可实施性。关键词：钢管柱；大跨度钢桁架；滑动支座；抗震球形支座中图分类号：U448.2󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码：A󰀃1 工程概况

该站是沪杭客专上唯一的一座高架站，由线侧站房、线下站房、线上雨棚组成。站房建筑面积为13068m2，站台雨棚面积为24584m2。铁路车场中心里程轨顶设计标高为21.303m，站台面设计高程为22.553m，站台面相对地面高差约为17m，与地铁站台面的高差约32m。站房被线路分为南、北线侧站房及线下候车厅，各块之间自成体系，南北站房与线路结构完全脱开，线下候车大厅支撑于线路桥墩上。线上雨棚顺轨方向尺寸为472.15m，垂直于轨道方向为45～62.8m，雨棚支撑于桥墩牛脚上。

2 线侧站房结构体系

南北站房均采用框架结构（无地下室），考虑建筑造型及功能用途，入站口均采用钢结构，两边均采用钢筋混凝土结构。

2.1 南站房结构体系

南站房结构轴1～轴7、轴14～轴20采用钢筋混凝土结构，轴7～轴14采用钢管柱+钢桁架+实腹钢梁的框架结构形式，楼板采用压型钢板。钢桁架顶标高为17m，钢桁架最大跨度为29.5m，桁架两端或与钢筋混凝土钢骨柱相连或与钢管柱相连；实腹梁跨度为10.8m，两端或与钢筋混凝土钢骨柱相连或与钢桁架相连。

轴7～轴14间在半层中间即标高9.5～12m，需加设电子显示屏，结构设计时将两个跨度为29.5m的桁架合成一品桁架，在设计时，分施工阶段和使用阶段设计和验算。施工阶段由于桁架平外的支撑无法形成，设计时采用滑移连接，并要求施工时做好支撑。2.2 北站房结构体系

北站房结构轴1～轴7、轴14～轴20采用钢筋混凝土结构，轴7～轴14采用钢管柱+钢桁架的框架结构形式，屋面板采用铝镁锰合金屋面板。合金屋面板标高为18.83～19.46m，钢桁架最大跨度为29.5m，桁架两端或与钢筋混凝土钢骨柱相连或与钢管柱相连。

轴1～轴7、轴14～轴20最大柱网尺寸为18m×16m，全为设备用房或屋面，荷载均较大，故此处框架梁采用预应力混凝土梁，非框架梁及楼板采用普通钢筋混凝土梁及楼板。轴7～轴14在半层中间即标高9.5～12m需加设电子显示屏，因此，结构设计时将两个跨度为29.5m的桁架合成一品桁架。

作者简介：舒晓玲（1977—），女，硕士，研究方向：结构设计。

󰀃󰀃文章编号：2096-2789（2019）09-0185-02

3 线下站房结构体系

线下站房为单层结构，平面尺寸为52.5m×41.0m。单层结构被站线桥墩分成3块小结构，左右两块为客服区及卫生间，中间部分为候车大厅。3.1 客服区结构体系

客服区采用钢筋混凝土半框架结构，框架梁一端与钢筋混凝土柱刚接，一端与桥墩铰接。其在轴E、轴H与桥墩牛脚相连处采用顺轨及垂直轨道方向双向滑动支座，支座采用双向滑动公路盆式支座；在轴F、轴G与桥墩牛脚相连处采用顺轨方向单向滑动支座，支座采用单向公路盆式支座。

3.2 候车大厅部分结构体系

候车大厅平面尺寸为30m×40m，大厅屋盖采用钢管桁架结构，桁架与站线桥墩牛脚直接相连。钢管桁架结构自重轻，减小了站房结构竖向荷载对桥墩的影响。钢管桁架与站线桥墩牛脚相连时，在轴9处采用铰接方式，在轴12处采用顺轨方向单向滑动支座，支座采用单向公路盆式支座，减小结构温度作用对桥墩的影响。

4 线上雨棚结构体系

线上雨棚为单层排架结构，采用倒三角形空间管桁

架结构型式。倒三角形空间管桁架造型简单，传力简单直接，稳定性好。柱采用钢管柱，柱顶与管桁架铰接。

线上雨棚沿顺轨方向尺寸为455m，垂直轨道方向尺寸为62m，为减小雨棚结构顺轨方向的温度作用和提高结构的整体抗震性能，兼顾建筑造型需求，结构设计时设置抗震缝，将线上雨棚结构沿顺轨方向分成较小的3个结构单元，顺轨方向长度分别为148.3m、161.5m、145.7m，垂直于轨道方向为45～62.8m，雨棚嵌固于桥墩牛脚上。沿顺轨道方向为次桁架，钢柱轴线距离为29～34m，次桁架高度为3.1～3.4m；垂直于轨道方向为主桁架，钢柱轴线距离约为42m，每边悬挑长度约为10m，主桁架高度为2.6～4.0m。3个结构单元中，倒三角形空间管桁架最大跨度为64m，主桁架最大跨度为41.2m。主桁架及次桁架的弦杆及腹杆均采用圆钢管，弦杆与腹杆之间采用相贯焊连接。

为消除雨棚结构在振动影响下产生的结构应力和减振，柱顶与倒三角形空间管桁架利用抗震型球型支座，抗震型球支座连接上与下结构，传力途径直接，经济合理。雨棚荷载通过桥墩牛脚传给站线桥梁（站线桥梁设计单位考虑雨棚所有荷载）。

·186· | 工程设计 | Engineering Design2019年第9期

5 结构分析5.1 分析软件和分析方法于大跨度的站台雨棚结构，由于其自身结构自重较小，应注意风荷载作用下的结构响应。作为高架站结构，站房结构、线上雨棚既分开建模进行分析，也考虑了与线路整体结构建模分析。分开建模与整体结构分析均采用美国Computers and Struc-tures,Inc.编制的SAP2000程序及中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部编制PKPM程序。5.2 站房民用建筑主要荷载和作用

站房及站台雨棚结构设计基准期为50年，站房及站台雨棚结构设计使用年限（耐久性）为100年。主要荷载取值：（1）垂直活荷载按“建筑结构荷载规范”确定。（2）基本风压：0.50kN/m2（按100年一遇取值）；地面粗糙度为B类。（3）基本雪压：0.5kN/m2（按100年一遇取值）。（4）抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，地震动反应谱特征周期为0.45s。（5）温度作用。根据气象资料，该地区的极端气温分别为40.9℃和-11.9℃，结合其日平均气温，考虑施工周期，结构合拢环境温度为10～20℃，结构设计中温度作用取值如下：站房钢结构屋盖正温度差ΔT=31℃，负温度差ΔT=-32℃；线上雨棚钢结构正温度差ΔT=40℃，负温度差ΔT=－40℃；站房混凝土楼板正温度差ΔT=20℃，负温度差ΔT=-20℃。 5.3 荷载组合

基本荷载组合按“建筑结构荷载规范”确定，由于本工程的特殊性，荷载组合中考虑温度作用的影响。对

6 结束语本站作为站桥合一的线上高架站，其跨度及平面尺寸较大，超出常规设计。结构设计过程中，通过多次选型、试算、可实施性及经济性的比较，最终选用了文章介绍的结构形式，其创新主要体现在以下方面：（1）线下站房通过设置单向和双向滑动支座，减少站房对站线桥墩的不利影响，实现站桥合一的思想，同时还方便施工，缩短工期，并具有良好的经济技术指标。（2）线上雨棚大跨度桁架及雨棚柱嵌固于桥墩牛脚上，既满足了64m大跨度钢结构的安全性要求，也不增加造价及施工难度，还能满足建筑对外形的需求，使建筑与结构完美统一，达到和谐之美。桁架与钢管柱连接处应用了抗震球形支座，减少结构转角产生的附加弯矩对桁架的不利影响，提高了桁架的整体抗震性能。（3）线上超长雨棚通过设置结构抗震缝，既使雨棚结构满足建筑造型需求，又使结构简单、受力直接，少了超长结构温度作用产生的不利影响，同时也充分提高雨棚结构经济性及合理性。

参考文献：

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（上接第128页）型安全隐患的产生。标准化的安全防护设施，有效提升了安全防护水平，并且能够确保工程项目的顺利实施，使项目向着科学化、规范化以及标准化的方向开展，达到施工标准化的目标，从而体现出企业的品牌特色。

3.6 综合应用绿色施工，促进安全管理水平的提升

确保建筑领域节能减排以及资源节约的关键是绿色施工，也是保障安全管理水平得以提升的关键。在确保安全以及质量的基本前提之下，借助科技进步以及科学管理，能够在一定程度上实现资源的节约，能够有效降低资源给环境带来的一系列的负面影响。因地制宜的绿色施工，能够实现环境与生态、能源与资源以及经济与社会之间的协同发展，从而创造出良好的安全作业环境，不断提升安全管理水平。

在开展项目建设工作的过程中，安全隐患的存在对工程项目的顺利开展产生了严重的威胁。为了有效确保高层建筑工程项目的顺利开展，需要建立安全可靠的管理体系，以免出现紧急情况，并且，还应该建立对应的防护措施，确保建筑工程项目在安全的环境中开展，最大限度地实现经济效益的提升。

参考文献：

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住宅与房地产,2018(12):145.[5]赵丽军.房屋建筑工程施工安全模块化管理研究[D].杭州:

浙江大学,2018.

4 结束语

在城市化建设不断推进以及社会快速发展的时代背景下，很多高层建筑逐渐出现在了人们的视野中。但是，