徐州火车站无站台柱雨棚结构设计

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1、徐州火车站无站台柱雨棚结构设计徐州火车站无站台柱雨棚结构设计朱丹晖,赵建强(中铁济南勘察设计咨询院有限公司,济南250022)摘要:介绍徐州火车站无站台柱雨棚的张弦桁架钢结构体系,结构计算模型,材料选择,以及在结构计算中的荷载取值.阐述非线性分析时张弦桁架控制索力的取值原则,为今后预应力钢结构工程提供借鉴.关键词:无站台柱雨棚;张弦桁架;控制索力;预应力钢结构中图分类号:TU248.1文献标识码:A文章编号:1004—2954(2009)04一Ol17—031工程概况徐州地理位置优越,京沪,陇海两大铁路干线在此交汇,徐州站担负着徐州及周边

2、地区每年600多万人次的旅客运输任务,为了贯彻铁路建设新理念,提高铁路运输服务质量和服务水平,新建徐州站采用无站台柱雨棚.新建无站台柱钢结构雨棚建筑面积为46912m(水平投影面积),其中主站房北侧新建无站台柱钢结构雨棚15196m,主站房南侧新建无站台柱钢结构雨棚30906rn.该建筑整体轻盈通透,宏伟大气,富?其他?有现代感,目前工程正在紧张的施工中.其效果图如图1所示.图1徐州火车站无站台柱雨棚效果图2结构设计该结构平面分为2部分,分别位于高架候车室南北两侧.雨棚采用20榀钢架跨越股道,每榀钢架跨度66.5m,曲线段跨度减小至59.

3、671m,柱外侧悬挑2Om,钢架纵向问距分别为15,17,24m不等.实现高架候车室北侧144m,高架候车室南侧290m全站台覆盖(图2,图3).丝垫2424242424型丝丝丝丝!丝24丝24①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑩⑥⑥@⑥⑩@⑩⑤⑩图2雨棚平面(单位:m)—⑧—④十iL一l≤.I——奢*+弹一…爪…I…勇静关再]目自茜;蕾/__目LIJ_ulll-I一1/畔ii1……㈠……..If_山l』ll_目T...垦T厘目酬司——UU一站lI一2站台一l3站台I}I4站台jI5站台——_-—,老201l2Ⅲ466.55VI7892010I图3雨棚

4、立面(单位:m)雨棚的结构体系为单向受力的张弦桁架结构.雨棚横向采用张弦桁架作为主梁,跨越股道,柱侧采用钢收稿日期:2008—12—03作者简介:朱丹晖(1981一),男,助理工程师,2004年毕业于西南交通大学土木工程专业,学士学位.铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2009(4)管桁架梁悬挑,纵向采用钢管次桁架作为主檩条,上铺H型钢钢梁及冷弯薄壁C型钢次檩条,采用取消局部檩条达到股道上空开敞的要求,屋面为压型镀铝锌钢板.张弦桁架结构是一种由刚性构件上弦,柔性拉索,中间连以撑杆形成的混合结构体系,其结构组成是一117

5、oz1L●●..__}⑩④?其他?朱丹晖,赵建强一徐州火车站无站台柱雨棚结构设计种新型自平衡体系,张弦桁架结构的受力机理为通过在下弦拉索中施加预应力使上弦压弯构件产生反挠度,结构在荷载作用下的最终挠度得以减少,而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑,改善结构的受力性能.该种结构形式属于比较新型的结构体系,能够显着地减小结构用钢量,具有明显的经济性和美观性….雨棚张弦桁架梁由钢管桁架,撑杆,拉索组成(图4).其中钢管桁架为倒放等腰三角形,桁架上弦矢高为3rn,下弦矢高为5m,桁架根部高度为3.5m,中间高度为1.5m,宽度为2rn.钢管桁架上弦

6、杆截面为+273mm×12mm,下弦杆截面在跨中为+299mmX16mm,两侧为+299mm×14mm,腹杆为+102mm×5mm,西l33mm×8mm,+159mm×10mm,钢管桁架弦杆与腹杆间为相贯焊缝连接.撑杆截面为+159mmX10mm,撑杆上端与桁架下弦杆通过销轴连接,下端通过铸钢球与拉索铰接连接.张弦桁架拉索选用199+5film高强度低松弛镀锌半平行钢丝束钢索,拉索截面面积为3907mm,抗拉强度标准值为1670MPa,拉索锚具采用冷铸锚.为了受力更合理,传力更简洁明确,拉索穿过下弦后通过三分节点分出两根高强度钢拉杆,最终

7、钢拉杆铰接于上弦杆和柱交接部位,将拉索预应力平均分配到两根上弦杆上.拉索与下弦相交部位采用铸钢相贯节点(图5),保证索与下弦杆之间无直接接触,使得计算模型和实际情况相吻合.柱侧悬挑桁架为倒放等腰三角形桁架,上弦杆及下弦杆截面均为+273mm×12mm,腹杆为102mm×5mm,+133mmX8mm,+159mm×10mm,悬挑桁架弦杆与腹杆间为相贯焊缝连接.钢柱为钢管混凝土格构柱,由于线路限界的要求,格构柱由2根65oomm×22mm的钢管混凝土柱组成,2根柱沿线路方向布置,柱间有6219mm×10mm钢管腹杆连接组成格构柱,使得在平面外

8、形成较大刚度,抵抗结构侧向水平力.为了弥补柱外形受限造成的强度不足及平面内抗弯能力弱的现状,在钢管柱内设钢套管,改善钢管性能,同时解决排水管通道问题,钢管柱内灌注C60高强度微膨胀混凝土.为了