城市轨道交通高架车站结构研究论文

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1、城市轨道交通高架车站结构研究论文.freel。行车道梁采用钢筋混凝土板梁,简支或连续支承于框架横梁上。2.2桥梁结构体系属于桥建结合方案。高架站先形成桥梁结构(梁、墩柱、基础),再在桥上布置站台(见图2)。图2桥梁式车站结构(箱梁,Y形墩)桥跨结构可选择的断面形式有箱梁、T形梁、板梁和槽形梁等。箱梁截面抗扭刚度大,整体受力性能和动力稳定性好,正在规划的广州地铁2号线高架车站拟采用这种形式。T形梁刚度大,材料用量省,还可采用预制吊装法施工,宜优先采用。墩柱常用的结构形式有T形墩、双柱墩、V形墩和Y形墩。在高架车站中的墩柱应具有足够的强度和稳定性,在轨道列车作用下应避免产生大

2、位移。2.3框架+桥梁结构体系属于桥建分离方案(见图3)。主体结构分为两个部分:车站建筑和高架桥。车站建筑包在高架桥之外,高架桥从房屋建筑中穿过,二者在结构上完全分开,受力明确,传力简洁。车站建筑和高架桥受力自成系统,可防止列车运行对车站的不利影响,基础的不均匀沉降和车站建筑的振动问题可得到解决。“明珠线”部分高架车站采用了这种结构形式。2.4结构形式的选择从使用功能上看,空间框架结构体系和框架+桥梁结构体系适用于大中型车站;桥梁结构体系适用于小型车站和中间站。就大型车站而言,从结构性能上对比,我们认为应优先采用框架+桥梁结构体系,理由为:(1)可解决高架车站最突出的力学

3、问题,即列车动力荷载对车站房屋建筑的不利影响。该结构体系把车站建筑和高架桥分离成两个完全独立的力学系统,受力及传力明确简洁,可解决车站振动控制和基础沉降控制这两个结构设计施工中的难题。(2)可发挥桥梁结构和框架结构各自的特点和优越性。高架桥适于承受列车快速移动荷载,框架结构在各类车站站房中广泛采用,给车站的功能布置和使用带来方便。框架+桥梁结构体系发挥了二者的优点。(3)高架车站的结构设计大为简化。高架桥和车站建筑可以依据现行的国家规范,分别进行独立的设计计算。图3框架+桥梁式车站结构有人认为该结构体系切断了框架纵横梁的联系,削弱了车站建筑的整体性,需增加柱网。我们认为,

4、只要适当调整高架桥墩柱和房建框架柱的相对位置,这个问题不难解决(见图4)。图4框架+桥梁式车站梁柱布置示意—而且,框架横向既可以是四柱三跨,也可以是三柱二跨,不受高架桥的影响。3振动控制高架车站必须通过减振措施来减小走行部分对车站主体结构的动力影响。橡胶支座的运用对高架车站的振动控制效果明显。以上海“明珠线”某框架式车站为例,框架上面采用预应力混凝土低高度连续板梁,板梁下设板式橡胶支座。高架桥上荷载通过支座传递至站房结构的中立柱和框架横梁上。板梁单支撑传力于车站中立柱上,双支撑作用在框架横梁上(如图5)。图5高架车站橡胶支座布置示意图根据高架车站不同的结构特点,动载和静荷

5、载的大小等综合因素,采用以下不同支座:(1)板式橡胶支座最适用于纵向跨径小,动静载较小的车站。(2)四氟滑板式支座适用于纵向跨径大、位移量大的车站。(3)盆式支座适用于动静荷载很大、位移量大、当地地震烈度不超过八度的车站。(4)定向支座或锚固式支座适用于烈度为八度以上的地震区。4基础沉降控制位于软土地区的高架车站,基础沉降是一个突出的问题。国内外工程实践和理论研究表明:在软土地基上,桩基础是首选的基础形式。桩基可以将上部荷载有效地传递到压缩性小的深层土层中去,以满足上部结构物对基础承载力和变形的要求。桩基能有效地承受横向水平荷载,其抗震及抗动载性能好。经验表明,在设计中选

6、择合适的桩基持力层、以及桩径、桩长、桩间距等参量,可以使各桩基的总沉降量大致相等。饱和粘土地基的沉降过程是一个固结沉降过程。各桩基础在总沉降量相等的条件下,它们的沉降时程曲线基本相同,而且车站横梁对各立柱的沉降能起调节作用。所以,各桩基础在沉降过程中的沉降差,能被控制在很小的范围内。南京地铁高架车站的桩基础均采用钻孔灌注桩,满足了承载力和基础沉降的要求。上海江湾镇高架车站采用了锤击高强预应力混凝土管桩(PHC桩),效果良好。在设计施工中应严格控制各桩基础间的沉降差,比如在验算某横向框架两对基础时得到:中柱桩基础的沉降量为9185cm,边柱桩基础为8194cm,沉降差为01

7、91cm,确保了不均匀沉降差在1cm范围以内,满足了设计要求。5结束语目前在我国,高架车站的结构研究是一个值得重视的课题,尤其对于桥梁、房建合一的车站结构,受力、传力方式不甚明确。本文对高架车站结构仅进行了初步的分析和探索,今后对高架车站的结构形态、静动力性能、抗震、疲劳、振动和基础沉降等问题还需深入研究。