城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

黃武平

（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

1 重視城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性分析

為了使城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作能夠落實(shí)到位，實(shí)現(xiàn)對(duì)其設(shè)計(jì)方式的科學(xué)使用，則需要對(duì)重視這類車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性有所了解。具體表現(xiàn)為： （1） 重視城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可滿足這類車站安全使用要求，提高對(duì)應(yīng)用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性； （2） 重視城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可使這類結(jié)構(gòu)在實(shí)踐應(yīng)用中的性能更加可靠，并給予城市軌道交通事業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展必要的支持；（3） 重視城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)這類車站長(zhǎng)期使用中結(jié)構(gòu)問(wèn)題的科學(xué)應(yīng)對(duì)，進(jìn)而提升城市軌道交通高架車站應(yīng)用中的服務(wù)水平。

2 基于城市軌道交通高架車站的結(jié)構(gòu)形式探討

在完善城市軌道交通高架車站服務(wù)功能、優(yōu)化其結(jié)構(gòu)性能的過(guò)程中，應(yīng)注重與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)形式探討，進(jìn)而改善這類車站應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)狀況。實(shí)踐中基于城市軌道交通高架車站的結(jié)構(gòu)形式具體包括以下方面。

2.1 站橋分離結(jié)構(gòu)

所謂站橋分離結(jié)構(gòu)，是指采用設(shè)縫的方式將車站、設(shè)備等用房結(jié)構(gòu)與列車運(yùn)行部分的結(jié)構(gòu)分離開來(lái)而形成的一種結(jié)構(gòu)，即不同部分之間設(shè)置的結(jié)構(gòu)單元具有獨(dú)立性強(qiáng)的特點(diǎn)。在城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)選型過(guò)程中，若能注重站橋分離結(jié)構(gòu)設(shè)置，則能使這類車站在應(yīng)用中結(jié)構(gòu)傳力更加清晰，且在專業(yè)性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)分析軟件支持下，實(shí)現(xiàn)對(duì)站橋分離結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置。但是，由于這種形式的結(jié)構(gòu)應(yīng)用中存在整體空間剛度小、抗列車搖擺荷載、制動(dòng)荷載和地震等水平作用的能力較弱，且結(jié)構(gòu)橫向體量較大、占用土地較多等問(wèn)題，使得其在城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用中存在一定的局限性，難以滿足新形勢(shì)下這類車站結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)置要求。

2.2 站橋組合結(jié)構(gòu)

所謂的站橋組合結(jié)構(gòu)，是指支撐列車運(yùn)行的軌道梁直接簡(jiǎn)支于車站服務(wù)用房結(jié)構(gòu)上，利用服務(wù)用房結(jié)構(gòu)橫梁和框架柱形成的空間結(jié)構(gòu)承受列車荷載。實(shí)踐中若將這類結(jié)構(gòu)應(yīng)用于城市軌道交通高架車站，一定程度上可提高列車行駛過(guò)程中的結(jié)構(gòu)承載力。但是，由于站橋組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用中也存在著高度高、豎向體量大的問(wèn)題，會(huì)對(duì)車站周圍的景觀造成一定的影響，加上該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)空間層面的協(xié)同工作考慮不夠充分，使得其在城市軌道交通高架車站應(yīng)用中受到了限制。

2.3 站橋合一結(jié)構(gòu)

站橋合一結(jié)構(gòu)是指支撐列車運(yùn)行的軌道梁與車站服務(wù)用房結(jié)構(gòu)完全結(jié)合在一起，沒有單獨(dú)供列車行駛的橋梁。實(shí)踐中由于這類結(jié)構(gòu)應(yīng)用中具有剛度大、抗列車搖擺效果好、抗震性能好、體量輕，對(duì)車站周圍的景觀影響小等優(yōu)點(diǎn)，使得其在城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)置方面有著良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于站橋合一結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的成本經(jīng)濟(jì)性良好，因此，在結(jié)構(gòu)選型中應(yīng)重視這種結(jié)構(gòu)使用，做好與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，使得站橋合一結(jié)構(gòu)的潛在應(yīng)用價(jià)值逐漸提升。

3 基于站橋合一的城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

為了確保城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)提升這類車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，則需要注重站橋合一結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下方面。

3.1 選型方面應(yīng)考慮的因素

在城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了使其結(jié)構(gòu)選型更具科學(xué)性，需要考慮相關(guān)的因素。這些因素為：（1） 通過(guò)對(duì)城市景觀方面實(shí)際要求的充分考慮，將體量小、通透輕巧的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于城市軌道交通高架車站建設(shè)方面，從而保持這類車站應(yīng)用中良好的結(jié)構(gòu)狀況； （2） 根據(jù)軌道交通高架車站所在區(qū)域的實(shí)際情況，確定最佳的站臺(tái)形式； （3）確定好城市軌道交通高架車站位置，進(jìn)而為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的有效開展提供參考信息。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容

基于站橋合一的城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要了解其設(shè)計(jì)方面的相關(guān)內(nèi)容，使得最終得到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案有著良好的適用性。實(shí)踐中這類車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的相關(guān)內(nèi)容包括： （1） 通過(guò)對(duì)車站結(jié)構(gòu)體系的選擇、傳力路徑的設(shè)置等要點(diǎn)的充分考慮，針對(duì)性地開展城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)工作； （2） 通過(guò)對(duì)荷載取值、適用設(shè)計(jì)規(guī)范的選擇等要素的考慮，有效開展城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算設(shè)計(jì)工作； （3） 積極開展構(gòu)造設(shè)計(jì)工作，滿足城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)安全使用要求。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載分析

為了使站橋合一結(jié)構(gòu)在城市軌道交通高架車站應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期效果，則需要在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確保荷載取值合理性，且在有效地分析工作支持下予以應(yīng)對(duì)。具體表現(xiàn)為：（1） 通過(guò)對(duì)車站公共區(qū)和設(shè)備所在區(qū)域、管理用房等實(shí)際情況的考慮，結(jié)合行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載分析，確保其取值有效性，從而完善這類車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案； （2） 深入分析車站結(jié)構(gòu)橫向風(fēng)荷載，并結(jié)合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，確保城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載取值合理性； （3） 車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載分析，為滿足其合理取值要求的過(guò)程中，也需要設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)列車豎向活荷載、橫向搖擺力、無(wú)縫線路縱向水平力等要素的充分考慮，確定城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中列車荷載的最佳取值，確保其分析工作得到良好落實(shí)。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算方面的控制要素

在了解站橋合一結(jié)構(gòu)功能特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的考慮，開展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要對(duì)其中計(jì)算方面的控制要素加以分析，從而得到良好的車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。具體表現(xiàn)為： （1） 參照橋梁結(jié)構(gòu)規(guī)定，對(duì)高架車站結(jié)構(gòu)，縱向水平位移進(jìn)行考慮，確保車站結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中的水平位移計(jì)算準(zhǔn)確性，保持基于站橋合一的城市軌道交通高架車站良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果； （2） 考慮沉降差。高架車站結(jié)構(gòu)一般也是超靜定結(jié)構(gòu)，沉降差在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生附加內(nèi)力，沉降差越大這種內(nèi)力也就越大，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制沉降差。一般可根據(jù)結(jié)構(gòu)最大允許沉降差來(lái)控制樁墩的沉降差； （3） 通過(guò)對(duì)軌道梁撓度、列車荷載狀況等要素的考慮，針對(duì)性開展站橋合一結(jié)構(gòu)計(jì)算分析工作，使得最終得到的高架車站結(jié)構(gòu)適用性增強(qiáng)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，做好城市軌道交通高架車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)參考意義，可滿足這類車站安全使用要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，進(jìn)而完善城市軌道交通高架車站的使用功能。因此，未來(lái)在促進(jìn)城市軌道交通事業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，為了保持高架車站良好的應(yīng)用狀況及效果，需要給予其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更多的關(guān)注，且在有效的設(shè)計(jì)措施支持下，完善這類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提升其在城市軌道交通高架車站方面的潛在應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，通過(guò)對(duì)高架車站結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)，可降低其結(jié)構(gòu)應(yīng)用問(wèn)題的發(fā)生率。