高速铁路大跨度站内高架桥设计研究

随着高速铁路的发展,一些车站成为多线交汇的枢纽站,形成上下多层的车站格局。站房布局对土地资源的集约有较高要求,越来越多的枢纽车站采用“桥建合一”的站房形式。高架站内的桥梁既要满足跨越需求,又要满足站房总体布局及乘客通行的需求,故选择适合的桥式方案是设计的关键。以南通至宁波高速铁路苏州南站为例,通过分析不同桥式方案的经济技术,并结合桥式方案对站台梁的结构形式进行分析研究,最终提出一种站台与轨道合建的站线整体式预应力混凝土连续刚构的桥式方案,并成功运用到工程实践当中。本工程采用的主跨128 m的站线整体式桥梁结构丰富了大跨度桥梁结构在高架站中的应用,为“桥建合一”高架站的设计提供了一种新的思路。

桥式站结构设计接口的探讨

桥式站以其桥式线路在上、候车空间在下的特点,利用高架式纵向扩充的布局,从而达到铁路客站立体交通流线、功能高度融合的目的。而紧凑的空间布局及桥下空间的有效利用也成为桥式站设计研究过程中至关重要的一环。本文主要围绕桥式站建设特点和使用功能需要,结合结构与相关专业接口处理方式的举例,浅析这一类站房结构设计需注意的几类常规设计接口及关注要点。

深圳地铁3号线高架车站结构设计研究

研究目的:随着城市轨道交通建设的快速发展,高架线路的增长比例更快。如何在高架车站的结构选型和设计方面取得优势,将高架车站对城市空间的影响降到最低成为亟待解决的问题。本文结合深圳地铁3号线工程和其他城市地铁建设经验,对高架车站常用结构方案及设计要点进行分析和研究,为类似高架车站设计提供参考。研究结论:根据深圳地铁3号线"建桥一体化"高架车站结构受力特性,采取针对性的结构设计措施和验算手段,可以对该类结构特点扬长避短,满足轨道交通对高架车站结构安全性和乘客舒适性要求。

新型高速铁路客站大跨度站厅结构的竖向地震破坏特征

"房桥合一"新型高铁客站的站厅层往往以大跨度钢桁架为其主要结构特征。基于此,以天津西站典型站厅结构为例,提取其主要结构单元,选取多条竖向地震强震记录,并综合采用静力和动力弹塑性方法,研究典型站厅结构大跨度钢桁架单元的竖向地震屈服机制和破坏特征。此外,与站厅结构动力弹塑性计算结果对比,进一步验证了多模态Pushdown方法在大跨结构竖向抗震性能评估中快速有效。

高速铁路客站大跨站厅结构竖向多点地震响应研究

"房桥合一"是我国高速铁路客站建造中出现的一种新型结构形式,其兼具房屋和桥梁结构特征,轨道层列车线路的通行要求决定了上部高架站厅层具有较大跨度,而站厅结构竖向抗震性能往往是确保其地震安全的重要部分。鉴于此,首先阐述了SAP2000软件中位移模型的基本计算原理,并指出其一重要误差,继而参考天津西站建立了典型大跨站厅结构模型,对比研究了竖向多点一致、考虑行波效应竖向多点非一致地震激励下典型站厅结构动力响应特征。研究表明:依据位移模型直接计算结果来获取不参与动力平衡方程的从属结构响应分量时可能存在明显误差;竖向多点非一致输入特征对高架站厅层的地震响应有着显著影响,在抗震设计和性能评估中均不可忽视此因素,同时给出了抗震设计建议。

高速铁路客站站厅层钢桁架竖向地震振动台试验模型研究

以天津西站典型结构为例,提取站厅结构主要单元,阐述可反映其抗震性能的振动台试验模型设计和制作方法。为保证试验结果可靠性,大跨钢桁架模型严格按照相似关系和等效原则设计,并采用8个相同的边桁架单元作为中间桁架单元的边界条件。比较试验模型和相应有限元模型的动力特性,明确所设计试验模型符合要求,能反映原型结构的竖向地震响应特征。

制动工况下“站桥合一”客站纵向动力研究

为研究高速列车制动对"站桥合一"客站纵向动力响应的影响,利用自主研发软件TTBLS-DYNA建立列车-轨道-客站耦合系统纵向动力模型。分别采用有限元方法建立轨道-客站三维空间模型,采用刚体动力学方法建立车辆纵向动力模型。依据动车组的制动减速度特性曲线,通过数值积分方法求解车辆和客站耦合动力方程,进行耦合系统纵向动力响应分析,并以天津西客站为例进行车-站纵向耦合振动分析。研究结果表明:高速列车站内制动对客站结构纵向动力响应影响较小,列车停车瞬间轨道层及高架层纵向位移及加速度达到最值;双线反向制动工况下客站各层结构纵向位移及加速度较单线制动小;车致振动沿楼层高度方向传递过程中,振动加速度逐渐衰减,屋顶层加速度最小;客站各层纵向位移及加速度最大值均随列车制动级别的增大而增大,轨道层加速度最大值增幅最为显著。

南京南站“桥建合一”型钢混凝土组合结构承轨层施工技术

南京南站轨道层是"桥建合一"高架承轨层,结构形式为型钢混凝土组合结构,建筑设计要求梁底混凝土达到饰面清水混凝土要求。针对该状况,分析了施工技术难点及整体施工方案,对大型公共建筑水平梁板结构大规模应用型钢混凝土组合结构节点深化设计、支架体系、模板设计、钢筋绑扎、混凝土施工、工程检测等关键技术进行了系统研究。经过工程实践,该施工技术成功满足了设计要求,施工质量良好。

空间结构在大型铁路客站中的应用

结合一些有代表性的大型铁路客站工程实例,介绍了其造型新颖的建筑形态及相应的结构体系,对其中的结构设计难点及创新内容进行了重点的探讨.大型铁路客站结构跨度较大,平面尺寸超长,同一站房中存在铁路桥梁结构与房屋建筑结构两种截然不同的结构体系,由此产生的空间结构选型以及列车振动影响等问题成为结构设计的关键内容.通过对这些问题的解决方法及研究成果的分析总结,为空间结构创新应用提供有益的借鉴.

哈大客运专线沈阳站站房结构设计与分析

哈大客运专线沈阳站主站房结构采用"建桥合一"的大跨预应力混凝土框架结构体系。针对"地下通道桩基与下部地铁盾构的相互影响"进行了专项论证;站台层列车正线处设置双柱与到发线分离,形成连续刚构桥,有效地减小高速列车通过对上部候车厅层舒适度的影响;商业夹层局部采用大跨钢桁架楼盖,对其竖向加速度对旅客舒适度的影响进行了分析,应用TMD减振技术有效地缓解了结构竖向加速度峰值。屋盖采用67.0m跨桁架拱结构,以实现结构与建筑完美结合。

高速铁路客站站厅结构竖向地震激励的振动台试验研究

新型"房桥合一"高速铁路客站站厅往往采用大跨度钢桁架结构形式,其特点是上弦有混凝土楼板,为候车厅,上下弦中间为设备层,整个桁架承受较大荷载,对竖向地震较为敏感。选取具有一定代表性的天津西站站厅结构,基于相似理论,制定了1/20缩尺的9桁架单元典型模型及试验方案;输入多量级典型地震波,完成了检验其竖向抗震性能的振动台试验研究,并与有限元计算结果比较,获得了大跨站厅结构在不同水准竖向地震下的动力响应特性和屈服机制;指出当前该站厅结构抗震性能良好,薄弱环节集中于主次桁架的端部斜腹杆及节点处,主要构件并没有出现屈服破坏。

沪宁城际铁路高架站桥梁设计与研究

沪宁城际轨道交通工程中的5座高架站均为"桥建合一"综合体系,作为承力传力体系的桥梁结构受到站房建筑传来的巨大荷载作用。空间有限元分析结果表明:高架站桥墩底受到巨大的弯矩和剪力作用,开设楼梯预留洞的π形截面站台梁的弯剪扭组合效应非常明显,横向宽度为12 m的π形截面站台梁,处于横向受力较为不利的状态,屋架钢管柱、雨棚柱与桥墩、站台梁的钢-混结合部局部受力复杂,通过增设普通钢筋和预应力筋、加密横隔板、加强局部混凝土、设置抗剪栓钉等措施,确保了"桥建合一"结构体系的安全可靠。

城市轨道交通“桥-建组合式”高架车站结构设计方法

在综合分析国内现行铁路桥梁、建筑结构和地铁等相关规范的基础上,分析了城市轨道交通高架车站的"桥-建组合式"结构的特点,提出了符合上述规范相关内容的综合设计方法。对该综合设计方法所含的整体模型、荷载分类及组合、抗震分析、主要结构参数等方面内容进行了阐述,为此类轨道交通高架车站实际工程的结构分析设计提供参考。

武汉火车站 现代化交通枢纽综合体

武汉火车站是一座运用全新理念设计的现代化综合交通枢纽。文章从城市副中心及站区规划、车站高架式立体空间布局、新型进出站流线模式、建筑形象与地域文化的契合、结构和节能环保技术的运用等方面,论述了车站建设与城市规划的相互作用以及车站建筑设计的突破与创新。

轻轨铁路站桥整体结构的结构设计与抗震分析

本文结合地处高烈度地震区的天津轻轨工程,对轻轨铁路车站建筑与高架桥梁进行了整体设计与抗震分析。在结构设计中,首次将轻轨铁路的车站建筑与高架桥梁设计成为一个整体框架结构;在抗震分析中,分别按照不同的规范反应谱法和时程分析法对站桥整体结构进行全面分析。研究结果表明,轻轨铁路站桥整体结构的结构设计概念明确、优点明显,可避免建筑与桥梁之间的地震碰撞;按照规范反应谱法设计的站桥整体结构的抗震安全性存在不足,设计中必须按照工程建设场地地震危险性评价所给出的地震动参数对站桥整体结构进行时程分析,才能确保轻轨铁路的抗震安全性。

郑州东站钢骨柱双向预应力混凝土框架梁轨道桥施工技术

郑州东站为"桥建合一"结构,轨道层采用"钢骨混凝土柱+双向预应力混凝土框架梁+现浇混凝土板"结构体系,站场及与其相连接的线侧站房平面尺寸为550m×500m。施工前进行了钢结构深化设计、预应力深化设计,对梁柱节点进行了三维放样,优化节点设计;对总体施工顺序、平面布局、节点工期进行施工组织管理策划;详细介绍了钢骨混凝土柱及轨道层施工工艺,达到了预期的质量效果。

广州南站(2×32+64+2×32)m双线V构连续梁设计

(2×32+64+2×32)m双线槽形V构连续梁是广州南站桥建合一结构体系中的轨道梁,是承载上部站房候车厅层(高程21 m层)的结构柱的受力构件和铁路运行的轨道梁(高程12 m层)及站台板梁横向支承的结构。着重介绍该V构连续梁(高程12 m层)与站房候车厅层(高程21 m层)及站台板梁的相互关联及受力状态、V构连续梁的结构构造、静力分析、局部分析、抗震分析等。最后对结构设计进行总结、提炼,为同类结构提供参考。

杭州东站线下工程结构设计

杭州东站线下工程为"建桥合一"结构形式,主体结构采用型钢混凝土主梁、钢管混凝土立柱纵横梁体系,详细介绍该工程的设计构思,主梁、立柱、节点构造及施工方法,并对结构静力、节点细部进行计算分析。结果表明:该结构受力合理且满足规范要求。

地铁高架车站型钢混凝土转换短梁试验研究

高架车站"桥-建组合式"中的转换梁与建筑结构中的转换梁受力特点有所不同,设计理论尚待完善。结合重庆某高架车站工程项目,对型钢混凝土和型钢高延性混凝土转换短梁进行试验研究,为其合理设计提供建议。采用缩尺静力试验对比二者在破坏形态、抗剪承载力、变形能力等方面的不同,并总结单跨两侧带悬臂型钢(高延性)转换短梁的承载力设计方法。结果表明:采用现行规范设计的型钢混凝土转换短梁可以满足承载力和延性要求;其他条件相同时,型钢高延性混凝土转换短梁比型钢混凝土转换短梁的抗剪承载力略高,但可显著提高抗剪耗能能力、有效降低破坏时的损伤程度。

双向地震下高铁客站抗震性能的振动台试验研究

"房桥合一"新型混合结构体系作为高速铁路大型客站典型结构形式,其结构特征复杂,抗震性能并不明确,理论和数值分析之外尚缺少试验论证。以天津西站典型结构为例,进行缩尺比为1/35的振动台模型试验,研究其在多级双向典型地震波激励下的抗震性能,通过试验分析并与有限元计算结果比较,获得了客站典型结构在不同水准双向地震下的动力响应特性和结构损伤情况,指出当前所设计客站结构的抗震性能良好、设计偏于保守、薄弱环节主要集中于上部屋盖结构。