正線側(cè)立柱鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能研究*

張 濤 劉艷輝 董 誠(chéng) 王 強(qiáng)

（1中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院高級(jí)工程師，北京100844；2西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，四川成都610031；3鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師，天津300251；4國(guó)家鐵路局高級(jí)工程師，北京100891）

正線側(cè)立柱鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能研究*

張 濤1劉艷輝2董 誠(chéng)3王 強(qiáng)4

（1中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院高級(jí)工程師，北京100844；2西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院副教授，四川成都610031；3鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師，天津300251；4國(guó)家鐵路局高級(jí)工程師，北京100891）

近年來，國(guó)內(nèi)外列車脫軌的事故時(shí)有發(fā)生，正線側(cè)立柱的鐵路客站雨棚的安全問題已引起鐵路客站建設(shè)、設(shè)計(jì)工作者的關(guān)注。結(jié)合重點(diǎn)課題《鐵路客站整體穩(wěn)定性安全評(píng)價(jià)與研究報(bào)告》，對(duì)加強(qiáng)新建鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能與改善既有鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能，合理確定雨棚的結(jié)構(gòu)體系及其抗連續(xù)倒塌的措施等進(jìn)行了研究，為鐵路客站雨棚建設(shè)、設(shè)計(jì)與相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范修訂等工作，提供必要的借鑒。

鐵路；客站雨棚；結(jié)構(gòu)；整體穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)原則；防護(hù)措施

0 引言

近年來中國(guó)高速鐵路發(fā)展迅速，鐵路客站具有人員密集、運(yùn)輸繁忙等特點(diǎn)，部分鐵路客站列車通過速度高，有部分雨棚柱緊鄰正線側(cè)布置，雨棚結(jié)構(gòu)安全成為鐵路客站整體性能的重要組成部分。自21世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)外發(fā)生了一些鐵路安全事故，如2005年4月日本羽越線瞬時(shí)大風(fēng)引起列車脫軌撞毀路邊建筑物事故，2011年7月我國(guó)溫州動(dòng)車事故造成高架橋部分構(gòu)件受損與人員傷亡事故，2012年2月阿根廷布宜諾斯艾利斯列車撞損車站站臺(tái)事故，2013年5月美國(guó)馬里蘭州巴爾德磨貨運(yùn)列車與汽車相撞造成附近廠房塌落事故等[1]。因此需要高度關(guān)注雨棚的結(jié)構(gòu)安全及整體穩(wěn)定性能。

我國(guó)《鐵路旅客車站建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.7條規(guī)定：采用無站臺(tái)柱雨棚時(shí)，鐵路正線兩側(cè)不得設(shè)置雨棚立柱，在兩條客車到發(fā)線之間的雨棚柱，其柱邊最突出部分距線路中心的間距，應(yīng)符合鐵路主管部門的有關(guān)規(guī)定[2]。但是，如果均不在正線側(cè)布置無站臺(tái)柱雨棚的結(jié)構(gòu)柱，則會(huì)引起雨棚結(jié)構(gòu)跨度、高度顯著增加，工程投資相應(yīng)增加，以及雨棚防飄雨效果下降等問題。因此，需要對(duì)正線側(cè)立柱鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)體系整體穩(wěn)定性進(jìn)行研究，尋求合理的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)其抗連續(xù)倒塌性能設(shè)計(jì)，以提高雨棚結(jié)構(gòu)安全性，合理控制雨棚工程投資。

1 鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

1.1 雨棚結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

1.1.1 鐵路運(yùn)輸方面

新建或在建鐵路客站無站臺(tái)柱雨棚在正線與到發(fā)線之間設(shè)有雨棚柱，由于車站列車通過速度較高(中小型車站站內(nèi)通過速度有可能達(dá)到300 km/h及以上)，在軌道變形或損壞、列車部分零件磨損或設(shè)備故障等不利因素的誘導(dǎo)下，有可能出現(xiàn)脫軌事故而撞擊到正線側(cè)雨棚柱。列車從到發(fā)線一側(cè)通過時(shí)，由于運(yùn)行速度相對(duì)較低，脫軌后對(duì)到發(fā)線側(cè)立柱雨棚的沖擊損傷相應(yīng)較小；而從正線一側(cè)通過，由于速度較高，脫軌后將會(huì)對(duì)正線側(cè)雨棚柱特別是站臺(tái)外端雨棚柱造成較大損傷。因此，正線側(cè)雨棚柱與站臺(tái)外端的雨棚柱是鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)的第一類風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)（參見圖1）。

圖1 車站雨棚示意圖

1.1.2 自然環(huán)境方面

我國(guó)鐵路客站所處區(qū)域自然環(huán)境、氣候特征各不相同，風(fēng)荷載、雪荷載、積水（冰）荷載與溫度作用差異較大。由于無站臺(tái)柱雨棚結(jié)構(gòu)跨度較大、高度較高，又采用輕質(zhì)屋面板，以及屋脊與檐口等裝飾構(gòu)件多，其屋面邊緣構(gòu)件與懸挑構(gòu)件承受較大的風(fēng)荷載吸力作用，在遭遇大風(fēng)或臺(tái)風(fēng)時(shí)，屋面構(gòu)件存在變形大甚至脫落等安全隱患；在降雪地區(qū)，受客站高架候車室與側(cè)式站房的遮擋影響，特別是北方客站部分雨棚屋面在陰面與高低屋面交接區(qū)域存在積雪或積冰現(xiàn)象，局部雪荷載、特別是積雪（冰）荷載較大；另外，雨棚屋面全年、全天溫度變化大，屋面結(jié)構(gòu)所承受溫度與結(jié)構(gòu)合攏溫度的差值大，溫度應(yīng)力較大，對(duì)雨棚邊緣結(jié)構(gòu)柱的內(nèi)力影響較大，這些因素也會(huì)給雨棚結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能帶來不利的影響。因此，雨棚風(fēng)荷載、雪荷載與溫度作用工況是客站雨棚結(jié)構(gòu)的第二類風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

1.1.3 其他方面

鐵路客站的人為破壞或恐怖襲擊、軌道變形、列控設(shè)備失效等因素，有可能引發(fā)列車脫軌事故而撞擊到正線側(cè)雨棚柱，也對(duì)鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)帶來一定的安全隱患。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)第一類風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的研究資料十分缺乏，缺少相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和防護(hù)措施，需要特別予以關(guān)注。

1.2 雨棚結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)

1.2.1 雨棚結(jié)構(gòu)類型

我國(guó)鐵路客站無站臺(tái)柱雨棚多采用鋼管混凝土柱，屋面多采用鋼張弦梁、鋼桁架、實(shí)腹鋼梁與鋼網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)形式，雨棚柱多設(shè)置在到發(fā)線之間和部分正線與到發(fā)線之間，呼和浩特東站等個(gè)別站也在正線之間設(shè)置雨棚柱。雨棚柱垂直軌道方向跨度多為21～43 m，順軌道方向柱距多為18～24 m，至站臺(tái)面高度多為15～18 m。

1.2.2 雨棚結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼張弦梁結(jié)構(gòu)雨棚是近年發(fā)展起來的一種大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)輕盈、造型優(yōu)美。雨棚鋼張弦梁結(jié)構(gòu)垂直軌道方向由鋼管混凝土梁、拱或桁架上弦剛性構(gòu)件，下弦高強(qiáng)度鋼索或鋼棒及連接二者的撐桿組成（見圖2），順軌道方向屋面多為檁條體系。雨棚區(qū)域結(jié)構(gòu)多以垂直軌道方向的單向受力為主，跨度大、屋面較輕，需要重點(diǎn)關(guān)注屋面剛度與平面外穩(wěn)定性，特別是其上弦結(jié)構(gòu)的受壓失穩(wěn)、下弦構(gòu)件的受拉斷裂等問題[3]。

圖2 站臺(tái)、線路與雨棚示意圖

鋼桁架結(jié)構(gòu)雨棚是由垂直軌道與順軌道方向的圓形鋼管構(gòu)件組成的三角形或倒三角形屋面空間結(jié)構(gòu)，其受力性能良好，外觀造型優(yōu)美。在垂直軌道方向，鐵路客站雨棚區(qū)域結(jié)構(gòu)柱呈現(xiàn)跨度大、數(shù)量多、屋面剛度大的特點(diǎn)，整體穩(wěn)定性相對(duì)較好；而在順軌道方向，由于受到鐵路車場(chǎng)條件限制，不能設(shè)置該方向的雨棚柱間支撐、基礎(chǔ)拉梁，部分車站還存在柱頂位置未設(shè)置順軌道方向的鋼桁架，而以屋面檁條代替鋼桁架等問題，導(dǎo)致雨棚結(jié)構(gòu)順軌道方向約束較差、剛度較小，因此需要重點(diǎn)關(guān)注順軌道方向的雨棚屋面剛度及其整體穩(wěn)定性。

實(shí)腹梁結(jié)構(gòu)雨棚的屋面梁跨越一個(gè)站臺(tái)，其垂直軌道方向的結(jié)構(gòu)高度、剛度較大，受力、變形性能較好，同樣存在順軌道方向約束較差、剛度較小問題，其結(jié)構(gòu)用鋼量也比較大。

如石家莊站采用鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雨棚，其造型輕巧、結(jié)構(gòu)剛度較大，且可利用屋面結(jié)構(gòu)坡度解決排水問題，但存在柱頂水平推力較大、抗推剛度較差等問題。

2 鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能

2.1 危險(xiǎn)分區(qū)

國(guó)際聯(lián)盟UIC777-2對(duì)列車速度不超過120 km/h的A類支撐高架結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)構(gòu)件外邊緣與鐵路中心線的距離小于3 m、3～5 m和大于5 m，將線路兩側(cè)區(qū)域分為三個(gè)危險(xiǎn)分區(qū)。其中位于分區(qū)一結(jié)構(gòu)要能夠承受距軌面1.8 m順軌道方向10 000 kN、垂直軌道方向3 500 kN荷載作用，分區(qū)二結(jié)構(gòu)要能夠承受距軌面1.8 m處順軌道方向4 000 kN、垂直軌道方向1 500 kN荷載作用，分區(qū)三結(jié)構(gòu)不需要考慮列車脫軌撞擊作用。

歐洲結(jié)構(gòu)規(guī)范EN1991-1-7規(guī)定：對(duì)分區(qū)一結(jié)構(gòu)承受的作用力應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，分區(qū)二結(jié)構(gòu)要能夠承受距軌面1.8 m處順軌道方向4 000 kN、垂直軌道方向1 500 kN荷載作用，分區(qū)三結(jié)構(gòu)不需要考慮列車脫軌撞擊作用。

根據(jù)我國(guó)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定：鐵路客站雨棚柱外緣與正線中心線的凈距不得小于2.44 m，與到發(fā)線中心線的凈距不得小于2.15 m?？紤]到鐵路客站雨棚柱結(jié)構(gòu)變形與施工誤差等因素，一般車站雨棚柱外緣距線路正線中心線2.50～2.60 m，距到發(fā)線中心線2.20～2.25 m，屬于分區(qū)一范圍。

2.2 列車脫軌后姿態(tài)分析

經(jīng)過對(duì)列車通過車站速度80～250 km/h、撞擊角度10°～25°、車輪與道床摩擦系數(shù)0.1、0.2、0.5、1.0、2.0列車脫軌姿態(tài)模擬分析后可知：列車脫軌后呈現(xiàn)“蛇形”運(yùn)動(dòng)。列車剛脫軌時(shí)的動(dòng)能耗散較小，有可能撞擊相鄰雨棚柱、站房結(jié)構(gòu)柱，會(huì)產(chǎn)生較大的橫向位移與橫向撞擊荷載；但滑行一定距離后，由于車輪的限位約束與車鉤、道床的摩擦緩沖作用及非脫軌列車的拉拽作用，呈現(xiàn)“側(cè)碰”脫軌姿態(tài)，此過程列車動(dòng)能得到很大耗散。因此列車橫向撞擊速度是造成側(cè)向碰撞中撞擊力的最重要影響因素，脫軌列車主要為側(cè)碰形式，順軌道方向的縱向速度較大。其中沖擊速度的影響大于沖擊角度；車輪與道床摩擦系數(shù)越小，橫向撞擊荷載越大；鐵路客站軌道層正線側(cè)結(jié)構(gòu)柱的最大橫向撞擊力、最大縱向撞擊力可達(dá)4 MN和40 MN。

2.3 雨棚結(jié)構(gòu)的沖擊破壞特點(diǎn)分析

基于列車與客站雨棚結(jié)構(gòu)撞擊模擬試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真分析可知：當(dāng)列車從到發(fā)線以最高時(shí)速發(fā)生脫軌后，一般不會(huì)使被撞擊的雨棚結(jié)構(gòu)柱失效，雨棚結(jié)構(gòu)無明顯破壞；當(dāng)列車從正線以最高時(shí)速發(fā)生脫軌時(shí)，則可能造成不超過2根雨棚結(jié)構(gòu)柱的失效，并引起相應(yīng)支撐范圍內(nèi)雨棚結(jié)構(gòu)的小范圍局部倒塌，但受撞擊雨棚柱相鄰結(jié)構(gòu)柱的軸力、剪力值仍在雨棚結(jié)構(gòu)的承受范圍內(nèi)。

從構(gòu)件層面分析，在正撞情況下，鋼管混凝土柱可能會(huì)在柱腳位置發(fā)生彎曲破壞和剪切破壞。其中剛度較小的鋼管混凝土柱多發(fā)生彎曲破壞，剛度較大者則多發(fā)生剪切破壞。在側(cè)撞情況下，結(jié)構(gòu)柱損傷較輕，僅發(fā)生局部破壞。

3 雨棚結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)原則為：應(yīng)保證雨棚結(jié)構(gòu)具有足夠的冗余度、明確的內(nèi)力重分布與傳力路徑，支座附近加強(qiáng)區(qū)域桿件的應(yīng)力比宜小于其他桿件的應(yīng)力比。對(duì)鋼桁架結(jié)構(gòu)雨棚，要適當(dāng)加強(qiáng)跨中弦桿與端跨腹桿的截面剛度，在柱頂或雨棚屋面洞口兩側(cè)設(shè)置順軌道方向的縱向桁架，加強(qiáng)屋面水平支承與檁條等屋蓋平面外構(gòu)件連接的抗拉能力，連續(xù)檁條的端部宜采用剛性連接；對(duì)鋼張弦梁結(jié)構(gòu)雨棚，要適當(dāng)加強(qiáng)張弦結(jié)構(gòu)鋼索及其錨固的連接傳力可靠性，加強(qiáng)托架或縱向桁架的剛度及承載力以及檁條等屋蓋平面外構(gòu)件的抗拉能力，連續(xù)檁條的端部宜采取剛性連接；對(duì)鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)雨棚，要適當(dāng)加強(qiáng)支座范圍桿件的承載力與變形能力。

抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)流程為：首先進(jìn)行雨棚結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定雨棚的可能失效或倒塌范圍；其次進(jìn)行雨棚結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分析，進(jìn)一步研究雨棚結(jié)構(gòu)失效后的荷載重分布與傳力途徑的變化，落實(shí)雨棚結(jié)構(gòu)可能的失效構(gòu)件、關(guān)鍵構(gòu)件以及必要的保護(hù)措施[4]。

抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)措施為：對(duì)新建鐵路客站臨近正線特別是站場(chǎng)端部雨棚結(jié)構(gòu)柱，應(yīng)按最大橫向撞擊力4 MN、最大縱向撞擊力40 MN進(jìn)行雨棚結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌承載力計(jì)算與截面設(shè)計(jì)；同時(shí)尚需加強(qiáng)雨棚屋面結(jié)構(gòu)體系的整體穩(wěn)定性能，提高雨棚結(jié)構(gòu)的贅余度，通過設(shè)置屋面變形縫與叉柱等措施，減少雨棚跨度，合理控制雨棚的破壞范圍，減少偶然事件發(fā)生時(shí)對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)牟焕绊?，以及雨棚結(jié)構(gòu)修復(fù)的時(shí)間、工作量與工程投資。

對(duì)既有鐵路客站應(yīng)按最大橫向撞擊力4 MN、最大縱向撞擊力40 MN作用，核算正線側(cè)雨棚結(jié)構(gòu)的承載能力與變形性能，通過現(xiàn)場(chǎng)檢查、設(shè)計(jì)校核、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性評(píng)估等手段，研究分析雨棚結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性能。若不滿足，應(yīng)采用相關(guān)改善雨棚結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌能力的防護(hù)措施。

3.2 抗連續(xù)倒塌措施

鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性不僅需要通過結(jié)構(gòu)計(jì)算來保證，還應(yīng)考慮雨棚結(jié)構(gòu)的初始缺陷、計(jì)算簡(jiǎn)圖假定誤差，采取合理的結(jié)構(gòu)方案布置和構(gòu)造設(shè)計(jì)[5]。對(duì)鐵路客站線間立柱建筑物宜采取相應(yīng)的防護(hù)、防撞措施，臨近限界建筑物應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形計(jì)算，并計(jì)入施工誤差后，必須滿足鐵路建筑限界要求[6]。

鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)宜按“抵抗、避免、保護(hù)、釋放”四個(gè)層次采取相應(yīng)的抗連續(xù)倒塌措施。其中“抵抗”指雨棚宜采用張弦梁結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、實(shí)腹鋼梁等整體穩(wěn)定性較好、傳力途徑較多的結(jié)構(gòu)體系，風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)較大的雨棚結(jié)構(gòu)部位應(yīng)具備承受列車撞擊荷載作用、變形的能力，建議優(yōu)先采用鋼桁架結(jié)構(gòu)、實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)體系；“避免”指通過合理控制順軌方向雨棚柱間距，適當(dāng)減小各榀雨棚張弦梁、桁架、實(shí)腹梁的間距，加強(qiáng)雨棚結(jié)構(gòu)屋面平面外的縱向聯(lián)系，避免雨棚柱局部失效引起大面積雨棚倒塌；“保護(hù)”指車站到發(fā)線線側(cè)特別是正線側(cè)雨棚柱宜采取防護(hù)墻、防護(hù)墩或設(shè)置耗能釋放構(gòu)件，同時(shí)適當(dāng)加大正線側(cè)站臺(tái)外端雨棚柱截面尺度等措施，來保證客站雨棚的結(jié)構(gòu)安全；“釋放”指按拆除構(gòu)件法進(jìn)行雨棚結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)，在不影響雨棚結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的前提下，通過合理設(shè)置雨棚結(jié)構(gòu)變形縫，改善雨棚結(jié)構(gòu)的傳力途徑與增加部分雨棚結(jié)構(gòu)的贅余度等措施，將雨棚結(jié)構(gòu)的失效與倒塌控制在一定的范圍內(nèi)。

4 鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)防護(hù)措施

4.1 防護(hù)墻

經(jīng)過對(duì)厚度0.3 m、高度1 m、外貼6 mm厚Q235鋼板的C20級(jí)鋼筋混凝土防護(hù)墻，在縱向速度為166 m/s、橫向速度為21.2 m/s條件下進(jìn)行沖擊仿真分析，相應(yīng)的撞擊力時(shí)程曲線如圖3所示。

圖3 防護(hù)墻沖擊仿真示意圖

分析結(jié)果表明，在鐵路客站無站臺(tái)柱雨棚沿正線兩側(cè)設(shè)置防護(hù)墻，短時(shí)間內(nèi)可以迅速降低脫軌列車的橫向撞擊速度，從而有效抵御列車與墻體側(cè)向碰撞條件下的沖擊作用，可以在消除撞擊車輛橫向速度的同時(shí)，很好地引導(dǎo)車輛沿其長(zhǎng)度方向繼續(xù)運(yùn)行，進(jìn)而通過摩擦耗能繼續(xù)降低脫軌列車的總動(dòng)能，有效降低脫軌列車與雨棚結(jié)構(gòu)二次碰撞的能量，減輕沖擊作用。

防護(hù)墻應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、條形基礎(chǔ)，其墻體、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要滿足鐵路建筑限界要求，基坑回填應(yīng)滿足鐵路路基回填處理要求。防護(hù)墻宜采用C40級(jí)混凝土，墻體高度高于軌道頂部不宜大于1.8 m，厚度不宜小于0.3 m，外貼厚度0.06 m的Q235鋼板，內(nèi)部沿墻體布置雙層配置不小于Φ8@200鋼筋網(wǎng),拉筋不小于Φ6@400；其基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足凍結(jié)深度和結(jié)構(gòu)抗側(cè)力要求。

4.2 防護(hù)墩

經(jīng)過對(duì)設(shè)置了防護(hù)墩的無站臺(tái)柱雨棚進(jìn)行沖擊仿真分析（見圖4），計(jì)算工況詳見表1。根據(jù)計(jì)算的各工況耗能能力分析，在有可能失效的雨棚柱腳位置設(shè)置防護(hù)墩，可以至少提高26%的雨棚結(jié)構(gòu)耗能能力，優(yōu)化雨棚結(jié)構(gòu)的受力模式，激發(fā)鋼管混凝土柱自身的防撞擊能力。其中大尺寸的防護(hù)墩將使雨棚結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生大變形，而不發(fā)生大位移；箍筋的配置可以有限提高雨棚結(jié)構(gòu)的防撞擊能力，但增幅不大。

圖4 防護(hù)墩沖擊仿真示意圖

表1 防護(hù)墩計(jì)算工況mm

防護(hù)墩可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，選取高強(qiáng)度等級(jí)混凝土，其截面尺寸與高度應(yīng)滿足鐵路限界要求。墩高不宜大于1.8 m，截面邊長(zhǎng)宜比雨棚直徑每側(cè)至少寬50 mm，豎向鋼筋直徑不宜小于20 mm、間距不宜大于200 mm，箍筋配箍率不宜小于1%、間距不宜大于100 mm。

4.3 耗能裝置

新建鐵路客站特別是既有鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)，若整體穩(wěn)定性檢算不滿足要求，且加大雨棚柱截面尺度或改善雨棚結(jié)構(gòu)抗倒塌性能又不具備條件時(shí)，可考慮在需要防護(hù)雨棚柱四周設(shè)置由外包鋼板、軟鋼耗能器和剛性?shī)A套連接所組成的新型耗能裝置（見圖5）。

圖5 耗能裝置示意圖

5 結(jié)語

1）鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)安全成為鐵路客站整體性能的重要組成部分，有必要通過尋找鐵路客站雨棚結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)行抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)，同時(shí)采取必要的防護(hù)措施（防護(hù)墻、防護(hù)墩與耗能裝置），提高或改善雨棚結(jié)構(gòu)的抗撞擊性能。

2）通過合理的設(shè)計(jì)和必要的監(jiān)測(cè)措施，能夠有效改善雨棚結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能，保障鐵路運(yùn)輸安全。

京滬高速鐵路、京廣客專鐵路、哈大客專鐵路部分車站采用了正線側(cè)立柱的鐵路客站雨棚，武漢站、廣州南站無站臺(tái)柱雨棚柱底部也采用了一些防護(hù)措施（參見圖6）。從鐵路運(yùn)營(yíng)狀況分析，這些雨棚結(jié)構(gòu)安全，對(duì)運(yùn)營(yíng)影響較小，防飄雨效果良好，工程投資也比較合理。建議《鐵路旅客車站建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》編制部門，對(duì)鐵路客站正線側(cè)設(shè)置無站臺(tái)柱雨棚柱的條文進(jìn)行相應(yīng)修改。

圖6 部分國(guó)內(nèi)客站防護(hù)措施的設(shè)置案例示意圖

[1]鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院.鐵路客站整體穩(wěn)定性安全評(píng)價(jià)與研究報(bào)告（2012年鐵道部部級(jí)重點(diǎn)課題）[R].北京：鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院，2014

[2]GB 50226—2007鐵路旅客車站建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007

[3]王秀麗.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)分析與概念設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008

[4]胡慶昌，孫金輝，鄭祺.建筑結(jié)構(gòu)抗震減震與連續(xù)倒塌控制[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007

[5]陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004

[6]TB 10621—2014高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2014

（責(zé)任編輯：魏艷紅）

In recent years,train derailment happens sometimes.Thus,the canopy stability of railway station with side column causes attention.In this paper,combined with the key project"in 2012 the Ministry of Railways Railway Station overall stability safety evaluation and Research Report",both the overall stability and improvement of canopy structure of railway station are researched,provides references for design,construction and relevant revision of railway station canopy.

railway;station canopy;structure;overall stability;the principle of design;protective measures

A

1004-9746（2015）04-0006-05

2015-07-10）

*2012年鐵道部重點(diǎn)課題《鐵路客站整體穩(wěn)定性安全評(píng)價(jià)與研究》