某火車站大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

李杰超

摘要：近年來(lái)，隨著城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，火車站新建、擴(kuò)建項(xiàng)目日益增多，而在火車站建設(shè)中出現(xiàn)了一系列形式多樣、跨度規(guī)模大、體型體系復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此，做好火車站房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作具有重要的意義。本文結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn)及工程實(shí)例，主要就某火車站站房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：站房；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)體系

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）08-0205-01

1.工程概況

某中型客運(yùn)站，設(shè)公共交通停車場(chǎng)、社會(huì)車輛停車場(chǎng)，總建筑面積約4000平方米，為500人站房；有6條發(fā)車線，450米長(zhǎng)基本旅客站臺(tái)，中間站臺(tái)1座，貨物線2條，車站設(shè)售票廳、候車廳、出站廳及貴賓候車室，治安警務(wù)室一個(gè)。主站房上部主體結(jié)構(gòu)二層。站房平面投影為矩形，建筑物長(zhǎng)109.2m，寬27.0m，高18.0m。地上一層為站臺(tái)層，由站臺(tái)、承軌結(jié)構(gòu)、候車廳及辦公用房組成，地面標(biāo)高為±O.000m；二層為高架候車廳，標(biāo)高6.500m；車站辦公區(qū)域屋面標(biāo)高10.500m，候車廳屋面標(biāo)高18.000m。

2.結(jié)構(gòu)體系及基礎(chǔ)

站房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，候車廳屋面采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。站房基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑800。樁基礎(chǔ)持力層為斜長(zhǎng)變粒巖層，進(jìn)入持力層深度不小于1.6m，有效樁長(zhǎng)約15-26m。樁基安全等級(jí)為二級(jí)，柱下單樁為一級(jí)。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

站房為二層建筑，除屋蓋外，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面尺寸為109.0m×27.2m。站房基本柱網(wǎng)尺寸為7.5m×8.4m、10m×8.4m、8.4m×5m、15mx25.2m?？蚣苤鶠殇摻罨炷林?，候車廳外圍柱截面主要采用700mm×1300mm，邊跨部分柱截面700mm×700mm，其余柱子截面大部分采用600ram×600mm。

4.結(jié)構(gòu)分析

4.1分析軟件和分析方法。本方案將主站房結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)和站房結(jié)構(gòu)整體建模，混凝土結(jié)構(gòu)部分用SATWE計(jì)算以初步確定混凝土結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件尺寸和初步的計(jì)算結(jié)果。

4.2主要荷載和作用。（1）荷載組合按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）執(zhí)行，其中溫度作用的分項(xiàng)系數(shù)取1.4，組合系數(shù)取0.6。而恒載則按其對(duì)結(jié)構(gòu)有利和不利兩種情況，分項(xiàng)系數(shù)分別取1.0和1.35。（2）基本風(fēng)壓：0.35kN/m²（按50年一遇取值），強(qiáng)度計(jì)算按1.1倍取用；地面粗糙度為B類，體型系數(shù)根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)報(bào)告確定。（3）根據(jù)安評(píng)報(bào)告，本工程站房需按100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)防，地震參數(shù)采用安評(píng)結(jié)果。主站房建筑抗震設(shè)防類別為乙類建筑，按設(shè)防烈度6度進(jìn)行抗震計(jì)算，按設(shè)防烈度7度采取抗震措施。

4.3計(jì)算結(jié)果。結(jié)構(gòu)分縫后，主站房結(jié)構(gòu)可分一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)，以一區(qū)為例，順軌向?yàn)閤向，垂軌向?yàn)閅向。計(jì)算結(jié)果見表1～3，均滿足規(guī)范的要求。SATWE最大樓層層間位移△u/h（相應(yīng)于某一節(jié)點(diǎn)）見表1。

以層間位移△u/h計(jì)算值為考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響后相應(yīng)于某一層某一節(jié)點(diǎn)的最大值。“抗規(guī)”表5.5.1限值為1/550，以上結(jié)果均滿足要求。在地震作用下，站房樓層最大位移與層平均位移比值的最大值：x方向1.07，Y方向1.19。根據(jù)“抗規(guī)”第3.4.4條限值為1.5，以上結(jié)果均滿足要求。在地震作用下，站房最大層間位移與平均層間位移比值的最大值：x方向1.06，Y方向1.18。根據(jù)“抗規(guī)”第3.4.4條限值為1.5，以上結(jié)果均滿足要求。

4.4結(jié)構(gòu)分析。根據(jù)圖1分析，其平面尺寸為109.2mm×27.0m。考慮到建筑功能需求，在建筑平面內(nèi)不設(shè)縫，溫度作用成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要荷載工況。在建筑結(jié)構(gòu)分析過程中，應(yīng)采取以下幾方面的處理措施：

（1）溫度作用取值如前4.2第一點(diǎn)所述，將溫度作用作為一種荷載工況，針對(duì)建筑超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)采用單獨(dú)分析與設(shè)計(jì)方式。（2）考慮到客運(yùn)站候車區(qū)梁跨度較大，因此決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁結(jié)構(gòu)，這樣有利于梁中預(yù)應(yīng)力沿板跨至樓板；主梁之間采用井字梁，尺寸為3m×3m。同時(shí)，考慮到樓板板跨較小，有利于抵抗混凝土樓板溫度裂縫作用。（3）通過sATwE對(duì)建筑平面圖的分析計(jì)算，溫度作用工況下樓板應(yīng)力為1.82MPa-2.52MPa，降溫溫差為15℃，樓板應(yīng)力較小。樓蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，其抗拉強(qiáng)度均滿足抗裂要求。此外，在該區(qū)域順軌x向設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋為溫度筋，預(yù)壓應(yīng)力為1.8-2MPa，以滿足抗裂要求。（4）其他構(gòu)造措施：在建筑平面中間區(qū)域設(shè)置鋼筋，具有一定的溫度筋作用，以提高樓蓋抗裂能力。

5.結(jié)論

綜上所述，通過本工程站房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析，得到了以下幾方面的結(jié)論：（1）站場(chǎng)層結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式，以減小橋梁的結(jié)構(gòu)高度和柱截面尺寸，且方便施工，具有良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。（2）高架層采用預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁，有利于梁中預(yù)應(yīng)力沿板跨至樓板；主梁之間采用井字梁，由于樓板板跨較小，有利于抵抗混凝土樓板溫度裂縫作用。（3）通過在高架層和屋蓋分縫，解決超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度作用過大問題，充分提高經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)抗震性能。在順軌x向設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋為溫度筋，以滿足抗裂要求。在垂直軌道Y向設(shè)置后澆帶，在混凝土養(yǎng)護(hù)中能夠產(chǎn)生收縮應(yīng)力，以方便預(yù)應(yīng)力筋張拉。