淺談現代城市軌道交通高架車站變形縫設置研究

樓可城

摘要：隨著交通運輸業的發展，現代城市交通高架車站的建設領域變得越來越廣泛。如何在設計規劃、構造施工方面取得優勢，是當前在高架車站在施工與應用過程中需要最先面對的問題?；诖耍疚慕Y合成都市2號線某地鐵站實例簡述了高架車站的結構形式及其特點、以及其內力變形控制及其變形縫設置，以期在此基礎上可以對軌道交通高架車站構造施工有著更好的了解：為變形縫的設置提供更好的依據：同時為相似的高架車站的建設提供參考。

關鍵詞：軌道交通高架車站：結構形式：變形控制：變形縫設置

中圖分類號：TU375.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）08-139-02

前言

隨著我國國家城鎮化發展腳步的加快，各地區建設的交通路線四通八達。但是隨著人們對生活質量追求的提高，目前存在的交通運輸線路已滿足不了所承受的壓力，雖然國內諸多交通設施的建設水平已有了很大程度的提高，但是交通擁擠、污染大、噪聲大、行車速度緩慢、停車難等問題日益突出。而建設城市軌道交通高架車站不僅可以減少這些問題，并且投資少，占用空間小，這些優勢使其成為現代城市交通設施建設的首選。

1工程概況

成都地鐵二號線起于龍泉驛，至于犀浦，全長42.3公里，共設有32座車站（31座車站采用地下線的方式，在犀浦站采用地上線），其中某高架車站采用“高架二層雙側島式站臺”。全長120米，寬38米；頂層為站臺，讓人們乘車；底層為站廳，供人們候車、刷卡、安檢等；車站前面為公交站臺，后面為交通道。

2高架車站結構形式及其特點

高架車站的結構形式較多，其既不屬于人們經常提到的房屋建筑，也不屬于單一的橋梁工程，而往往是兩者的結合體。高架車站的結構形式不僅可以充分利用二者的優勢，還可以避免各自存在的缺點，因此在社會中運用廣泛。基于此地鐵站的島式結構體系，再根據房屋建筑與橋梁的關系，可得出此結構屬于“建橋一體化”結構。

2.1典型橫斷面布置

整個車站主要的承重結構是獨立的橋墩（也可以說是柱），上層梁蓋主要承受地鐵的靜力及動力荷載，以及人的重力：下層地面除了承受以上這些荷載之外，還要承受上層樓蓋傳下來的荷載力量：車站在上下兩層的一側設有上下兩個電梯，樓層寬度于車站寬度同寬，為38米；上層樓蓋采用的是預應力混凝土。這樣可以有效地降低樓高，減小梁后，同時可降低地鐵的運行高度與梁的豎向撓度變形。

2.2結構縱向布置

由于環境因素的限制，在此地鐵站橋墩采用15m的間距，每隔兩個橋墩設一伸縮縫，縫寬為8cm，左右柱對稱布置。為了降低行車高度，將行車梁嵌入到上層頂蓋中，這樣就可以有效地增加建筑物的安全系數，減低建筑物的高度，增加行車安全系數，降低路面標高，并且控制成本，進而確保工程的經濟效益提高。

2.3結構特點

該高架車站采用的是房屋建筑于橋梁相結合的“建橋合一”的結構形式。此結構形式不僅避免了兩者的缺點，還可結合了兩者的優勢，但必須同時滿足房屋與橋梁的設計規范。這樣的結構形式不僅有利于施工，縮短工期，并且可以有效地降低建筑物的體重，提高建筑物的穩定性與整體性，使其受力合理。但是由于此結構直接受動車的荷載，使得動車荷載比重大，受力點不停得轉變，因此受力與傳力系統相對復雜，這是其不可避免的缺點。但是其簡單的構造設計無疑是現代城市交通設施的一大亮點，其有效地降低了土地的占有率，節約了土地資源。另外值得注意的是，此結構采用的墩柱蓋梁剛接的框架體系，其受力模式為：軌道動荷載-蓋梁板-墩柱-地基，由此可見其受力過程復雜，無論哪部分受力均會按照規范進行設計與校核，確保工程的安全性。

3內力變形控制及其變形縫設置

眾所周知，高架車站一般采用預應力混凝土，并且其工作面比較大，那么設置變形縫來抗裂是我們必須要面對的一個問題。由于周圍環境的不同，比如說圍巖、地質、自身的構造、自身所采用的材料等設置的變形縫也會不同。如果變形縫設置不好會造成工程出現重大裂縫、造成滲水、甚至直接影響整個工程的安全性，因此必須采取有效的措施來控制和設置變形縫。根據地鐵的設計規范，變形縫設置的間距一般在30～40米。經過大量的實驗，在這個間距范圍內可以有效的控制建筑物的裂縫，減低建筑物的應力。但是此間距可能對施工造成一些影響，下面對變形縫在多遇地震作用下的計算結果、增大分縫距離輔助措施、相關溫度影響進行論述。

3.1多遇地震作用下的計算結果

對多遇地震作用下的計算我們采用的是PKPM-SATWE軟件，通過此軟件的分析計算筆者發現，由于柱的橫截面面積比較大，縱向截面相對小一些，所以一開始變形是縱向移動的，隨后又是朝橫向移動，其符合一定的設計規范，通過多遇地震下的墩柱底內力標準值對比表中，我們可以發現設置變形縫對建筑物受力是不利的，外柱的內力會隨建筑物長度的增加而有所降低，而其它的柱子基本上沒有變化：而通過墩柱配筋對比表我們可以發現，在多遇地震作用下的配筋影響較小的。

3.2增大分縫距離輔助措施

通常建筑的分縫距離一般是設在30～40米之間，這樣會對施工造成一定的影響，所以我們需要采取一定的輔助措施來加大分縫的距離，降低工程投資，縮短施工工期。最常用的輔助措施就是減小施工面，這樣就可以避免設置變形縫。其次，可以提高混凝土的質量，在混凝土中添加摻合料，如膨脹劑與鋼纖維等，在摻入膨脹劑后，混凝土會膨脹地十分厲害，這樣收縮率會有所降低，可以有效地降低混凝土收縮時所受的應力，進而減少裂縫的產生；而摻入鋼纖維，可以提高混凝土的質量，由于混凝土的抗拉能力差，鋼纖維的抗拉能力強，這樣可以提高混凝土的整體抗裂性。再次，就是設置后澆帶，設置后澆帶可以避免混凝土收縮產生的裂縫，但是混凝土產生裂縫的原因有很多種，其中溫度、混凝土質量、施工工藝造成的裂縫，設置后澆帶是不能有效避免的。第四，還可以設置誘導縫來減少裂縫帶來的危害，其能夠有效減少鋼筋對混凝土的約束，因此將誘導縫設置在施工面最容易裂縫的部位后，混凝土一旦裂縫首先會在誘導縫處斷裂，這樣可有效地減少裂縫與滲水。另外，還可以控制入模溫度，加強養護，盡量讓混凝土的內外溫度差相差不大，比如在夏季施工時要盡量在夜晚施工，并搞好振搗等混凝土的施工措施。

3.3相關溫度影響

根據地鐵的設計規范，我們得知地鐵混凝土在澆筑過程中，溫度的變化范圍應在正負25攝氏度，并根據溫度變化下可得出云應力圖。我們可以發現，隨著車站長度的增加，裂縫的寬度也會有所增加，且最大的應力發生在跨中的位置，因此配筋的時候不僅要按照設計規范來進行，還應增加一定量的構造筋：通過蓋梁板的應力云圖，我們可以發現溫度對蓋梁板的應力及配筋影響較小，且應設置溫度縫，避免發生的裂縫超過允許限值；通過柱子的應力云圖我們可以發現，車站的柱子受力較小，配置的鋼筋量也相對較少。總之，溫度對不同的部位影響力是不同的，所以應該根據實驗的相關數據進行不同的配筋工作，進而來減少裂縫產生的機會，控制施工成本。

4結束語

本文所述的地鐵高架車站的構造形式采用的是“建橋合一”結構形式，其結合了房建與橋梁兩者的優勢，避免了兩者的缺點，因此設計結構符合兩者的規范要求。并且，筆者認為對于車站等長度較長的工程設置變形縫會從一定程度上阻礙施工的順利進行，因此應當采取一定的輔助措施來避免設置變形縫的環節，其主要輔助措施如減小施工長度、設置誘導縫、后澆帶、往混凝土中摻入混合料、有效地控制混凝土的入倉溫度等。同時，在此研究過程中可發現在多遇地震作用下，針對同一建筑物，溫度會對不同部位產生不同的影響力，因此可以根據此規律，對不同的部位進行不同量的配筋?？傊?，本文中筆者通過對現代城市高架車站研究，其目的是為了降低工程投資，縮短工期，并為未來此類工程施工提供理論參考。