某火車站大跨度結構設計要點探究

李杰超

摘要：近年來，隨著城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，火車站新建、擴建項目日益增多，而在火車站建設中出現(xiàn)了一系列形式多樣、跨度規(guī)模大、體型體系復雜的結構，因此，做好火車站房結構設計工作具有重要的意義。本文結合筆者的工作經(jīng)驗及工程實例，主要就某火車站站房結構設計中相關要點進行了分析，以供參考。

關鍵詞：站房；結構設計；預應力混凝土結構；結構體系

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）08-0205-01

1.工程概況

某中型客運站，設公共交通停車場、社會車輛停車場，總建筑面積約4000平方米，為500人站房；有6條發(fā)車線，450米長基本旅客站臺，中間站臺1座，貨物線2條，車站設售票廳、候車廳、出站廳及貴賓候車室，治安警務室一個。主站房上部主體結構二層。站房平面投影為矩形，建筑物長109.2m，寬27.0m，高18.0m。地上一層為站臺層，由站臺、承軌結構、候車廳及辦公用房組成，地面標高為±O.000m；二層為高架候車廳，標高6.500m；車站辦公區(qū)域屋面標高10.500m，候車廳屋面標高18.000m。

2.結構體系及基礎

站房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，候車廳屋面采用預應力鋼筋混凝土結構。站房基礎采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑800。樁基礎持力層為斜長變粒巖層，進入持力層深度不小于1.6m，有效樁長約15-26m。樁基安全等級為二級，柱下單樁為一級。

3.結構設計

站房為二層建筑，除屋蓋外，結構形式為鋼筋混凝土框架結構，結構平面尺寸為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。框架柱為鋼筋混凝土柱，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.結構分析

4.1分析軟件和分析方法。本方案將主站房結構橋梁結構和站房結構整體建模，混凝土結構部分用SATWE計算以初步確定混凝土結構的主要構件尺寸和初步的計算結果。

4.2主要荷載和作用。（1）荷載組合按《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）執(zhí)行，其中溫度作用的分項系數(shù)取1.4，組合系數(shù)取0.6。而恒載則按其對結構有利和不利兩種情況，分項系數(shù)分別取1.0和1.35。（2）基本風壓：0.35kN/m²（按50年一遇取值），強度計算按1.1倍取用；地面粗糙度為B類，體型系數(shù)根據(jù)風洞試驗報告確定。（3）根據(jù)安評報告，本工程站房需按100年一遇的標準進行抗震設防，地震參數(shù)采用安評結果。主站房建筑抗震設防類別為乙類建筑，按設防烈度6度進行抗震計算，按設防烈度7度采取抗震措施。

4.3計算結果。結構分縫后，主站房結構可分一區(qū)、二區(qū)和三區(qū)，以一區(qū)為例，順軌向為x向，垂軌向為Y向。計算結果見表1～3，均滿足規(guī)范的要求。SATWE最大樓層層間位移△u/h（相應于某一節(jié)點）見表1。

以層間位移△u/h計算值為考慮扭轉耦聯(lián)影響后相應于某一層某一節(jié)點的最大值。“抗規(guī)”表5.5.1限值為1/550，以上結果均滿足要求。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，以上結果均滿足要求。

4.4結構分析。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，在建筑平面內不設縫，溫度作用成為結構設計重要荷載工況。在建筑結構分析過程中，應采取以下幾方面的處理措施：

（1）溫度作用取值如前4.2第一點所述，將溫度作用作為一種荷載工況，針對建筑超長結構采用單獨分析與設計方式。（2）考慮到客運站候車區(qū)梁跨度較大，因此決定采用預應力混凝土梁結構，這樣有利于梁中預應力沿板跨至樓板；主梁之間采用井字梁，尺寸為3m×3m。同時，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對建筑平面圖的分析計算，溫度作用工況下樓板應力為1.82MPa-2.52MPa，降溫溫差為15℃，樓板應力較小。樓蓋混凝土強度等級為C40，其抗拉強度均滿足抗裂要求。此外，在該區(qū)域順軌x向設置預應力筋為溫度筋，預壓應力為1.8-2MPa，以滿足抗裂要求。（4）其他構造措施：在建筑平面中間區(qū)域設置鋼筋，具有一定的溫度筋作用，以提高樓蓋抗裂能力。

5.結論

綜上所述，通過本工程站房結構設計要點分析，得到了以下幾方面的結論：（1）站場層結構采用鋼筋混凝土框架結構形式，以減小橋梁的結構高度和柱截面尺寸，且方便施工，具有良好的經(jīng)濟技術指標。（2）高架層采用預應力混凝土框架梁，有利于梁中預應力沿板跨至樓板；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，解決超長結構溫度作用過大問題，充分提高經(jīng)濟性和結構抗震性能。在順軌x向設置預應力筋為溫度筋，以滿足抗裂要求。在垂直軌道Y向設置后澆帶，在混凝土養(yǎng)護中能夠產(chǎn)生收縮應力，以方便預應力筋張拉。