城市軌道交通高架車站結構設計研究

黃武平

（中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

1 重視城市軌道交通高架車站結構設計的必要性分析

為了使城市軌道交通高架車站結構設計工作能夠落實到位，實現對其設計方式的科學使用，則需要對重視這類車站結構設計的必要性有所了解。具體表現為： （1） 重視城市軌道交通高架車站結構設計，可滿足這類車站安全使用要求，提高對應用過程中的結構穩定性； （2） 重視城市軌道交通高架車站結構設計，可使這類結構在實踐應用中的性能更加可靠，并給予城市軌道交通事業長遠發展必要的支持；（3） 重視城市軌道交通高架車站結構設計，可實現對這類車站長期使用中結構問題的科學應對，進而提升城市軌道交通高架車站應用中的服務水平。

2 基于城市軌道交通高架車站的結構形式探討

在完善城市軌道交通高架車站服務功能、優化其結構性能的過程中，應注重與之相關的結構形式探討，進而改善這類車站應用中的結構狀況。實踐中基于城市軌道交通高架車站的結構形式具體包括以下方面。

2.1 站橋分離結構

所謂站橋分離結構，是指采用設縫的方式將車站、設備等用房結構與列車運行部分的結構分離開來而形成的一種結構，即不同部分之間設置的結構單元具有獨立性強的特點。在城市軌道交通高架車站結構選型過程中，若能注重站橋分離結構設置，則能使這類車站在應用中結構傳力更加清晰，且在專業性強的結構分析軟件支持下，實現對站橋分離結構的合理設置。但是，由于這種形式的結構應用中存在整體空間剛度小、抗列車搖擺荷載、制動荷載和地震等水平作用的能力較弱，且結構橫向體量較大、占用土地較多等問題，使得其在城市軌道交通高架車站結構方面的應用中存在一定的局限性，難以滿足新形勢下這類車站結構的科學設置要求。

2.2 站橋組合結構

所謂的站橋組合結構，是指支撐列車運行的軌道梁直接簡支于車站服務用房結構上，利用服務用房結構橫梁和框架柱形成的空間結構承受列車荷載。實踐中若將這類結構應用于城市軌道交通高架車站，一定程度上可提高列車行駛過程中的結構承載力。但是，由于站橋組合結構應用中也存在著高度高、豎向體量大的問題，會對車站周圍的景觀造成一定的影響，加上該結構設計中對空間層面的協同工作考慮不夠充分，使得其在城市軌道交通高架車站應用中受到了限制。

2.3 站橋合一結構

站橋合一結構是指支撐列車運行的軌道梁與車站服務用房結構完全結合在一起，沒有單獨供列車行駛的橋梁。實踐中由于這類結構應用中具有剛度大、抗列車搖擺效果好、抗震性能好、體量輕，對車站周圍的景觀影響小等優點，使得其在城市軌道交通高架車站結構設置方面有著良好的應用優勢。同時，由于站橋合一結構應用中的成本經濟性良好，因此，在結構選型中應重視這種結構使用，做好與之相關的結構設計工作，使得站橋合一結構的潛在應用價值逐漸提升。

3 基于站橋合一的城市軌道交通高架車站結構設計分析

為了確保城市軌道交通高架車站結構設計合理性，優化其結構性能的同時提升這類車站結構設計水平，則需要注重站橋合一結構的科學設計。具體的設計要點包括以下方面。

3.1 選型方面應考慮的因素

在城市軌道交通高架車站結構設計過程中，為了使其結構選型更具科學性，需要考慮相關的因素。這些因素為：（1） 通過對城市景觀方面實際要求的充分考慮，將體量小、通透輕巧的結構應用于城市軌道交通高架車站建設方面，從而保持這類車站應用中良好的結構狀況； （2） 根據軌道交通高架車站所在區域的實際情況，確定最佳的站臺形式； （3）確定好城市軌道交通高架車站位置，進而為其結構設計工作的有效開展提供參考信息。

3.2 結構設計的相關內容

基于站橋合一的城市軌道交通高架車站結構設計，需要了解其設計方面的相關內容，使得最終得到的結構設計方案有著良好的適用性。實踐中這類車站結構設計方面的相關內容包括： （1） 通過對車站結構體系的選擇、傳力路徑的設置等要點的充分考慮，針對性地開展城市軌道交通高架車站結構設計中的概念設計工作； （2） 通過對荷載取值、適用設計規范的選擇等要素的考慮，有效開展城市軌道交通高架車站結構設計中的計算設計工作； （3） 積極開展構造設計工作，滿足城市軌道交通高架車站結構安全使用要求。

3.3 結構設計中的荷載分析

為了使站橋合一結構在城市軌道交通高架車站應用中能夠達到預期效果，則需要在其結構設計中確保荷載取值合理性，且在有效地分析工作支持下予以應對。具體表現為：（1） 通過對車站公共區和設備所在區域、管理用房等實際情況的考慮，結合行業技術規范要求進行城市軌道交通高架車站結構設計中的荷載分析，確保其取值有效性，從而完善這類車站結構設計方案； （2） 深入分析車站結構橫向風荷載，并結合抗震設計規范要求，確保城市軌道交通高架車站結構設計中的荷載取值合理性； （3） 車站結構設計中的荷載分析，為滿足其合理取值要求的過程中，也需要設計人員通過對列車豎向活荷載、橫向搖擺力、無縫線路縱向水平力等要素的充分考慮，確定城市軌道交通高架車站結構設計中列車荷載的最佳取值，確保其分析工作得到良好落實。

3.4 結構設計中計算方面的控制要素

在了解站橋合一結構功能特性的基礎上，通過對城市軌道交通高架車站結構設計要求的考慮，開展相應的結構設計工作時，需要對其中計算方面的控制要素加以分析，從而得到良好的車站結構設計方案。具體表現為： （1） 參照橋梁結構規定，對高架車站結構，縱向水平位移進行考慮，確保車站結構計算過程中的水平位移計算準確性，保持基于站橋合一的城市軌道交通高架車站良好的結構設計效果； （2） 考慮沉降差。高架車站結構一般也是超靜定結構，沉降差在結構內部產生附加內力，沉降差越大這種內力也就越大，因此，應嚴格控制沉降差。一般可根據結構最大允許沉降差來控制樁墩的沉降差； （3） 通過對軌道梁撓度、列車荷載狀況等要素的考慮，針對性開展站橋合一結構計算分析工作，使得最終得到的高架車站結構適用性增強。

4 結語

綜上所述，做好城市軌道交通高架車站結構設計研究工作，具有重要的現實參考意義，可滿足這類車站安全使用要求，實現對其結構的合理設置，進而完善城市軌道交通高架車站的使用功能。因此，未來在促進城市軌道交通事業發展的過程中，為了保持高架車站良好的應用狀況及效果，需要給予其結構設計更多的關注，且在有效的設計措施支持下，完善這類結構設計方案，提升其在城市軌道交通高架車站方面的潛在應用價值。與此同時，通過對高架車站結構的科學設計，可降低其結構應用問題的發生率。