蘇州軌道交通高架車站的結(jié)構(gòu)選型

1、蘇州軌道交通高架車站的結(jié)構(gòu)選型近年來(lái)，蘇州城市交通不斷發(fā)展，軌道交通因其運(yùn)量大和速度快的特點(diǎn)，得到了大面積推廣。城市軌道交通體系主要分為地下、地上以及高架三種。高架車站屬于一種地面建筑，但是它既不是一種單一的房屋結(jié)構(gòu)，也不是單一的橋梁結(jié)構(gòu)，而是一種房屋與橋梁的結(jié)合。一、蘇州軌道交通高架車站設(shè)計(jì)原則（1）車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足橋梁、建筑、線路、限界、機(jī)電設(shè)備各專業(yè)、給排水與消防等專業(yè)的要求。（2）結(jié)構(gòu)凈空尺寸滿足建筑限界、設(shè)備安裝、使用以及施工工藝的要求，并考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形及沉降的影響；（3）結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)施工及使用階段可能出現(xiàn)的工況，采用相應(yīng)的荷載組合，滿足結(jié)構(gòu)在各可能出現(xiàn)的工況下的強(qiáng)度、剛度和

2、穩(wěn)定性要求。（4）車站均“橋建結(jié)合”高架站，同時(shí)承受房建荷載和橋梁荷載的梁、柱、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)滿足房建規(guī)范和橋梁規(guī)范的要求。橋梁結(jié)構(gòu)按容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)計(jì)算，站臺(tái)板及車站房屋部分結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算，橋梁與建筑結(jié)構(gòu)共用部分按容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)計(jì)算。（5）基礎(chǔ)沉降控制要求：樁基均勻沉降w50mm相鄰墩、臺(tái)差異沉降w20mm（ 6）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足抗震設(shè)計(jì)要求，車站建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，抗震設(shè)防烈度6度，并按7度采取抗震構(gòu)造措施?？蚣芸拐鸬燃?jí)為三級(jí)。（ 7）車站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)考慮上部結(jié)構(gòu)型式、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、環(huán)境要求、使用要求等選擇經(jīng)濟(jì)合理的持力層及基礎(chǔ)型式。二、蘇州軌道交通項(xiàng)目概況蘇州市軌道

3、交通2號(hào)線總體呈南北走向，線路起于相城區(qū)京滬高速鐵路蘇州站，經(jīng)平江新城、石路商業(yè)區(qū)、滄浪新城，終于吳中區(qū)迎春南路，線路全長(zhǎng)26.556km（右線），推薦的敷設(shè)方案為：正陽(yáng)路至古元路采用高架線，高架線長(zhǎng)7.058km（右線），其余為地下線及過(guò)渡段，地下線長(zhǎng)18.708km（右線）、過(guò)渡段長(zhǎng)0.79km（右線）。全線設(shè)22座車站，其中高架車站5座，地下車站17座。相城大道站為全線第2座車站，為高架三層側(cè)式車站，該站位于相城區(qū)規(guī)劃道路路中，平行于該規(guī)劃道路東西向布置。本文對(duì)高架車站的選型進(jìn)行了研究。三、“橋一建”結(jié)合結(jié)構(gòu)蘇州軌道交通主要采用“橋-建”結(jié)合結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)可以根據(jù)主體結(jié)構(gòu)橫向墩子受力表現(xiàn)

4、形式，和軌道結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)的連接方式，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合蘇州的軌道交通情況，選擇合適結(jié)構(gòu)，具體分為4類。詳細(xì)情況可見下表：從表1中可以看出，根據(jù)橫向墩柱的數(shù)量劃分，主要是橫向大于等于三柱的力學(xué)表現(xiàn)與建筑結(jié)構(gòu)更加接近。因?yàn)閰⒖棘F(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)抗震的新規(guī)范，其中指出甲、乙類建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)，或是橫向雙柱，高架車站都屬于乙類建筑，少于三柱結(jié)構(gòu)的力學(xué)變現(xiàn)更像橋梁結(jié)構(gòu)。相關(guān)人員還應(yīng)考慮蘇州軌道交通的結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)連接方式，并確認(rèn)高架車站中的列車荷載，與其他車站的荷載情況，這種結(jié)構(gòu)的反饋特性與橋梁的動(dòng)載有一定相似之處。（一）純橋支承式“橋一建”結(jié)合結(jié)構(gòu)體系這種高架車站的結(jié)構(gòu)主要特征是，橫向墩柱的數(shù)量

5、小于3個(gè)，軌道結(jié)構(gòu)的連接方式是鉸接。這種純橋支承式的結(jié)構(gòu)是將車站的橋梁的墩柱和站臺(tái)梁固結(jié)，但是從實(shí)際來(lái)講，軌道結(jié)構(gòu)與車站用的支座結(jié)構(gòu)鉸接。一般車站結(jié)構(gòu)整體性好，墩柱數(shù)量較少，不會(huì)對(duì)地面的行車道產(chǎn)生干擾和沖突。所以這種結(jié)構(gòu)經(jīng)常被選用。其主要優(yōu)勢(shì)是高架線路能夠沿著既有的城市道路中央分隔帶布置，高架車站一般布置為高架側(cè)式車站。這種車站要保證車站下行車道凈空，而且這種結(jié)構(gòu)的減振降噪效果很好，所以經(jīng)常被采用，但是這種結(jié)構(gòu)也有一定弊端，墩柱數(shù)量少，抗震效果會(huì)比較少，所以可以根據(jù)軌道交通的情況，適當(dāng)增加墩柱數(shù)和配筋的數(shù)量，并明確支座空間的告訴和結(jié)構(gòu)梁的橫截面。這種結(jié)構(gòu)較高，造價(jià)高。（二）以橋?yàn)橹魇健皹?建”

6、結(jié)合結(jié)構(gòu)體系這種“橋一建”結(jié)構(gòu)的特征是橫向墩柱數(shù)量小于3個(gè)，軌道結(jié)構(gòu)的連接方式為剛接。這類車站的具體形式可見下圖。以橋?yàn)橹魇健皹蛞唤ā苯Y(jié)合體系與純橋支承式“橋一建”結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的不同之處是軌道結(jié)構(gòu)的支撐方式，也可以說(shuō)是傳遞荷載的方式。以橋?yàn)橹魇降慕Y(jié)構(gòu)采用剛接時(shí)，能夠承受傳遞彎矩等不利荷載，能夠適當(dāng)減少建筑高度和造價(jià)。這種結(jié)構(gòu)的弊端是墩柱數(shù)量少，抗震效果會(huì)比較少，需要適當(dāng)增加墩柱的尺寸和配備鋼筋的數(shù)量。當(dāng)列車以一定數(shù)量通過(guò)高架車站時(shí)，高架車站會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，車站框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性可以減少支座的緩沖作用。一般情況下，支座鉸接連接結(jié)構(gòu)較差，因?yàn)槿绻鄙僦ё木彌_作用，那么車站內(nèi)的噪聲和振動(dòng)就會(huì)變大，這

7、與設(shè)計(jì)車站的舒適性要求相反，應(yīng)謹(jǐn)慎選用。（三）以建為主式“橋-建”結(jié)合結(jié)構(gòu)體系這種結(jié)構(gòu)的特征是墩柱數(shù)量大于單個(gè)，軌道結(jié)構(gòu)的連接方式是鉸接。這中高架車站應(yīng)用較廣，具體形式為圖2.這種高架車站是最常被采用的類型，主要考慮的是車站的適用性，因?yàn)檫@類結(jié)構(gòu)的橫向兩側(cè)能夠承擔(dān)較大荷載，適用性較廣，鋼結(jié)構(gòu)的罩棚能夠發(fā)揮較大的作用。這種結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，地震能夠分擔(dān)到每個(gè)墩柱上，因?yàn)槎罩慕Y(jié)構(gòu)較多，所以墩柱的尺寸比較小，所以車站內(nèi)的視覺(jué)效果比較好。但是這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是跨徑較小，而且不通透，主要原因是橋梁上鋼結(jié)構(gòu)的立柱檁條長(zhǎng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。縱向車站的結(jié)構(gòu)聯(lián)長(zhǎng)較大的時(shí)候，且大于55m時(shí)，應(yīng)設(shè)置溫度變形縫。所以

8、這類車站一般選用雙柱形式,這種選擇會(huì)影響整體車站的外部韻律景觀。（四）純建支承式“橋一建”結(jié)合結(jié)構(gòu)體系這中結(jié)構(gòu)的特征是橫向墩柱數(shù)量大于等于3個(gè)，軌道結(jié)構(gòu)連接方式是剛接。這類車站的應(yīng)用不是很多，尤其是在目前車站建設(shè)的舒適度要求下。一般軌道結(jié)構(gòu)采用支座結(jié)構(gòu)，能夠有效減少這類車站的噪聲和振動(dòng)，側(cè)式或島式的車站都可以選用這種類型。當(dāng)墩柱數(shù)量較多時(shí)，可以進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)化，只有當(dāng)高程等有限制的時(shí)候，才會(huì)選取這類方案。這種結(jié)構(gòu)體系與其他三種結(jié)構(gòu)體系不一樣，是在軌道主體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行剛接，應(yīng)用這中類型的車站不多，這種高架車站是以空間愛(ài)你框架為主的建筑結(jié)構(gòu)，再加上結(jié)構(gòu)上的連續(xù)樓板，承軌臺(tái)的作用，軌道縱梁和框架剛接。這種

9、結(jié)構(gòu)體系手里分離，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和整體性較好。但是這種結(jié)構(gòu)的受載不均勻，容易導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，所以在地質(zhì)不佳的地段，一旦出現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉降且損壞的現(xiàn)象，修復(fù)十分困難，所以這種結(jié)構(gòu)在有條件時(shí)，不推薦。通過(guò)對(duì)高架車站的結(jié)構(gòu)類型的分析，可以得出高架車站結(jié)構(gòu)服務(wù)與車站的功能需求，所以雖然站臺(tái)和站廳的受力復(fù)雜，但是能夠通過(guò)對(duì)站廳、站臺(tái)結(jié)構(gòu)與行車軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)系，即高架車站中承受車輛荷載的軌道梁結(jié)構(gòu)與承受非車輛荷載的其他主體結(jié)構(gòu)是否脫開。綜合考慮以上4種結(jié)構(gòu)形式的利弊，并結(jié)合蘇州軌道交通2號(hào)線具體情況，并從其他因素，如景觀、造價(jià)、建設(shè)周期等考慮，選擇以橋?yàn)橹魇健皹?建”結(jié)合結(jié)構(gòu)體系。四、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)蘇州軌道交通高架車站的結(jié)構(gòu)選型的分析，可以得出高架車站結(jié)構(gòu)的選型，應(yīng)按照車站結(jié)構(gòu)的