高架站桥梁设计的几点思考

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摘要：新的设计规范对高架车站桥梁设计提出了新的要求，本文针对新的规范条文，探讨了如何进行高架站桥梁的优化设计，以便更好地服务城市交通。

关键字：高架车站桥梁结构设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

前言

城市公共交通高架形式造价较低，是城市交通的一个重要组成部分。与公路桥梁相比，城市公共交通高架桥梁在设计荷载、设计标准、设计参数和计算方法以及结构设计等方面都存在着较大差异。即使与干线铁路相比，也有许多不同之处。较长时间内我国并没有专门的高架桥梁设计规范，已建成的轨道交通高架桥梁主要参考《铁路桥涵设计规范》中的有关规定。2003年8月，建设部颁布修订后的《地铁设计规范》，专门对高架结构制定了规范条文，这是一个很大的进步。轨道交通桥梁首次有了自己的设计标准。

1高架车站的组成与结构形式

1.1高架车站的组成

高架车站是指位于城市内的高速铁路车站因线路高架化而采用高架形式设置。高架车站一般由站厅、站台、人行通道(天桥)、地面出入口等部分组成，在地面和站厅、站厅与站台之间由于垂直高度不一样，需要楼和扶梯连接。按照站台与行车道的关系可分为侧式车站和岛式车站。由于大多数高架线路往往沿着既有的城市道路中央分隔带布置，高架车站一般布置成路中高架侧式车站，车站下需保证行车道的净空。支撑高架车站的基本结构是桥梁，称为高架车站桥梁。其平面布置应与高速车站股道、站台布置相适应，它包括站内平行股道桥(含站台)及渡线道岔区桥。

1.2高架车站的形式

高架车站的结构型式，首先应满足车站的功能布置要求，还需考虑当地的城市道路网规划、地形、地质、环境条件来综合确定。

1．按站址方案不同，高架站可分为两类。一是高架车站另选场地兴建或与既有车站平行并列兴建。在修建高架站时对已有的城市交通的正常运营不能产生影响，但需要拆迁被车站占用地面上的各种建筑物与公用设施等；二是高架站与既有车站重叠兴建。高架车站覆盖或半覆盖于既有客站上，可以节省用地面积，减少拆迁工程和拆迁费用，但会在修建高架站时影响既有铁路的正常运营，施工干扰大，过渡较困难，甚至可能引起已有车站的改造。

2．根据站厅与桥梁的关系，高架车站的结构形式可归纳为“建-桥分离体系”和“建-桥合建体系”两类。“建-桥合建体系”是将车站的站厅与桥梁的墩柱(独柱式 )或空间框架的立柱(空间框架式)固结，不再单独设柱，车站结构整体性和稳定性较好，墩柱数目较少，与地面行车道之间一般没有冲突和干扰，设计中常常被采用，典型的结构形式有空间框架结构体系和独柱式结构体系。空间框架结构体系由于结构体量较大、墩柱数目多，一般用于客流量较大的换乘站和岛式车站，而更多的中间站则是采用独柱式结构体系。“建-桥分离体系”即行车部分的轨道梁从车站穿过，车站建筑结构与车站桥梁结构完全脱开，各自形成独立的结构受力体系。该体系传力途径明确、合理，可分别按照各自的结构设计规范要求进行设计，列车运行产生的震动、噪音等被有效的隔离，对车站建筑结构不产生影响，车站运营环境较好。

2高架站桥梁结构设计

2.1 下部结构设计

高架车站一般受力途径为雨棚作用于站台梁，站台梁传至基础。从以前相关设计经验来看，如果站台梁和轨道梁共用墩及基础，而上部建筑结构一般提供资料较晚，留给桥梁下部基础设计周期很短，故在设计中，下部结构应尽量按受力分离的原则设置，在建筑结构方案及荷载没有提供之前，先按轨道梁进行设计，待结构荷载确定后再补充全部结构所需要的结构，这样做利于保证桥梁专业早期出图保证现场的要求。此设计思路在汉孝城际、武黄城际中得到应用，保证了正线架梁通道时间节点要求，取得了良好的效果。但对于基础无法分离的下部结构布置，设计中应对结构专业荷载留有一定的富余，以免将来方案调整带来桥梁结构过大的变化或由于施工现场已施工造成结构补强困难。

2.2 上部结构设计

1.轨道梁：由于城际铁路车站到发线数量少，跨度均采用32m 标准跨度，故一般梁采用与区间相同的梁型。特别需要注意的是，由于车站范围轨道梁两侧要布置站台梁，在一些规模较小的车站中，由于站台面较窄，如站台梁设计为双肋 T 梁，若又同时满足距线路中间限界要求，将使得其站台梁设计十分困难，在这种情况下，可在满足通信信号要求的前提下，将标准简支梁的翼缘切掉一部分以满足站台梁布置要求，同时对设计工作量也不增加过多，

2.站台梁：针对不同的高架站形式，其站台梁的设计形式也不尽相同，受力特性千差万别。而站台梁作为一种全新的结构形式，对其研究和分析还远远不够深入，造成站台梁的设计理念与设计成果差异较大。在城际高架车站设计过程中对各种结构形式站台梁的受力特点，掌握其力学行为进行了详细分析，其主要结论如下：

1）对于无雨棚站台梁，按一般梁设计方法进行结构设计即可；

2）对于有雨棚结构站台梁，由于站台梁在雨棚荷载作用下，各腹板的受力不均匀，存在较大的偏心，对于此种站台梁常见的分析方法为梁格法或进行实体分析。笔者对以上两种方法进行了对比分析，发现梁格法于平面内的纵向受力结果与实体结果符合较好，但对于空间扭转、畸变等效应并不能很好的体现，而对于站台梁模型，由于计算软件技术的进步，建立一个实体六面单元的时间花费甚至比建立一个梁格模型还要少。故在最终的设计中，采用平面模型与实体模型结合的方法，首先由平面模型进行配束，然后代入实体模型中计算其截面应力分布，再返回至平面模型进行截面不平稳配束的调整，同时由实体模型中提取扭矩等内力结果进行抗扭等相关计算，此方法不但效率高、结果精确，而且节省了大量的设计时间。

4结束语

1)采用桥建合一组合体系,大大提升了站房景观效果及建筑功能,增强了站房的整体功能性,节省了投资,可供今后类似的高架车站的设计借鉴。

2)同时承载铁路荷载和建筑荷载的桥梁设计应遵循铁路桥涵设计规范,将建筑传递的荷载按照铁路桥涵设计规范的有关规定进行组合计算。

3)结构的耐久性必须给予充分重视,由于桥建合建结构的运用,使得原先的一些可更换部件必须按与桥梁结构同等寿命来设计。

4) 桥建合建结构必须系统化考虑站后设备及管线等隐蔽布设的综合要求,合理确定结构形式。

5）由于目前桥梁的设计与建设设计单位分开招标，一般设计单位不同，在设计过程中应加强两家设计单位的沟通，同时施工中应加强图纸会审，防止出现结构的差、错、漏

参考文献：

1王云峰.城市公共交通系统高架车站的新型结构形式探讨[J].铁道建筑技术.2010

2.史娣武.汉站桥建合建结构桥梁设计的关键技术研究[J].桥梁建设.2008

3.姜艳丽.轨道交通高架桥梁设计特点探究[J].中国新技术新产品.2012

4.王建兵.城市高架桥梁结构的功率流分析及减震研究[D].北京交通大学2006