铁路桥梁规范和建筑规范在城市轨道交通高架车站结构设计中的应用.pdf

潮 l聩羞 誊 誊 量 饮路桥 范和建 在碱布饥道支通 高 季 构设针中的应』 } 许 小波 铁道第三勘察设计院集团有限公司， 3 0 0 2 5 1 ， 天津∥工程师 摘要通过介绍高架车站结构的形式， 分析铁路桥梁规范 与建筑规范的区别， 并对轨道梁进行两种规范的计算对比， 说明了两种规范在建桥结合的高架车站结构设计中的应用 方法。 关键词城市轨道交通； 高架车站；建桥结合； 铁路桥梁规 范 ； 建筑规 范 中图分类号U 2 3 3 ． 4 Ap p l i c a t i o n o f Ra i l wa y Br i d g e C o d e a n d B u i l d i n g C o d e i n El e 。 v a t e d S t a t i on St r u c t r u r a l De s i g n Xu Xi a ob o Ab s t r a c t Th r o u g h a n i n t r o d u c t i o n o f t h e s t r u c t u r e o f e l e v a t e d s t a t i o n i s ， t h e d i f f e r e n c e s b e t we e n r a i l wa y b r i d g e c o d e a n d b u i l d i n g c o d e a r e a n a l y z e d， t WO c o d e s a p p l i e d t o t h e t r a c k b e a m a r e c o mp a r a t i v e l y c a l c u l a t e d， S O a s t o e x p l a i n t h e a p p l i c a t i o n o f b o t h c o d s i n t h e d e s i g n o f i n t e g r a t e d b u i d i n g ／ b r i d g e s t r u c t u r e ． Ke y wo r d s u r b a n r a i l t r a n s i t ；e l e v a t e d s t a t i o n；i n t e g r a t e d b u i d i n g ／ b r i d g e s t r u c t u r e ； r a i l wa y b r i d g e c o d e ； b u i d i n g c o d e Au t h o r ’ S a d d r e s s Th e 3 r d Ra i l wa y S u r v e y De s i g n I n s t i t u t e ， Gr o u p C o ． ， L t d ． ， 3 0 0 2 5 1 ， T i a n j i n ， C h i n a 1 高架车站结构形式概述 线路敷设在地面以上的车站称为高架车站。高 架车站 结 构形 式分 为 建桥 分 离式 和 建 桥结 合 式 两种 。 1 ． 1 建桥分离式高架车站 其轨道梁与车站结构完全分开布置 ， 形成独立 轨道梁 高架 桥 ， 作为车站范围内的桥梁部分 。车 站的建筑结构也为一独立的结构体系 。 建桥分离式高架车站的优点为 1 该体系传力途径明确， 各部分都有现成设计 规范和专 门结构 分析 软件 ， 无 未解 决 的结构 技术 问题 。 1 2 8 2 桥梁结构和车站建筑结构可 以分别施工 ， 不 影响架桥机过站 。 3 由于桥梁结构与车站建筑结构完全分开， 列 车通过车站时产生的振动直接 由柱墩传至地下， 对 车站建筑结构部分无影响。 建桥分离式高架车站 的缺点为 由于车站建筑 结构与桥梁结构分开布置 ， 使得车站 的横 向体量较 大， 占地较多， 不宜在路中布置。 1 ． 2 建桥结合式高架车站 其轨道梁支承于车站横框梁上 ， 车站结构不是 单一建筑结构 ， 也不是单一 的桥梁 ， 而是一个建桥结 合的结构形式。轨道梁的支座可以简支于车站结构 横梁上 ， 也可以与横梁刚结 。 建桥结合式高架车站的优点为 1 车站结构为一个整体 的框架结构， 整体性和 稳定性较好 。 2 柱网布置相对灵活， 平面布局限制较少 。 建桥结合式高架车站的缺点为 1 该结构体系要同时执行铁路桥梁规范及建 筑规范 ， 结构分析 比较复杂 。 2 由于桥梁结构与车站建筑结构合为一体 ， 因 此列车通过车站时直接将振动传给车站框架的各构 件 ， 引起车站结构的振动及产生较大的噪声 ， 对旅客 的舒适度带来一定的影响。 2 铁路桥梁规范和建筑规范的区别 建桥结合的高架车站中， 轨道梁、 支承轨道梁的 横梁、 支承横梁的柱等构件及基础， 须同时满足铁路 桥梁规范及建筑规范。这两种规范在以下各方面有 诸多区别 。 2 ． 1 理论基础 房屋建筑结构是基 于概率极 限状态法设计的。 概率极限状态法采用了多个分项系数 。根据工程实 iiiii iiiiii iiili i ili i iili ii iii i L iil 2 ii ii i L i iiii i _ 厕 践 由统计概率方法确定分项系数 ， 分别对于不同情 况给出了不同的分项系数。诸多的分项系数从不同 方面对结构计算进行调整后 ， 使结构材料 的作用得 以充分发挥 ， 结构更加安全可靠 。这些 系数 的确定 影响到结构在规定 的时间内、 规定的条件下 ， 完成预 定功能的概率 也即可靠度 。 而铁路桥梁是采用容许应力法进行设计 。即采 用了安全系数 K 来确定结构 的可靠度 。这是 由于 在设计 中起控制作用的因素往往是使用荷载下的疲 劳破坏 ， 故 宜按 弹性 工作分 析并 取 用较 大 的安 全 系数 。 2 ． 2 设计基准期 设计基准期为确定可变荷载代表值而选用的时 间参数 ， 根据 GB 5 0 1 5 3 --2 0 0 8 工程结构可靠性设 计统～标准 的规定 ， 房屋建筑结构 的设计基准期为 5 0年 ， 铁路桥涵结构 的设计基准期为 1 0 0年 。 2 ． 3 荷载分类 根据 GB 5 0 0 0 9 --2 0 1 2 建筑结构荷载 规范 的 规定， 建筑结构的荷载可分为三类 见表 1 。 表 1 建筑结构规范 的荷载分 类 荷载分类 荷载名称 永久荷 载 可变荷载 偶然荷载 结构 自重 、 土压力 、 预应力等 楼面活 荷载 、 屋面活 荷载 、 风荷 载、 雪荷 载、 温度 作用 爆炸力 、 撞击力 、 地震作用 根据 GB 5 0 1 5 7 --2 0 0 3 地铁 设计 规范 和 T B 1 0 0 0 2 ． 1 2 0 0 5 铁路桥涵设计基本规范 的规定 ， 桥 梁结构的荷载分类如表 2 所示。 表 2 桥梁 的荷载分 类 荷载分类 荷载名称 主 加 瞳 载 蒡 焘 黯 九 混 凝 土 收 缩 和 铖的 影 响 主 力 活 载 蓦 竖 r口] 动 力 漓 心 力 、无 一缝 线 路 纵 向 水 附加 力 列车制动力 、 风力 、 温度变化的作用力等 特殊荷 载 无缝线路断轨力 、 撞击力 、 地震力 2 ． 4 预应力计算 对于预应力混凝土框架结构 ， 铁路桥梁规范和 建筑规范的计算思路有一定的区别 铁路桥梁规范 把预应力钢筋作为 主受力筋 ， 不考虑普通钢筋的作 用； 建筑规范是考虑预应力钢筋和普通钢筋的共同 作用。 T B 1 0 0 2 ． 3 2 0 5 铁路桥涵 钢筋} 昆凝 土和预 应力混凝土结构设计规范 中第 6 ． 1 ． 3条规定 预应 力混凝土结构 ， 其预应 力度 不宜小于 0 ． 7 。J GJ 1 4 O 一2 0 4 预应力混凝 土结构抗震设计规程 中第 4 ． 2 ． 3条规定 框架梁端截面预应力强度 比不宜大 于 0 ． 7 5 。铁路规范的预应 力度 与预应力钢筋 和运 营荷载有关 ， 与普通钢筋没有关系[ 7 ] 。建筑规范 的 预应力强度比与预应力钢筋和普通钢筋的配筋量有 关 。铁路规范要求配置较多的预应力钢筋 ； 而建筑 规范限制预应力钢筋量不能过多， 普通钢筋不能过 少 ， 同时还需控制总的配筋率 。 2 ． S 抗 震设计 根据 GB 5 0 2 2 3 --2 0 0 8 建筑工程抗震设防分类 标准 的规定 ， 建筑工程 分为 以下 四个抗震设 防类 别 特殊设 防类 甲类 ， 重点设 防类 乙类 ， 标准设 防类 丙类 ， 适度设防类 丁类 。 根据 GB 5 0 0 1 1 2 1 建筑抗震设计规范 的 规定 ， 钢筋混凝土框架结构根据设防类别 、 烈度 、 房 屋高度的不同 ， 抗震等级可 分为一级、 二级 、 三级 、 四级 。 根据 GB 5 0 1 1 1 2 J 6 2 0 0 9年版 铁 路工程 抗震设计规范 中第 3 ． 0 ． 1 A条的规定 铁路工程应 根据铁路等级及其在路网中的重要性和修复 抢修 的难易程度 ， 分为 A、 B、 C、 D类 四个抗震设 防类别 。 3 铁路桥梁规范及建筑规范在高架车站上 的应 用 3 ． 1 两种规范应用的思路 由于两种规范存 在一定的区别 ， 因此在进行建 桥结合的高架车站结构设计时两种规范应该配套使 用 ， 不能混搭 。即直接承受列车动力荷 载的构件在 按铁路规范设计时， 应采用对应的标准、 参数及方法 进行设计 ； 按建筑规范进行校核时应按对应的标准、 参数进行核算。 3 ． 2 具体计算对 比 取某建桥结合式高架车站的简支轨道梁进行计 算对比。轨道梁跨度 1 2 I I 1 ， 粱宽 2 ． 5 m， 梁高 1 m， 混凝土采用 C 4 0 ， 钢筋为 HRB 3 3 5 。 3 ． 2 ． 1 荷载 1 恒载 结构 自重加 1 5 ． 5 k N／ m 的轨道 Ⅱ期 恒载。 2 列车静活载 采用 的列车荷载图式如图 1所 示 。列车荷载动力系数为 1 ， 宜按现行 铁路 1 29 l 瓣溺 虢鋈 交 褥 鼹 。 。 l l ll。 ≯ - 0 。 0 _ 0 0 ≮ 0 0 0 0 0 。 - 0 0 0 0 ≯ 。 删 举 桥涵 设计 基 本 规 范 规定 的值乘 以 0 ． 8 ， 即 0 ． 8 1 2 ／ 3 0 L ≈ ． 2 3 式中 ， L为梁的跨度 。 至 0 0 互互 0 0 互互 0 0 N 至互 0 0 N 注 距离单位为 m 图 1 某列车荷载图式 为 M 1 4 0 4 k N 1 T 1 ， 列车静活载 引起 的跨 中最 大弯矩标准值为 M呲 6 1 2 k N m。 由表 3的计算结果对比可以看 出 1 按强度要求控制时 ， 按铁路桥梁规范计算需 要的配筋面积 比按建筑规范计算结果要大。 2 按裂缝控制时， 对非直接承受重复荷载的构 件， 按铁路桥梁规范计算需要的配筋面积比按建筑 规范计算结果要大； 但对直接承受重复荷载的构件 ， 按建筑规范计算需要的配筋面积 比按铁路桥梁规范 计算结果要大。 3 按铁路桥梁规 范计算得 出的挠度值 比按 建 3 2 2 计算结果比较 筑规范计算结果小 。 恒载引起 1 2 m跨度轨道梁的跨 中弯矩标准值 表 3 两种规范计算轨道梁 的结果对 比 注 为裂缝问纵向受拉钢筋应变不均匀系数， 按 O B 5 0 0 1 】 2 1 混凝土结构设计规范 第 7 ． 1 ． 2 条规定确定， 对直接承受重复茼载的构 件 ， 取 1 ． 0 4结语 本文简单分析了铁路桥梁规范与建筑规范的区 别 ， 并通过具体轨道梁的计算对 比， 介绍了铁路桥梁 规范与建筑规范在建桥结合式高架车站结构设计中 的应用 ， 为该类需 同时满足两种规范 的构件设计提 供参考 。建桥结合式高架车站结构设计中还有不少 问题有待作进一步研 究， 如列车振动对车站结构的 影响分析等 。 参考文献 r 1 ] 游 又能 ． 桥建合一式高架车站设计 在莞惠城 际轨道交 通中的 应用研究 l J ] ． 铁道标准设计 ， 2 0 1 2 8 1 2 1 ． O B 5 0 1 5 3 2 8_ I 程结构可靠度设计统一标准E s ] ． GB 5 】 9 2 0 1 2建筑结构荷载规范[ s ] ． G B 5 0 1 5 7 --2 0 O 3 地铁设i t - 规范E s ] ． TB 1 0 0 0 2 ． 1 ～2 0 0 5铁路桥涵设计基本规 范E s ] T B 1 0 0 2 ． 3 2 5铁路桥涵钢 筋混凝土和预应力 混凝土结 构设 ‘规范I s ] ． 邱剑， 叶志雄 ， 温 四清 ， 等 ． 承轨 结构设 计‘ 采 用铁 路规范 与建 筑规范 的比较 _ J ] ． 铁道工程学报 ， 2 0 ／ 2 1 1 7 9 ． OB 5 0 2 2 3 2 0 0 B建筑工程抗震设 防分类标准I s ] ． OB 5 0 0 1 1 2 1 t 建筑抗震设计规 范E s 2 ． GB 5 0 1 1 1 2 O O 6 2 0 0 9年版铁 路工程抗震设计规范E s ] ． GB 5 }0 1 卜 一 2 0 1 0混凝土结构设计 规范 [ s ] ． 收稿 日期 2 0 1 3 一 1 2 2 应对地铁突发事件 ， 成熟市民可以做得更好 最近“ 上海地铁车厢里一位老外在座位上晕倒” 的新闻， 引发热议 。笔者认为 ， 作为成熟市民， 除了警觉 ， 还可以做得更好一些 ， 如遇事更加冷静 、 镇定等。 在上海这样 的特大城市里， 人流密集 ， 一 旦处置不慎 ， 就可能引发灾难性事件。除了安全保障体系， 人们 也需要有更加冷静的头脑 、 更加镇定的心态 ， 同时提升 自己的素质和应对能力 ， 尽量 学会急救与应急知识 。 外籍乘客只是躺倒， 没有必要害怕、 慌张。即使真正遇上了大事件， 也要冷静， 防止发生拥挤、 踩踏等次生伤 害。显然 ， 在这一点上 ， 人们还有所欠缺。如果当时有人去扶一把 、 问一声 ， 该多好啊 人们的一举一动都映 衬着上海这座城市的形象。多一份热心 ， 多一份担当， 上海会更加友善 ， 也会有更多温暖。 摘 自 2 0 1 4年 8月 2 2日 解放 日报 解放 论 坛 ， 王珍 文 1 3 ]]] ] ]]]] 2 3 4 5 6 7 8 9 rL rL rL rL rL rL rL rL L[